專利名稱：一種用于混凝土加固修復(fù)的水泥聚合物砂漿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑材料及其制備方法，特別涉及用于混凝土加固修復(fù)的水 泥聚合物砂漿及其制備方法。
背景技術(shù)：
砂漿的作用有兩個(gè)方面 一是將砂漿層與基層混凝土粘接牢固形成一個(gè)整 體；二是起到鋼筋或鋼網(wǎng)保護(hù)層的作用。 一般砂漿層的厚度為10-30mm,在混 凝土結(jié)構(gòu)加固修復(fù)時(shí)，將攪拌好的砂漿用機(jī)械噴涂或手工涂抹或灌漿的方式固 定到被修補(bǔ)的混凝土表面。
故對(duì)砂漿的要求是
(l)具有較髙的抗壓強(qiáng)度砂漿的強(qiáng)度不應(yīng)小于基層混凝土的強(qiáng)度； U)較高的抗折強(qiáng)度即柔韌性強(qiáng)，有一定的抗裂性和抗變形能力；
(3) 有較高的粘接能力要求與基層混凝土緊密粘接；
(4) 在實(shí)施手工抹灰時(shí)要求有較低的流動(dòng)性，而灌漿施工時(shí)要求有較高的流 動(dòng)性。
需達(dá)標(biāo)的數(shù)據(jù)為28天抗壓強(qiáng)度》50MPa、 28天抗折強(qiáng)度> 10Mpa、與水泥 試塊的粘接強(qiáng)度>1.50 MPa、流動(dòng)度>160 mm且70。C抗裂試驗(yàn)時(shí)砂漿表面不 允許出現(xiàn)裂縫等。
國內(nèi)目前絕大多數(shù)水泥聚合物砂漿均釆用丙烯酸酯乳液做膠黏劑，這種乳 液與水泥砂漿有很好的配伍性，新拌砂漿有30-60分鐘的可操作時(shí)間，但不能 同時(shí)滿足上述抗壓、抗折、粘接和收縮指標(biāo)。上海同濟(jì)大學(xué)的試驗(yàn)室做出的砂 漿滿足上述抗壓、抗折、粘接和收縮指標(biāo)，但其中聚合物使用的是丁苯乳液， 由于試驗(yàn)用丁苯乳液價(jià)格較高，且與水泥砂漿的配伍性較差，目前仍未發(fā)現(xiàn)在 實(shí)際工程中應(yīng)用的報(bào)道。另外上述兩類砂漿在7(TC抗裂試驗(yàn)時(shí)易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了現(xiàn)有水泥聚合物砂漿易于出現(xiàn)裂縫的問題，提供一種成本低
且同時(shí)滿足28天抗壓強(qiáng)度^50MPa、 28天抗折強(qiáng)度> 10Mpa、粘接強(qiáng)度>1.50 MPa、流動(dòng)度在168-320 mm之間、70。C抗裂試驗(yàn)時(shí)砂漿表面不出現(xiàn)裂縫的新型 水泥聚合物砂漿。該水泥聚合物砂槳在流動(dòng)度為168-182 mm時(shí)適用于手工抹 灰施工，流動(dòng)度為309-320 mm時(shí)適用于灌漿施工。
本發(fā)明的水泥聚合物砂漿，其包含的原料的重量配比為硅酸鹽水泥 360-400份、活性摻合料40-50份、減水劑2-4份、石英砂550-600份、丙烯酸 改性松香樹脂1.5-8.5份、丙烯酸酯乳液72.5-88.0份。
上述減水劑優(yōu)選為符合GB8076《混凝土外加劑》的萘磺酸鹽或聚羧酸減水 劑。硅酸鹽水泥優(yōu)選GB175《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》規(guī)定的P052.5 硅酸鹽水泥。
上述活性摻合料優(yōu)選符合GB1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中的I 級(jí)粉煤灰、主要成分為二氧化硅的活性硅灰和主要成分為二氧化硅和三氧化二 鋁的礦渣粉以任意比混合而成。
丙烯酸酯乳液的固含量為49%， PH值在7.0-8.5之間，Tg值為l(TC。丙烯 酸改性松香樹脂固含量為44%， PH值在4.0-5.0之間，Tg值為5°C。
丙烯酸酯乳液和丙烯酸改性松香樹脂混合后形成一類柔性鏈段嵌段而形成 的帶有活性基團(tuán)的液體聚合物，摻加到水泥砂漿后能以島狀和鏈狀相間的長鏈 結(jié)構(gòu)與水泥水化物及骨料牢固結(jié)合，即以長鏈結(jié)構(gòu)為水泥砂漿提供軔性聯(lián)結(jié)也 以島狀結(jié)構(gòu)的變形抵御砂漿收縮而產(chǎn)生的收縮應(yīng)力，阻止砂漿的開裂。
本發(fā)明選用的石英砂粒徑為0.088-2.0mm，其具體粒徑分布(按重量百分比 計(jì))為l隱2 mm 10-30%、 0.4-1.0咖25-40%、 0.2-0.4 mm 18-30% 、 0.088-0.2 mm 6誦15%。
本發(fā)明的水泥聚合物砂漿還可含有60-80份水。當(dāng)上述水泥聚合物砂漿包含的原料優(yōu)選的重量配比為硅酸鹽水泥380-400 份、活性摻合料48-50份、減水劑3.5.-4.0份、石英砂550-572份、丙烯酸改性 松香樹脂2.0-8.5份、丙烯酸酯乳液81.5-88.0份，且減水劑為聚羧酸減水劑時(shí)， 制備的水泥聚合物砂漿流動(dòng)度為309-320mm，適用于灌漿施工。
當(dāng)上述水泥聚合物砂漿包含的原料優(yōu)選重量配比為硅酸鹽水泥360-370 份、活性摻合料40-45份、減水劑2.0-2.4份、石英砂585-600份、丙烯酸改性 松香樹脂1.5-7.5份、丙烯酸酯乳液72.5-78.5份，且減水劑為萘磺酸鹽減水劑 時(shí)，所制備的水泥聚合物砂漿流動(dòng)度為168-182mm,適用于手工抹灰施工。
本發(fā)明還提供上述水泥聚合物砂漿的制備方法。制備本發(fā)明的水泥聚合物 砂漿的方法由以下步驟組成
第一步，將丙烯酸改性松香樹脂、丙烯酸酯乳液與水按規(guī)定重量比例稱取 后放入攪拌罐中在常溫常壓下混合攪拌10-15分鐘，得到液體預(yù)混料備用。
第二步，將硅酸鹽水泥、石英砂、減水劑、活性摻合料按比例放入撹拌機(jī) 中混合攪拌10-15分鐘再加入規(guī)定重量比例的第一步所得的液體預(yù)混料混合攪 拌10-15分鐘即可。
本發(fā)明所述水泥聚合物砂漿，按如下標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試抗壓和抗折強(qiáng)度按GB/T 17671《水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)方法》測(cè)試；粘接強(qiáng)度按JC/T907《混凝土界面處 理劑》測(cè)試；流動(dòng)度按YB/T9261-98《水泥基灌漿材料施工技術(shù)規(guī)程》測(cè)試； 抗裂性按BYSMC-ES-04-2007《EC抗裂砂漿》測(cè)試。本發(fā)明測(cè)試抗裂性的方 法是將配制好的聚合物砂漿材料涂抹在160 x 120 x 5咖的水泥纖維板上，涂抹 層厚度不小于lOmm,然后直接放入已加熱到70。C的且有熱風(fēng)內(nèi)循環(huán)的烘箱內(nèi)， 一般不少于4h,取出后觀察其表面開裂情況。經(jīng)這種方法檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品用在 混凝土結(jié)構(gòu)加固施工中，經(jīng)12個(gè)月的觀察沒有發(fā)現(xiàn)任何裂縫，說明本發(fā)明測(cè)試 方法對(duì)早期抗裂性能的檢驗(yàn)較為嚴(yán)格，具有較高的可信度。
本發(fā)明的水泥聚合物砂漿的各種性能測(cè)試結(jié)果為
(l)抗壓強(qiáng)度52.31-64.32 MPa,可滿足C40(包括)以下混凝土結(jié)構(gòu)的加 固修復(fù)；(2) 抗折強(qiáng)度10.54-17.50MPa,使砂漿具有柔韌性、抗裂抗變形性；
(3) 粘接力1.54-3.08 MPa ;
(4) 流動(dòng)度168-320mm;
(5) 抗裂性在7(TC抗裂試驗(yàn)未出現(xiàn)開裂。 本發(fā)明的水泥聚合物砂漿主要用于混凝土結(jié)構(gòu)的加固和修復(fù)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1本發(fā)明的水泥聚合物砂漿及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的水泥聚合物砂漿，其原料的重量配比如下 硅酸鹽水泥 360份
活性摻合料 40份
減水劑 2.0份
石英砂 600份
丙烯酸改性松香樹脂 1.5份
丙烯酸酯乳液 78.5份
水 60份
減水劑為萘磺酸鹽減水劑，活性摻合料40份由活性硅灰7份、I級(jí)粉煤灰 16份、礦渣粉17份組成。所述硅酸鹽水泥是GB175《硅酸鹽水泥、普通硅酸 鹽水泥》的52.5硅酸鹽水泥。丙烯酸改性松香樹脂的固含量為44%, PH值4.0, Tg值為5。C。丙烯酸酯乳液的固含量為49%, PH值為7.0, Tg值為10。C。 制備方法為
第一步，將丙烯酸改性松香樹脂、丙烯酸酯乳液與水按規(guī)定重量比例稱取 后放入攪拌罐中在常溫常壓下混合攪拌10-15分鐘，得到液體預(yù)混料備用。
第二步，將硅酸鹽水泥、石英砂、減水劑、活性摻合料按比例放入攪拌機(jī) 中混合攪拌10-15分鐘再加入規(guī)定重量比例的第一步所得的液體預(yù)混料混合攪 拌10-15分鐘即可。
本實(shí)施例所得聚合物砂漿性能如下(1) 抗壓強(qiáng)度64.32 MPa
(2) 抗折強(qiáng)度10.54 MPa
(3) 粘接力1.54 MPa
(4) 流動(dòng)度182mm
(5) 抗裂性在70'C抗裂試驗(yàn)未出現(xiàn)開裂。 實(shí)施例2
取重量配比如下的原料，按實(shí)施例l所述方法制備水泥聚合物砂漿 硅酸鹽水泥 360份
活性摻合料 40份
減水劑 2.2份
石英砂 600份
丙烯酸改性松香樹脂 3.0份
丙烯酸酯乳液 77.0份
水 60份。
所述活性摻合料40份由活性硅灰8份、1級(jí)粉煤灰23份、礦渣粉9份組成。 所述硅酸鹽水泥是GB175《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》的52.5硅酸鹽
水泥。丙烯酸改性松香樹脂的固含量為44%, PH值4.0， Tg值為5。C，。丙烯
酸酯乳液的固含量為49%, PH值為7.0, Tg值為10°C。 本實(shí)施例所制備的水泥聚合物砂漿性能如下
(1) 抗壓強(qiáng)度63.33 MPa
(2) 抗折強(qiáng)度12.72 MPa
(3) 粘接力2.52 MPa
(4) 流動(dòng)度174mm
(5) 抗裂性在7(TC抗裂試驗(yàn)未出現(xiàn)開裂。
實(shí)施例3取重量配比如下的原料，按實(shí)施例l所述方法制備水泥聚合物砂漿:
硅酸鹽水泥 370份
活性摻合料 45份
減水劑 2.4份
石英砂 585份
丙烯酸改性松香樹脂 7.5份
丙烯酸酯乳液 72.5份
水 60份
活性摻合料45份由活性硅灰ll份、I級(jí)粉煤灰20份、礦渣粉14份組成。 減水劑為萘磺酸鹽減水劑。丙烯酸改性松香樹脂的固含量為"％， PH值4.0, Tg值為5。C。丙烯酸酯乳液固含量為49%, PH值為7.0, Tg值為l(TC。
本實(shí)施例所制備的水泥聚合物砂漿性能如下
(1) 抗壓強(qiáng)度52.31 MPa
(2) 抗折強(qiáng)度17.50 MPa
(3) 粘接力2.81 MPa
(4) 流動(dòng)度168mm
(5) 抗裂性在7(TC抗裂試驗(yàn)未出現(xiàn)開裂。 實(shí)施例4
取重量配比如下的原料，按實(shí)施例l所述方法制備水泥聚合物砂漿
硅酸鹽水泥 380份
活性摻合料 48份
減水劑 3.5份
石英砂 572份
丙烯酸改性松香樹脂 2.0份
丙烯酸酯乳液 88.0份
水 80所述活性摻合料48份由活性硅灰23份、I級(jí)粉煤灰10份、礦渣粉15份組成。
硅酸鹽水泥是GB175《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》的52.5硅酸鹽水泥。 丙烯酸改性松香樹脂的固含量為44%, PH值4.0, Tg值為5。C。 丙烯酸酯乳液固含量為49%， PH值為7.0， Tg值為l(TC。 減水劑為聚羧酸減水劑。 本實(shí)施例所制備的水泥聚合物砂漿性能如下
(1) 抗壓強(qiáng)度62.15 MPa
(2) 抗折強(qiáng)度11.65 MPa
(3) 粘接力1.72 MPa
(4) 流動(dòng)度320mm
(5) 抗裂性在7(TC抗裂試驗(yàn)未出現(xiàn)開裂。 實(shí)施例5
取重量配比如下的原料，按實(shí)施例l所述方法制備水泥聚合物砂漿
硅酸鹽水泥 400份
活性摻合料 50份
減水劑 3.8份
石英砂 550份
丙烯酸改性松香樹脂 3.5份
丙烯酸酯乳液 86.5份
水 80份
硅酸鹽水泥是GB175《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》的52.5硅酸鹽水泥。 丙烯酸改性松香樹脂的固含量為44%, PH值4.0, Tg值為5'C。
減水劑為聚羧酸減水劑。
活性摻合料50份由活性硅灰25份、I級(jí)粉煤灰17份、礦渣粉8份組成。 所述丙烯酸酯乳液固含量為49%， PH值為7.0， Tg值為l(TC。本實(shí)施例所制備的水泥聚合物砂漿性能如下
(1) 抗壓強(qiáng)度60.55 MPa
(2) 抗折強(qiáng)度14.40 MPa
(3) 粘接力2.67 MPa
(4) 流動(dòng)度315mm
(5) 抗裂性在70'C抗裂試驗(yàn)未出現(xiàn)開裂。 實(shí)施例6
取重量配比如下的原料，按實(shí)施例l所述方法制備水泥聚合物砂漿 硅酸鹽水泥 400份
活性摻合料 50份
減水劑 4.0份
石英砂 550份
丙烯酸改性松香樹脂 8.5份
丙烯酸酯乳液 81.5份
水 80份
硅酸鹽水泥是GB175《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》的52.5硅酸鹽水泥。 丙烯酸改性松香樹脂的固含量為44%， PH值4.0, Tg值為5。C?；钚該胶狭?0 份由活性硅灰27份、I級(jí)粉煤灰16份、礦渣粉7份組成。減水劑為聚羧酸減水 劑。丙烯酸酯乳液固含量為49%, PH值為7.0， Tg值為l(TC。
本實(shí)施例所制備的水泥聚合物砂漿性能如下
(1) 抗壓強(qiáng)度58.11 MPa
(2) 抗折強(qiáng)度16.30 MPa
(3) 粘接力3.08 MPa
(4) 流動(dòng)度309mm
(5) 抗裂性在7(TC抗裂試驗(yàn)未出現(xiàn)開裂。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種水泥聚合物砂漿，含有的原料及其重量配比如下硅酸鹽水泥360-400份活性摻合料40-50份減水劑2-4份石英砂550-600份丙烯酸改性松香樹脂1.5-8.5份丙烯酸酯乳液 72.5-88.0份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥聚合物砂漿，其中硅酸鹽水泥380-400份，活性摻合料48-50份，減水劑3.5-4.0份,石英砂550-572份，減水劑為聚羧酸減水劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥聚合物砂漿，其中硅酸鹽水泥36 0-370份，活性 摻合料40-45份，減水劑2.0-2.4份，石英砂585-600份，減水劑為萘磺酸鹽減 水劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的水泥聚合物砂漿，其特征在于，還含有 60-80份水。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的水泥聚合物砂漿，所述丙烯酸改性松香樹 脂固含量為44%， PH值在4.0-5.0之間，Tg值為5。C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的水泥聚合物砂漿，所述丙烯酸酯乳液固含 量為49%, PH值為7.0-8.5在之間，Tg值為10°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的水泥聚合物砂漿，所述硅酸鹽水泥是符合 GB175《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》規(guī)定的P0 52.5硅酸鹽水泥。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的水泥聚合物砂漿，所述活性摻合料為I級(jí) 粉煤灰、活性硅灰和礦渣粉以任意比混合組成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l至3任一項(xiàng)所述的水泥聚合物砂漿，所述石英砂粒徑為 0.088-2.0mm。
10. —種如權(quán)利要求4所述水泥聚合物砂漿的制備方法，由以下步驟組成第一步，將丙烯酸改性松香樹脂、丙烯酸酯乳液與水按規(guī)定重量比例稱取后 放入攪拌罐中在常溫常壓下混合攪拌10-15分鐘，得到液體預(yù)混料備用。第二步，將硅酸鹽水泥、石英砂、減水劑、活性摻合料按比例放入攪拌機(jī)中 混合攪拌10-15分鐘再加入規(guī)定重量比例的第一步所得的液體預(yù)混料混合攪拌10-15分鐘即可。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種建筑材料及其制備方法。本發(fā)明公開的一種用于混凝土加固修復(fù)的水泥聚合物砂漿，其包含的原料及重量配比如下硅酸鹽水泥360-400份、活性摻合料40-50份、減水劑2-4份、石英砂550-600份、丙烯酸改性松香樹脂1.5-8.5份、丙烯酸酯乳液72.5-88.0份。本發(fā)明所述水泥聚合物砂漿抗裂性好，且有較高的抗壓、抗折強(qiáng)度，與水泥試塊的粘接強(qiáng)度好，流動(dòng)度范圍寬，能適應(yīng)各種現(xiàn)場(chǎng)施工條件，主要用于混凝土結(jié)構(gòu)的加固和修復(fù)。
文檔編號(hào)C04B24/04GK101412609SQ20081022461
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月21日
發(fā)明者劉聆東, 張冬梅, 高京林 申請(qǐng)人:中冶集團(tuán)建筑研究總院;北京冶建特種材料有限公司