一種復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿，它首先由干料與水混合得到砂漿，再摻入占砂漿體積0.5?2％的改性纖維得到；所述干料的原料及質(zhì)量配比為：硫鋁酸鹽水泥30?50％，超細(xì)石灰石粉2?10％，偏高嶺土2?10％，可再分散性乳膠粉0.5?2％，葡萄糖酸鈉0.1?0.4％，減水劑0.2?0.6％，消泡劑0.1?0.6％，砂子30?65％，各組分質(zhì)量之和為100％。本發(fā)明復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿改善了新老混凝土界面之間的作用力，對(duì)混凝土路面等修補(bǔ)效果良好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種復(fù)合増強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿。
【背景技術(shù)】
[0002] 混凝土建筑由于具有強(qiáng)度高、耐久性好、施工簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)，在最近幾 十年里得到了迅猛的發(fā)展，為現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)。但由于水泥混凝土本身的 缺陷、環(huán)境的侵蝕和人為的破壞，隨著歲月累積，在部分混凝土建筑中出現(xiàn)了裂紋、腐蝕、凍 融破壞和堿骨料反應(yīng)等嚴(yán)重的問(wèn)題，嚴(yán)重威脅結(jié)構(gòu)的安全性。縱觀全球建筑業(yè)發(fā)展進(jìn)程，可 以明顯看出，在經(jīng)歷了建筑高峰期后，接踵而至的大量的水泥混凝土修補(bǔ)作業(yè)。我國(guó)建筑業(yè) 雖然目前正值高峰期，由于建筑質(zhì)量問(wèn)題較普遍，混凝土修補(bǔ)業(yè)也開(kāi)始悄然興起。
[0003] 針對(duì)混凝土路面常見(jiàn)病害，市面上也有一些修補(bǔ)材料，但這些修補(bǔ)材料或多或少 面臨以下這幾種缺陷：（1)修補(bǔ)材料價(jià)格昂貴:其中聚合物類(lèi)修補(bǔ)材料如環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)、酚醛 和改性酚醛樹(shù)脂類(lèi)、膠粘劑聚氨脂類(lèi)、烯類(lèi)、橡膠類(lèi)、瀝青類(lèi)膠粘劑價(jià)格十分昂貴，很難大面 積應(yīng)用；（2)耐久性差:特種水泥類(lèi)修補(bǔ)材料后期強(qiáng)度會(huì)有倒縮發(fā)生，還有耐磨性差、新舊混 凝土粘結(jié)性能較差等問(wèn)題，而聚合物類(lèi)修補(bǔ)路面耐久性差，耐水、熱、光等老化性能參差不 齊，常常使用不到2年，路面就發(fā)生脫皮現(xiàn)象；（3)養(yǎng)護(hù)時(shí)間參差不齊:混凝土路面病害程度 不同，需要的修補(bǔ)材料以及養(yǎng)護(hù)時(shí)間也不一樣，薄層病害往往程度較淺，需要在不影響交通 的情況下快速修補(bǔ)，而深層大面積病害需要低成本快速開(kāi)放交通的修補(bǔ)材料，而現(xiàn)有修補(bǔ) 材料大多需要較長(zhǎng)的養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)，也沒(méi)有考慮路面病害類(lèi)型，給路面特別是機(jī)場(chǎng)或者高 速公路路面修補(bǔ)帶來(lái)了很大不便；（4)新老混凝土之間的界面粘結(jié)力:修補(bǔ)失敗的原因，絕 大多數(shù)是因?yàn)樾屡f混凝土 (砂漿)在界面脫落而導(dǎo)致修補(bǔ)失敗，新舊混凝土或砂漿的（100- 200μπι)過(guò)渡層是黏結(jié)界面最薄弱層，該層富含氣孔、裂縫、水膜以及鈣礬石和氫氧化鈣粗大 晶體，而此晶體強(qiáng)度較差，是修補(bǔ)失效的一大關(guān)鍵因素。因此，研究制備一種快硬而不速凝、 早期強(qiáng)度高、黏結(jié)耐久、具有微膨脹特性、柔韌性強(qiáng)的復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿很有意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種復(fù)合增 強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿，該修補(bǔ)砂漿快硬而不速凝、早期強(qiáng)度高、黏結(jié)耐久、具有微膨脹特性、柔 初性強(qiáng)。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：
[0006] 提供一種復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿，它首先由干料與水混合得到砂漿，再摻入占 砂漿體積〇. 5-2 %的改性纖維得到；
[0007] 所述干料的原料及質(zhì)量配比為:硫鋁酸鹽水泥30-50%，超細(xì)石灰石粉2-10%，偏 高嶺土2-10 %，可再分散性乳膠粉0.5-2%，葡萄糖酸鈉0.1-0.4%，減水劑0.2-0.6%，消泡 劑0.1-0.6%，砂子30-65%，各組分質(zhì)量之和為100%。
[0008] 按上述方案，所述改性纖維的制備方法為:將平均長(zhǎng)度為2-8mm的短纖維和平均長(zhǎng) 度為12-22mm的長(zhǎng)纖維混合，按質(zhì)量比2:1-1:2均勻混合，然后放入VAE乳液中浸潤(rùn)1-5分鐘， 再干燥得到改性纖維。
[0009] 按上述方案，所述VAE乳液（乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液）固含量為20-60%。
[0010]優(yōu)選的是，所述干料與水質(zhì)量比為1 :〇. 25-0.35。
[0011]按上述方案，所述減水劑為聚羧酸類(lèi)高效減水劑。
[0012]優(yōu)選的是，消泡劑為德國(guó)明凌化工集團(tuán)生產(chǎn)的AGITANR P803型消泡劑。
[0013]按上述方案，所述沙子為河砂，其細(xì)度模數(shù)為0.7-2.2。
[0014]優(yōu)選的是，所述沙子細(xì)度模數(shù)為0.7-1.2。
[0015] 本發(fā)明的有益效果在于：與現(xiàn)有的修補(bǔ)材料相比，本發(fā)明所述修補(bǔ)砂漿主要以硫 鋁酸鹽水泥為膠凝材料，硫鋁酸鹽水泥的主要水化產(chǎn)物是鈣礬石和鋁膠，其中具有膨脹效 應(yīng)的鈣礬石可以填充舊混凝土表面的毛細(xì)空隙，使界面的機(jī)械咬合力更大，由于能產(chǎn)生膨 脹力，使?jié){體內(nèi)部產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，補(bǔ)償漿體內(nèi)部由于固化所產(chǎn)生的收縮應(yīng)力，減少干縮裂 縫;此外，由于硫鋁酸鹽水泥的早強(qiáng)特性，在前期就能達(dá)到較高的強(qiáng)度和相對(duì)穩(wěn)定的彈性模 量，使得修補(bǔ)材料中的纖維和水泥基之間的作用力不會(huì)隨著時(shí)間的推移而衰減，且通過(guò)表 面改性處理的纖維由于其表面的酸性成膜物質(zhì)可以降低與水泥基材料的結(jié)合力，使砂漿在 受破壞時(shí)，纖維呈現(xiàn)的是滑移-撥出式的效果，這種裂縫的傳導(dǎo)模式可以提高纖維在砂漿中 的利用率，分散傳遞了受到的載荷作用力，大幅提高了砂漿的韌性，降低直接作用于新老界 面上的作用力，且通過(guò)摻入不同尺寸的纖維，可以進(jìn)一步提高砂漿的抗干縮，降低體積收縮 的效果。比普通的硅酸鹽水泥相比，硫鋁酸鹽水泥還具有結(jié)構(gòu)致密、耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)。
[0016] 在修補(bǔ)材料中摻入適量的石灰石粉和偏高嶺土，其微分效應(yīng)和微集料效應(yīng)可以加 快水泥的水化，細(xì)化晶體結(jié)構(gòu)，填充疏松多孔的薄弱過(guò)渡區(qū)，增加了界面之間的范德華力和 機(jī)械咬合力。超細(xì)石灰石粉中的活性CaC〇3可以與硫鋁酸鹽水泥的水化產(chǎn)物形成結(jié)構(gòu)更加 穩(wěn)定的水化碳鋁酸鈣，對(duì)于修補(bǔ)材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐久性都有很大的幫助。減水劑的加 入可以降低體系的水灰比，提高流動(dòng)度，密實(shí)孔結(jié)構(gòu)，提高后期的耐久性。消泡劑的加入可 以降低因所摻入的聚合物而導(dǎo)致的高氣孔率，密實(shí)界面的結(jié)構(gòu)。葡萄糖酸鈉的加入可以調(diào) 節(jié)砂漿的凝結(jié)時(shí)間，且對(duì)后期強(qiáng)度影響小，可根據(jù)施工的要求調(diào)整相應(yīng)的摻量。
[0017] 在體系中加入可在分散性乳膠粉主要有兩個(gè)原因：1、可在分散性乳膠粉向老混凝 土基體空隙中滲透，填充水泥顆粒，包裹水泥的水化產(chǎn)物，形成聚合物與水泥石相互填充的 機(jī)構(gòu)，加大了機(jī)械咬合力和范德華力，2、聚合物具有保水性，可以充分潤(rùn)濕老混凝土的表 面，使水泥水化充分，生成更多的水化產(chǎn)物填充于老混凝土的空隙中，保證了新老界面之間 的力學(xué)共生。
[0018] 綜上所述，本發(fā)明復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿改善了新老混凝土界面之間的作用 力，首先通過(guò)硫鋁酸鹽水泥的膨脹性、聚合物的聚合成膜效應(yīng)等作用提高了新舊混凝土之 間的機(jī)械咬合力和范德華力，增加了非載荷下的原始粘結(jié)強(qiáng)度;其次，由于材料的高韌性， 可以使受到的載荷分散到整個(gè)體系中，降低修補(bǔ)界面上受到的力，間接的改善了新老混凝 土界面的相互作用，對(duì)混凝土路面等修補(bǔ)效果良好。與市面上銷(xiāo)量較好的TD-1聚合物修補(bǔ) 砂漿相比，復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿抗折強(qiáng)度提高達(dá)40%，折壓比提高達(dá)35%，抗拉粘結(jié)強(qiáng) 度提尚達(dá)80 %，抗折粘結(jié)強(qiáng)度提尚達(dá)75 %，收縮降低至市售廣品的35 %?？梢?jiàn)該砂衆(zhòng)大幅提 高了修補(bǔ)材料的粘結(jié)強(qiáng)度和修補(bǔ)砂漿的韌性。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作 進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0020] 以下實(shí)例中所用到的化學(xué)外加劑:可再分散性乳膠粉為上海影佳實(shí)業(yè)發(fā)展有限公 司生產(chǎn)的TS606型乳膠粉，減水劑為江蘇蘇博特新材料股份有限公司生產(chǎn)的PCA聚羧酸高效 減水劑，消泡劑為德國(guó)明凌化工集團(tuán)生產(chǎn)，型號(hào)為AGITANR P803。
[0021] 對(duì)比例1
[0022]市售的TD-1聚合物防水砂漿，其測(cè)試結(jié)果如表1所示。
[0023] 表 1
[0024]
[0025] 頭施1 夕IU
[0026] 復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿的干料質(zhì)量配比為：硫鋁酸鹽水泥38%，超細(xì)石灰石粉 5 %，偏高嶺土5 %，可再分散性乳膠粉1 %，葡萄糖酸鈉0.2 %，減水劑0.5 %，消泡劑0.3 %， 砂子(細(xì)度模數(shù)為1.2) 50 %。
[0027] 將上述干料與水按水灰比0.3混合得到砂漿，再摻入占砂漿體積0.5 %的改性纖維 得到復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂衆(zhòng)。其中改性纖維的制備方法為:將平均長(zhǎng)度分別為6mm和12mm 的聚丙烯纖維按質(zhì)量比1:1混合，然后放入VAE乳液(固含量為40%)中浸潤(rùn)2分鐘，再置于溫 度為20°C環(huán)境中干燥1 Omin得到改性纖維。
[0028] 本實(shí)施例所得復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿性能測(cè)試如表2所示。
[0029] 表2
[0030]
[0031] 從表2可知，相對(duì)于對(duì)比例1，本實(shí)施例所制備的復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿抗折強(qiáng) 度提高了 38.62 %，折壓比提高了 36.57 %，抗拉粘結(jié)強(qiáng)度提高了 78.02 %，抗折粘結(jié)強(qiáng)度提 高了 71.87 %，收縮率為對(duì)比例1樣品的34.28 %。
[0032] 實(shí)施例2
[0033]復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿的干料質(zhì)量配比為：硫鋁酸鹽水泥30%，超細(xì)石灰石粉 2 %，偏高嶺土2 %，可再分散性乳膠粉0.5 %，葡萄糖酸鈉0.2 %，減水劑0.2 %，消泡劑 0.1%，砂子(細(xì)度模數(shù)為2.2)65%。
[0034]將上述干料與水按水灰比0.3混合得到砂漿，再摻入占砂漿體積1 %的改性纖維得 到復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿。其中改性纖維的制備方法為:將平均長(zhǎng)度分別為2mm和12mm的 聚丙烯纖維按質(zhì)量比1:2混合，然后放入VAE乳液(固含量60%)中浸潤(rùn)1分鐘，再置于溫度為 20 °C環(huán)境中干燥20min得到改性纖維。
[0035] 本實(shí)施例所得復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿性能測(cè)試如表3所示。
[0036] 表3
[0037]
[0038] 從表3可知，相對(duì)于對(duì)比例1，本實(shí)施例所制備的復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿抗折強(qiáng) 度提高了 32.95 %，折壓比提高了 22.86 %，抗拉粘結(jié)強(qiáng)度提高了 50.55 %，抗折粘結(jié)強(qiáng)度提 高了59.36%，收縮率為對(duì)比例1樣品的51.43%。
[0039] 實(shí)施例3
[0040]復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿的干料質(zhì)量配比為：硫鋁酸鹽水泥30%，超細(xì)石灰石粉 2%，偏高嶺土 10%，可再分散性乳膠粉2%，葡萄糖酸鈉0.2%，減水劑0.2%，消泡劑0.6%， 砂子(細(xì)度模數(shù)為0.7) 55 %。
[00411將上述干料與水按水灰比0.25混合得到砂漿，再摻入占砂漿體積0.5 %的改性纖 維得到復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿。其中改性纖維的制備方法為：將平均長(zhǎng)度分別為6mm和 22mm的聚丙烯纖維按質(zhì)量比2:1混合，然后放入VAE乳液（固含量40% )中浸潤(rùn)2分鐘，再置于 溫度為20°C環(huán)境中干燥lOmin得到改性纖維。
[0042] 本實(shí)施例所得復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿性能測(cè)試如表4所示。
[0043] 表 4
[0044]
[0045]
[0046] 從表4可知，相對(duì)于對(duì)比例1，本實(shí)施例所制備的復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿抗折強(qiáng) 度提高了 14.77%，折壓比提高了3.43%，抗拉粘結(jié)強(qiáng)度提高了25.27%，抗折粘結(jié)強(qiáng)度提高 了 43 · 75 %，收縮率為對(duì)比例1樣品的57 · 14 %。
[0047] 實(shí)施例4
[0048]復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿的干料質(zhì)量配比為：硫鋁酸鹽水泥35%，超細(xì)石灰石粉 10 %，偏高嶺土2 %，可再分散性乳膠粉1.5 %，葡萄糖酸鈉0.4 %，減水劑0.6 %，消泡劑 0.5 %，砂子(細(xì)度模數(shù)為2.2) 50 %。
[0049] 將上述干料與水按水灰比0.35混合得到砂漿，再摻入占砂漿體積1 %的改性纖維 得到復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂衆(zhòng)。其中改性纖維的制備方法為:將平均長(zhǎng)度分別為8mm和12mm 的聚丙烯纖維按質(zhì)量比2:1混合，然后放入VAE乳液(固含量20%)中浸潤(rùn)5分鐘，再置于溫度 為20 °C環(huán)境中干燥1 Omin得到改性纖維。
[0050] 本實(shí)施例所得復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿性能測(cè)試如表5所示。
[0051] 表 5
[0052]
[0053]
[0054] 從表5可知，相對(duì)于對(duì)比例1，本實(shí)施例所制備的復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿抗折強(qiáng) 度提高了 27.27%，折壓比提高了 16%，抗拉粘結(jié)強(qiáng)度提高了 32.96%，抗折粘結(jié)強(qiáng)度提高了 37.5 %，收縮率為對(duì)比例1樣品的54.28 %。
[0055] 實(shí)施例5
[0056] 復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿的干料質(zhì)量配比為：硫鋁酸鹽水泥50%，超細(xì)石灰石粉 7 %，偏高嶺土10 %，可再分散性乳膠粉1.5 %，葡萄糖酸鈉0.3 %，減水劑0.6 %，消泡劑 0.6%，砂子(細(xì)度模數(shù)為1.2)30%。
[0057]將上述干料與水按水灰比0.35混合得到砂漿，再摻入占砂漿體積2 %的改性纖維 得到復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂衆(zhòng)。其中改性纖維的制備方法為:將平均長(zhǎng)度分別為6mm和22mm 的聚丙烯纖維按質(zhì)量比1:1混合，然后放入VAE乳液(固含量40%)中浸潤(rùn)5分鐘，再置于溫度 為20 °C環(huán)境中干燥1 Omin得到改性纖維。
[0058] 本實(shí)施例所得復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿性能測(cè)試如表6所示。
[0059] 表 6
[0060]
[0061]從表6可知，相對(duì)于對(duì)比例1，本實(shí)施例所制備的復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿抗折強(qiáng) 度提高了 44.32 %，折壓比提高了 20.57 %，抗拉粘結(jié)強(qiáng)度提高了 10.98 %，抗折粘結(jié)強(qiáng)度提 高了 46.88 %，收縮率為對(duì)比例1樣品的71.43 %。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿，其特征在于，它首先由干料與水混合得到砂漿，再摻 入占砂漿體積0.5-2 %的改性纖維得到； 所述干料的原料及質(zhì)量配比為:硫鋁酸鹽水泥30-50%，超細(xì)石灰石粉2-10%，偏高嶺 土2-10 %，可再分散性乳膠粉0.5-2 %，葡萄糖酸鈉0.1-0.4%，減水劑0.2-0.6 %，消泡劑 0.1-0.6%，砂子30-65%，各組分質(zhì)量之和為100%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿，其特征在于所述改性纖維的制備 方法為:將平均長(zhǎng)度為2_8mm的短纖維和平均長(zhǎng)度為12-22_的長(zhǎng)纖維混合，按質(zhì)量比2:1-1:2均勻混合，然后放入VAE乳液中浸潤(rùn)1 -5分鐘，再干燥得到改性纖維。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿，其特征在于所述VAE乳液固含量為 20-60% 〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿，其特征在于所述干料與水質(zhì)量比 為1:0.25-0.35。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿，其特征在于所述減水劑為聚羧酸 類(lèi)尚效減水劑。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿，其特征在于所述消泡劑為德國(guó)明 凌化工集團(tuán)生產(chǎn)的AGITANR P803型消泡劑。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合增強(qiáng)型快速修補(bǔ)砂漿，其特征在于所述沙子為河砂，其細(xì) 度模數(shù)為0.7-2.2。
【文檔編號(hào)】C04B14/10GK105837137SQ201610216648
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日
【發(fā)明人】黃赟, 鄭俊杰, 水中和, 鄭又瑞
【申請(qǐng)人】武漢理工大學(xué)