水工混凝土建筑物表面修护新型材料

包永军

【摘 要】进入二十一世纪以来，我国水利工程的发展随着城市需求不断扩大的情况下，进入到一个飞速发展的时期，在这一过程中，越来越多的现代工程施工技术被应用到水利工程之中。水利工程在投入使用之后，长久处在一个潮湿的环境之下，在水流不断冲刷、侵蚀的情况下，其水利工程各个方面都会受到不同程度的损伤，这类对水利工程外表所造成的损伤如果不及时进行修复，就会导致侵蚀速度的加快。因此，水利工程在进行修复的过程中，应当采取有效的表面防护措施来对其表面进行修复，从而达到延长水利工程使用寿命的目的。本篇文章主要针对水工混凝土建筑物表面修复新型材料进行了全面详细的介绍。

【关键词】水利工程；混凝土；建筑物；修护材料

依据大量水利工程的调查数据来看，我国有相当大一部分水工混凝土建筑物在使用较长一段时间之后，其结构的表面会受到不同程度的损伤。而导致这类损伤出现的一个主要因素便是由于工程施工过程中所使用的施工技术不当所引起，其水利工程在长久运行之后，长期受到水流的侵蚀，结构表面所遭受到的损害也就越发严重，所以，必须要对相应的损伤部位采取有效的措施进行修复。水利工程结构表面所遭受的损害程度不同，因此，修复的过程较为复杂，以往传统的结构表面修复措施已经无法充分满足现代水利工程修复的需要，在这一过程中，新型的水工混凝土建筑物体结构表面修复材料的研究和应用就有着极其重要的意义。

1.表面修复材料的基本性能

水工混凝土建筑物体中所存在的各类病害以及缺陷，绝大多数都是由于其表面所裸露出的结构受到腐蚀而产生，例如结构表面皮损、裂缝、渗漏、锈蚀、变形等各种不同的损伤现象。在对大量水工混凝土建筑物所出现的各种不同病害进行深入的评估之后，可以明显的看到，绝大多数钢筋混凝土结构建筑物所出现的损伤都可以分为以下两种情况：一种是建筑物结构之中的钢筋或者混凝土自身与能够对混凝土产生腐蚀的物质直接接触，在这一过程中，钢筋混凝土出现了化学反应，导致其内部结构受到破坏。而另外一种情况则是能够对钢筋混凝土产生腐蚀影响的物质逐渐渗透到其结构的内部，与建筑内部的钢筋混凝土产生化学反应，最终出现侵蚀病害。水工混凝土的建筑结构只有在这两种不同的情况下作用，其混凝土结构就会受到较为严重的伤害。因此，水工混凝土在进行结构表面修复的过程中，所使用的修复材料必须要具有极强的耐久性能，并且能够对混凝土结构的密实程度进行一定的增强，只有通过这样的方式才能够使得水工混凝土建筑物能够最大限度的避免水流的侵蚀，从而提升水利工程的使用寿命。

本文在对相关资料的研究中发现，尽管不同地区自然环境下的不同建筑物结构对于修复材料的要求不尽相同，但整体来讲，一般水工混凝土建筑物对于表面修护材料的性能要求都包括以下几点：耐久性强，抗腐蚀性高，具有很大的耐磨性且适应能力强，具有一定的变形能力和优质的黏结力，最重要的是要能够有效提高混凝土表面的强度以及对混凝土结构的微观结构起到一定的改善作用。

2.水工混凝土建筑物表面修护新型材料

在科技技术不断发展的情况下，各种新型的水工混凝土建筑结构表面修复材料被研发出来，并且在经过严格的试验和实践之后，有着较好修复性能的材料则被广泛的应用在了各个水工建筑的修复工作中，以下主要是几种被广泛应用的新型水工混凝土建筑物结构表面修复材料。

2.1水泥基渗透结晶型防水材料

水泥基渗透结晶防水材料主要是通过硅砂、波特兰水泥以及多种不同的化学活性物质所构造成为的无机材料，该材料呈现出灰色粉末状。这类材料实现修复效果的主要原理就是针对水泥混凝土自身所具有的特殊性以及多孔性，在和一定比例的水进行拌和之后，通过渗透的方式，在其混凝土的毛细管以及微孔中进行渗透，在这一过程中，该防水材料会直接和混凝土发生二次水化作用，从而形成了具有不溶性的结晶，并且在缝隙和孔洞之中与混凝土直接粘结成为了一个整体。由于结晶体在混凝土中将微孔以及毛细管完全堵塞，所以使得混凝土更加的紧密，获得了极为良好的防水性能，极大的增强了混凝土结构强度。

水泥基渗透结晶型防水材料分为混凝土表面处理用的防水材料和内掺的混凝土本体防水剂，分别适用于混凝土表面处理防水体系和混凝土本体自防水体系。一般情况下混凝土表面处理防渗漏，按比例与水拌合成浆，可以涂刷或喷涂在混凝土表面。试验表明，当表面裂缝宽度在0.3～0.5mm以内时，不必灌浆，只需用这种材料表面涂刷一层，由于活性物质渗入再次水化作用生成结晶体堵塞了裂缝，因而裂缝将逐渐自动修复。由于以上特点，可以预计，水泥基渗透结晶型防水材料将在水工混凝土建筑物防渗和补强方面得到广泛应用。同类产品还有KRYSTOLT1/T2系统防水材料等。

2.2聚合物水泥砂浆类材料

聚合物水泥砂浆作为防渗、防腐、防冻材料已在水工混凝土建筑物修补工程中得到广泛应用。这种以少量胶乳材料对水泥砂浆或混凝土改性后，增强其抗渗性、抗碳化和抗冻性，经过多年的工程实践证明，是一种性能可靠、经济、施工方便的修补材料，目前已列入有关设计规范和施工规程，施工方法有人工涂刷，喷涂及灰浆机湿喷，大大提高了施工速度及施工质量。推荐采用丙烯酸聚合物改性水泥砂浆，因为它的机械性能和化学性能均优于其他胶乳。

2.3新型灌浆材料

利用环氧树脂和聚氨酯在一定条件下制备出可以形成同步互穿聚合物网络结构的新型化学灌浆材料（PU/EP-IPN）。该化灌材料综合了环氧树脂浆材和聚氨酯浆材的性能优点，浆材粘度低、凝结时间可调、强度高、变形性和可灌性都很。水下混凝土灌浆试块的粘接抗拉强度能达1.05MPa。是一种性能优良、适用性强、适合水下灌浆的多功能新型灌浆材料。

选用具有高弹性及水下固化的聚氨酯材料与具有极低粘度良好可灌性的甲凝材料相互改性，利用交叉渗透交联工艺制备出PU/PMMA互穿聚合物网络弹性体灌浆材料，其浆液粘度适当，可灌性良好，具有优良的水下固结及固结后弹性体要求的延伸率。试验表明，该浆液在不添加任何溶剂，含固量100%条件下的初始粘度在280cp以下，浆液水下与混凝土表面固结后的弹性延伸率达150%以上仍与混凝土表面具有良好粘结而不脱落。

2.4碳纤维材料

碳纤维材料是利用碳纤维补强加固技术来实现的，即是利用高强度或高弹性模量的连续碳纤维，单向排列成束，用环氧树脂浸渍形成碳纤维增强复合材料片材，将片材用专用环氧树脂胶粘贴在结构外表面受拉或有裂缝部位，固化后与原结构形成一整体，碳纤维即可与原结构共同受力。由于碳纤维分担了部分荷载，就降低了钢筋混凝土的结构的应力，从而使结构得到补强加固。

3.结语

总而言之，水工混凝土建筑物所修复的效果对于我国水利工程的发展以及经济效益来说有着极其重要的作用，而在这一过程中，其修复材料是否具良好的修复效果是其工程修复能否成功关键所在。现目前的新型水工混凝土表面修复材料自身虽然能够起到一定的作用，但是就未来水工混凝土建筑物的发展来说，其表面修复材料还有着较大的发展空间。在当前社会飞速发展，带工科技技术不断提升的情况下，必然会有越来越多的新型水工混凝土建筑物修复材料被研发出来并加以推广应用。

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