日本混凝土外加劑、工程修補(bǔ)加固材料及應(yīng)用

Application of Japan Concrete Addition Agents 、Patching and Strengthening Materials

PENG Xian( Beijing yaoxian Science and Technology Development Co. ，Ltd. ，Beijing 　100088 ， China)

1 　日本混凝土外加劑應(yīng)用現(xiàn)狀

SKW-MBT、藤澤FPK和花王公司為日本3家最大的外加劑生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)品品種齊全，占有日本主要市場(chǎng)。日本水泥年用量約8000萬(wàn)t ，化學(xué)外加劑以水泥用量0.2%計(jì)算，需量約為16萬(wàn)t ，其品種及數(shù)量如表1所示。

化學(xué)外加劑主要基材可分為六大類，即萘系(萘磺酸甲醛縮合物) 、氨基磺酸鹽系列(芳香族氨基磺酸鹽聚合物) 、木質(zhì)素系列(木質(zhì)素磺酸鹽) 、三聚氰胺系列(密胺磺酸甲醛縮合物) 、聚羧酸系列(烯烴-順丁烯二酸共聚化合物) 、聚羧酸系列(丙烯酸-丙烯酸酯共聚化合物) 。企業(yè)生產(chǎn)化學(xué)外加劑產(chǎn)品品質(zhì)不僅要符合JISA6204工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)住宅、道路建設(shè)還應(yīng)同時(shí)滿足日本住宅都市、道路、高速公路公團(tuán)等各自行業(yè)規(guī)定的技術(shù)性能要求。另外，外加劑品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)頒布的同時(shí)，還出臺(tái)了相應(yīng)配合比、施工指南，為外加劑新品種應(yīng)用提供了技術(shù)支持與依據(jù)。

2 　外加劑生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)條件與特點(diǎn)

2.1 　有較強(qiáng)研究、開發(fā)新品種能力

上述3個(gè)企業(yè)均已形成較為完整的調(diào)研、基礎(chǔ)化學(xué)、混凝土施工技術(shù)與新產(chǎn)品研究、生產(chǎn)、開發(fā)體系。如SKW-MBT 公司有研究人員30人，占全體員工32% ，總公司為國(guó)際跨國(guó)公司，在美國(guó)、日本、歐洲設(shè)立3個(gè)中央研究試驗(yàn)室，其研究開發(fā)實(shí)行統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，技術(shù)成果各公司分享。藤澤FPK公司的主業(yè)為制藥與食品工業(yè)，研究人員200人，基礎(chǔ)化學(xué)研究力量雄厚。其中20名研究人員專門從事外加劑研究，該公司自行研究了以羥基羧酸為基材的高性能AE 減水劑?；ㄍ踔晔綍?huì)社產(chǎn)業(yè)為家庭用洗滌、紙品、化妝品、食品，研究人員600人。在該公司內(nèi)設(shè)混凝土化學(xué)外加劑生產(chǎn)車間、研究所與試驗(yàn)室。

2.2 　混凝土試驗(yàn)室設(shè)備先進(jìn)

混凝土試驗(yàn)室設(shè)備齊全先進(jìn)，且有相當(dāng)規(guī)模。生產(chǎn)企業(yè)除具有外加劑產(chǎn)品品質(zhì)檢測(cè)設(shè)備外，混凝土試驗(yàn)室也給人留下深刻印象，可供國(guó)內(nèi)試驗(yàn)與檢驗(yàn)單位學(xué)習(xí)借鑒。

(1) 混凝土試驗(yàn)室分商業(yè)與研究成型室，備有不同拌合設(shè)備(臥、立式拌合機(jī)) ，花王公司還專門配制1套1/10比例的商品混凝土攪拌站的配料、計(jì)量系統(tǒng)，模具清潔為自動(dòng)清除設(shè)備。

(2) 混凝土凝結(jié)時(shí)間采用計(jì)算機(jī)程序控制的自動(dòng)測(cè)定儀(可8組3d內(nèi)自動(dòng)記錄)。

(3) 不同溫度養(yǎng)護(hù)室( -15～50℃)，2種水溫養(yǎng)護(hù)(20℃、30℃)。

(4) 自動(dòng)凍融(64組、200次) 、碳化(20℃、30℃，60%RH ，5%CO₂ ) 。

(5) 測(cè)定高強(qiáng)度壓力機(jī)(300t 、500t) 。

(6) 結(jié)構(gòu)模擬試驗(yàn)室(包括大體積試件水化熱、徐變測(cè)定) 。

(7) 專用土壤改良劑、灌漿材料試驗(yàn)室。

(8) 3種混凝土收縮測(cè)定儀，包括光電式收縮測(cè)定儀。

(9) 硬化混凝土骨料破碎、回收裝置，節(jié)約資源和能源。其中FPK公司試驗(yàn)室還具有超過(guò)1000m²的骨料粉碎、清洗、分級(jí)、混合、脫水流水線。自制混凝土圖像分析儀(測(cè)定氣孔率) 及先進(jìn)的化學(xué)分析設(shè)備。

2.3 　技術(shù)服務(wù)周到

生產(chǎn)企業(yè)的服務(wù)宗旨都是以滿足顧客要求為追求目標(biāo)，在研制、開發(fā)生產(chǎn)新產(chǎn)品的同時(shí)還承擔(dān)顧客所需混凝土性能試驗(yàn)，這樣既使顧客對(duì)其產(chǎn)品有信任度，也可以滿足工程的實(shí)際需要，使企業(yè)的研究、生產(chǎn)與工程能更緊密地結(jié)合，技術(shù)服務(wù)十分周到。

3 　工程加固、修補(bǔ)材料及其應(yīng)用技術(shù)

日本是一個(gè)典型的海洋島嶼國(guó)家，同時(shí)又是一個(gè)地震十分頻繁的國(guó)家。各種建筑、道路、橋梁、港口等混凝土構(gòu)筑物極易受到海洋空氣、海水、海砂中的氯鹽腐蝕及地震災(zāi)害的破壞。因此，日本的土木及建筑部門對(duì)混凝土構(gòu)筑物損傷的調(diào)研、診斷、修補(bǔ)及加固等十分重視，并進(jìn)行大量的研究與工程應(yīng)用。

日本在混凝土構(gòu)筑物診斷與修補(bǔ)實(shí)際工程中，一般按下列程序進(jìn)行:工程現(xiàn)場(chǎng)勘查→詳細(xì)調(diào)查→原因分析、推定→制訂修補(bǔ)、加固方案→加固、修補(bǔ)實(shí)施。

據(jù)初步考察，日本在混凝土構(gòu)筑物的修補(bǔ)加固中，除采用常規(guī)方法外，還采用了許多新技術(shù)、新材料。例如，在橋梁、橋墩、混凝土柱加固修補(bǔ)時(shí)，采用了碳纖維增強(qiáng)板。這種材料比鋼板強(qiáng)度高，質(zhì)量輕，而且不存在銹蝕問(wèn)題。碳纖維增強(qiáng)材料特別適用于抗震補(bǔ)強(qiáng)加固工程。另外，在補(bǔ)強(qiáng)加固中還采用了鋼絲網(wǎng)粘貼和噴射支護(hù)技術(shù)。在結(jié)構(gòu)裂縫和地基處理加固中，采用了注漿法和特種功能型外加劑。

日本電氣化學(xué)株式會(huì)社采用電滲透和電泳原理分別修復(fù)被碳酸化和被鹽腐蝕的混凝土是一項(xiàng)較新的技術(shù)，目前已在工程中得到實(shí)際應(yīng)用。

日本用于修補(bǔ)加固的材料主要分有機(jī)和無(wú)機(jī)兩大類。

有機(jī)類主要有環(huán)氧系列，用于結(jié)構(gòu)粘接、固定和化學(xué)灌漿;還有丙烯酸系列，主要用于混凝土表面處理和局部修補(bǔ)。

無(wú)機(jī)類材料主要有水泥基高性能無(wú)收縮材料、超早強(qiáng)速硬型工程搶修材料和灌漿材料。另外，還有與之配套的耐磨、防腐、防水、養(yǎng)護(hù)的材料和特種外加劑。

日本SKW-MBT公司與電氣化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社等廠家已研制開發(fā)出專門用于混凝土構(gòu)筑物修補(bǔ)和加固的產(chǎn)品及特種外加劑達(dá)數(shù)10種，形成了一定規(guī)模和系列，值得我們學(xué)習(xí)和借鑒。

4 　日本建筑施工新技術(shù)

日本建筑施工中螺紋鋼筋連接大量采用內(nèi)螺紋套管連接，施工時(shí)不用機(jī)械設(shè)備，只需用扳手將鋼筋擰進(jìn)套管內(nèi)，并在套管中央小孔中注入專用的有機(jī)或無(wú)機(jī)灌漿材料，以增大粘接強(qiáng)度，防止鋼筋銹蝕。在高層建設(shè)中，采用整體大型模板及預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合的半預(yù)制半現(xiàn)澆的新技術(shù)、新工藝，其施工進(jìn)度已達(dá)到3d一層的世界紀(jì)錄。