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在建筑結(jié)構(gòu)修復領(lǐng)域,混凝土修補砂漿的粘結(jié)性能直接決定修復工程的耐久性與安全性。不同基材表面的物理特性、化學組成存在差異,使得混凝土修補砂漿的粘結(jié)機理呈現(xiàn)多樣化特征,需從界面作用的本質(zhì)層面進行系統(tǒng)解析。
對于普通混凝土基材,混凝土修補砂漿的粘結(jié)主要依賴機械咬合與分子間作用力。基材表面經(jīng)處理后形成的微觀凹凸結(jié)構(gòu),為砂漿提供了機械錨定的基礎(chǔ)——砂漿硬化過程中滲入基材表面的孔隙與裂紋,形成類似“榫卯”的嵌鎖結(jié)構(gòu),這種機械咬合作用是粘結(jié)力的重要來源。同時,砂漿中的水泥水化產(chǎn)物與基材表層未水化的水泥顆粒發(fā)生化學反應,生成水化硅酸鈣凝膠,通過分子間的范德華力增強界面粘結(jié)強度。此外,基材與砂漿之間的濕度梯度會促使水分遷移,推動水化反應持續(xù)進行,進一步強化界面的整體性。
當基材為鋼結(jié)構(gòu)時,混凝土修補砂漿的粘結(jié)機理更側(cè)重于化學吸附與機械錨固的協(xié)同作用。鋼材表面的氧化層與砂漿中的堿性成分發(fā)生反應,形成穩(wěn)定的化學吸附層,阻止鋼材進一步銹蝕的同時提升界面粘結(jié)力。若對鋼材表面進行噴砂處理,形成的粗糙表面可與砂漿形成機械咬合,這種物理作用能有效彌補鋼材與砂漿之間彈性模量差異帶來的界面應力集中問題。此外,砂漿中的膨脹組分在硬化過程中產(chǎn)生適度體積膨脹,對鋼材表面形成持續(xù)壓應力,減少界面縫隙的產(chǎn)生,間接提升粘結(jié)的耐久性。
針對masonry基材(如磚、石材),混凝土修補砂漿的粘結(jié)機理受基材多孔性與吸水性影響明顯。這類基材表面的大量微孔會通過毛細管作用吸收砂漿中的水分,促使砂漿在界面處快速凝結(jié)硬化,形成早期粘結(jié)力。同時,砂漿中的膠凝材料會滲入基材孔隙并發(fā)生水化反應,與基材中的硅、鋁等成分生成新的礦物相,通過化學鍵合增強界面結(jié)合。由于masonry基材強度較低,砂漿的收縮特性需與基材相匹配,避免因收縮應力導致界面剝離,這也使得此類場景下的粘結(jié)更依賴材料的相容性設(shè)計。
不同基材下混凝土修補砂漿的粘結(jié)機理雖各有側(cè)重,但均需滿足物理作用與化學作用的協(xié)同。未來,通過調(diào)控砂漿的流變性能、優(yōu)化界面處理工藝,可進一步提升不同基材下的粘結(jié)效果,為建筑修復工程提供更可靠的技術(shù)支撐。
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