有关墙体裂缝修补的研究

有关墙体裂缝修补的研究

摘要：本文将磷酸镁水泥砂浆作为主要材料应用于墙体裂缝修补为主要研究对象，通过制备出磷酸镁水泥，分析磷酸镁水泥砂浆的性能特点包括其力学性能等探究是否对修复墙体裂缝有非常好的作用，不仅如此在最后我们还举例了其他可用于修补墙体裂缝的方法以供参考。关键字：磷酸镁水泥；墙体裂缝修补；抗压强度；新拌性能；1前言墙体裂缝是长期困扰着建筑行业的一项质量通病，如果不能很好的预防和处理，不仅会影响建筑物的美观给人造成不安全感，严重的会危及到人身安全、造成经济损失，目前我国前提裂缝问题主要由以下几种：①不同墙体材料之间裂缝，尤其是在框架结构中，填充墙体与梁柱接触面间容易出现水平和垂直裂缝。[1]②应力集中裂缝，此类裂缝多在砌体结构相对薄弱部位出现，比如说各个楼层的窗台两角和顶层外墙窗口四角处的斜裂缝；底层窗台下的竖向裂缝，这种裂缝的特点一般在门洞口上部、窗洞口上、下部及混凝土大梁下部的墙体上。③墙面抹灰龟裂，尤其是外墙水泥砂浆抹灰，裂缝多而无规律，裂缝较细但面积较大，一般情况下不易被发觉对建筑物影响不大，但是严重的龟裂裂缝也较大并能引起墙面空鼓，一旦雨水顺着裂缝渗入，冬季冻胀会使外抹灰层脱落，将影响到周围行人的安全。而磷酸镁水泥复合材料由多种改性材料混合而成，他既有水泥的部分特征，同时又具备化学结合陶瓷的属性。磷酸镁水泥具有许多优于传统水泥材料的性能：凝结硬化迅速，早期强度高；体积相容性好，粘结强度高；作为修补材料使用，具有优异的耐腐蚀性能，耐磨性能；对钢筋的防锈性能好；抗盐冻、冻融循环能力强；耐热性能好，硬化后转为类似陶瓷的结构，强度反而提高；磷酸镁水泥也可以有固化各种废弃物，对含重金属的固体废弃物的固化效率较高，有利于环境保护。磷酸镁水泥也有着凝结过快、脆性大、抗冲击性能差的缺点。因此我们针对磷酸镁水泥的优点与缺点进行改进配合比制备能用于修复墙体裂缝的磷酸镁水泥。2实验原料及制备方法磷酸镁水泥制备原材料主要包括:(1)重烧氧化镁(MgO，缩写为M)，密度3.47g/cm3，氧化镁含量96.8%，烧失量0.8%，可溶于酸或铵盐，难溶于水，溶液呈弱碱性。(2)磷酸二氢铵(NH4H2PO4，缩写为P)，密度1.80g/cm3，纯度98%，易溶于水，溶液呈弱酸性，主要为磷酸镁水泥水化提供酸性环境和磷酸根离子。(3)硼砂(Na2B4O7，缩写为B)，密度1.73g/cm3，纯度95%，易溶入水，水溶液呈弱碱性，作为缓凝剂以调节磷酸镁水泥的凝结时间。[2]根据前期研究成果，磷酸镁水泥配方为:P/M=1∶3，硼砂掺量B/M=10%。用于对比试验的硫铝酸盐水泥，密度2.87g/cm3，比表面积490m2/kg，初凝时间13.5min，28d抗压强度分别为46.2、60.5MPa.硫铝酸盐水泥的外加剂为聚羧酸高性能减水剂(粉剂)和有机酸缓凝剂(粉剂)。[3]3磷酸镁水泥性能研究3.1新拌磷酸镁水泥浆体的流动性测试将拌好的水泥砂浆分两层迅速装入截锥圆模内,截锥圆模顶面直径、底面直径及高分别为70mm、100mm和60mm,第一层装至截锥圆模高约2/3处,用捣棒自边缘至中心均匀捣压15次,继续装第二层砂浆,装至高出截锥圆模20mm,再用捣棒自边缘至中心均匀捣压10次,把高出截锥圆模的部分砂浆刮除,刮平表面之后轻轻提起截锥圆模,当截锥圆模提起30s时测试砂浆自坍落的圆形直径作为流动度值。根据实验结果可以看出磷酸镁水泥在较低的水胶比条件下,流动度明显大于水胶比较高的普通硅酸盐水泥,可见,磷酸镁水泥需水量明显低于普通硅酸盐水泥,且流动度随着水胶比的升高而大幅度增大。因此磷酸镁水泥砂浆的高流动性的特点赋予了该材料快速修补的功能。3.2磷酸镁水泥抗压强度和黏结强度分析试验均参照SL352—2006《水工混凝土试验规程》中的相应规定进行,其中抗压强度试件尺寸为70.7mm×70.7mm×70.7mm,在规定龄期内取出试件进行抗压试验,通过破坏荷载和受压面积计算抗压强度;黏结强度试件采用“8”字形,黏结基底采用标准养护28d的半个“8”字形的普通硅酸盐水泥砂浆试件,对黏结基底界面打磨去污后,将按配比成型的砂浆与基底黏结成型,并在规定龄期内取出试件进行抗拉试验,通过破坏荷载和断面面积计算黏结强度。通过磷酸镁水泥砂浆和普通硅酸盐水泥的试验数据对比可以看出，两种砂浆的28d抗压强度相当,磷酸镁水泥砂浆为63.9MPa,普通硅酸盐水泥砂浆为65.6MPa,可见磷酸镁水泥具有高早强的特性,尤其是1至3小时强度更为突出。而对于黏结强度而言，无论是早期的3h黏结强度还是后期的28d黏结强度,磷酸镁水泥砂浆均要明显高于普通硅酸盐水泥砂浆,磷酸镁水泥砂浆3h黏结强度已达1.45MPa,接近普通硅酸盐水泥的7d黏结强度1.73MPa,而磷酸镁水泥砂浆的28d黏结强度更是高达4.32MPa,可见,相对于普通硅酸盐水泥砂浆,磷酸镁水泥砂浆具有明显优异的黏结性能。[4]综上所述，磷酸镁水泥的流动性好，抗压强度与普通硅酸盐水泥强度相差不大，黏结性能强，这些都代表着将磷酸镁水泥用于墙体裂缝修复中是可行的。4其他修补墙体裂缝的材料在墙体裂缝修补的工作中还有一种与之类似的材料，那就是微生物修复墙体裂缝的方法，主要是将相应的微生物与其他材料融合制成微生物混凝土的形态加以使用，其作用的原理为：微生物新陈代谢活动能够产生-种尿素酶，通过外界不断的提供营养液(尿素和钙离子)，这种催化酶能够将尿素水解为氨和二氧化碳，随着生成物的不断增加，溶液中的pH值会不断的升高，当碳酸根离子遇到钙离子时，就可以引起钙离子以碳酸钙的形式沉积。同时微生物细胞附近也为下一步碳酸钙的沉积提供成核的地点。它主要是将微生物作用下产生的沉积物作为解决墙体裂缝的重要方式。5结论因为现在我国建筑物的墙体裂缝问题十分严峻，而传统的修补方式存在着很多缺点，例如修补材料粘结性不好、耐久性差、抗老化能力低，所以研究发展新型的修补技术十分必要，而磷酸镁水泥拥有着半水泥半陶瓷的性能特征，并在作为修补材料时，具有优异的耐腐蚀性能，耐磨性能；对钢筋的防锈性能好；抗盐冻、冻融循环能力强；耐热性能好的优秀特征使它能够在墙体裂缝修补中起到很好的作用。Reference[1]宋永才.房屋建筑工程墙体裂缝的原因分析及预防措施.[J].百度文库.[2]徐耀，计涛，马锋玲，等.磷酸镁水泥制备试验研究[A].水利水电技术(中英文).第52卷2021.3.[3]马锋玲，王刚，徐耀,等.磷酸镁水泥砂浆性能