CN101580369A - 一种混凝土结构修补用纤维增强高强砂浆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种混凝土结构修补用纤维增强高强砂浆，属于建筑材料技术领域。其特征在于，所述砂浆采用水泥、活性和惰性矿物掺和料、膨胀剂、微细钢纤维、化学外加剂和砂等，按照一定的比例混合而成。在施工现场或混凝土搅拌站加入适量水，搅拌均匀，输送到施工地点，用手工摊铺或泵送方式进行浇筑。该纤维增强高强砂浆的强度高，体积稳定性和耐久性好，变形能力大，可以免振捣自流平施工，施工方便、快速、灵活。该纤维增强高强砂浆的结构修复综合性能大大优于目前常用的细石混凝土或钢丝网加聚合物水泥砂浆体系。

Description

一种混凝土结构修补用纤维增强高强砂浆
技术领域
本发明涉及一种适用于混凝土结构修补的纤维增强高强砂浆，属于建筑材料技术领域。
背景技术
目前常用的受损混凝土结构修补方法有：在现有结构表面浇筑一层细石混凝土；在现有结构表面安装钢丝网，然后抹聚合物水泥砂浆；粘贴钢板或碳纤维布等。这些方法或者占用大量建筑面积；或者施工过程复杂，对于环境条件要求高；或者成本较高；或者耐久性较差；都存在这样那样的缺点。
超高性能混凝土(UHPC)是近年来发展很迅速的超高强纤维增强水泥基材料，现已开始用于制造建筑构件和桥梁。超高性能混凝土具有很高的强度，很好的韧性和很高的变形能力，体积收缩很小，显示出良好的抗裂能力。将其用于混凝土结构修补，由于其优异的力学性能和工作性能，可以薄层大面积免振捣浇筑，迅速获得所需要的强度，使混凝土结构很快恢复使用功能，是一种大有前途的新型混凝土结构修补材料。
发明内容
本发明提出的一种混凝土结构修补用纤维增强高强砂浆，采用通用硅酸盐水泥、混凝土膨胀剂、活性矿物掺和料(如硅灰、粉煤灰、水淬高炉矿渣、亚高岭土等)、惰性矿物掺和料(如石灰石粉和石英粉等)、微细钢纤维、高效减水剂、化学外加剂、级配砂，按照一定的比例混合而成。技术方案如下：
通用硅酸盐水泥：                1份
活性矿物掺和料：                0.1～0.4份
惰性矿物掺和料：                0～0.3份
膨胀剂：                        0～0.05份
钢纤维：                        0.01～0.1份
砂：                            1.0～2.5份
减水剂：                        0.01～0.02份
其它化学外加剂：                0.001～0.01份
以上原料中，水泥的强度等级不低于42.5，硅灰含SiO293％以上，粉煤灰以I级粉煤灰为宜，水淬高炉矿渣应磨细到勃氏比表面积不小于450m2/kg，亚高岭土用高岭土在700℃～800℃煅烧并磨细所得。惰性矿物掺和料均需磨细到平均粒径5微米以下。膨胀剂的品质需符合《混凝土膨胀剂》(JC476-2001)的要求。钢纤维的抗拉强度大于1000MPa，其直径不大于0.22毫米，长度为12～18毫米。砂为天然河砂或人工砂，其粒径不大于2.36毫米，洗净，含水率不大于0.1％。减水剂为早强型聚羧酸减水剂。根据需要，可添加缓凝剂、消泡剂和粘度调节剂等其它化学外加剂。
该修补材料的制备方法：1)工厂生产：制得干砂浆，装入防潮纸袋中，入库储存备用。2)现场配制：按照配合比，各组分分别计量，投入混凝土搅拌机中拌合均匀，装入混凝土输送车或小推车中，运输至施工地点。
该修补材料的使用方法：将工厂生产的干砂浆运至施工现场，拆袋，将其倒入砂浆搅拌机中，加入0.15～0.25份淡水，搅拌均匀。用手工摊铺或泵送方式进行施工，形成平整的修补砂浆层。待砂浆层初凝后，抹面收光，覆盖草帘被和塑料薄膜，保湿养护5～7天。负温条件下不得进行施工。
本发明涉及的纤维增强高强砂浆，具有以下优点及突出性效果：1)强度高，经过90℃蒸养72小时，5天抗压强度≥200MPa，抗折强度≥30MPa，如果常温养护，28天抗压强度≥150MPa，抗折强度≥20MPa，2)可以泵送施工，免振捣，达到自流平的效果。修补层厚度小，可实现20～30毫米的大面积修补；3)体积稳定性好，无收缩；4)耐久性良好；5)施工方便、快速、灵活。本发明涉及的纤维增强高强砂浆的结构修复综合性能大大优于目前常用的细石混凝土或钢丝网加聚合物水泥砂浆体系。该修补材料可使用相当比例的工业废渣，不仅降低了成本，还有利于保护环境。
具体实施方式
实施例1：
该纤维增强高强砂浆由PII-42.5硅酸盐水泥1份、磨细高炉矿渣粉0.2份、硅灰0.2份、钢纤维0.02份、聚羧酸减水剂0.012份、砂1.5份组成。在施工现场或混凝土搅拌站加入0.2份水后拌和均匀，手工摊铺或泵送方式进行施工，形成平整的修补层，保湿养护5～7天。
实施例2：
该纤维增强高强砂浆由PO-42.5硅酸盐水泥1份、硅灰0.25份、粉煤灰0.15份、石灰石粉0.15份、钢纤维0.025份、聚羧酸减水剂0.013份、砂1.5份组成。在施工现场或混凝土搅拌站加入0.17份水后拌和均匀，手工摊铺或泵送方式进行施工，形成平整的修补层，保湿养护5～7天。
实施例3：
该纤维增强高强砂浆由PO-42.5硅酸盐水泥1份、硅灰0.23份、钢纤维0.01份、聚羧酸减水剂0.01份、砂1.3份组成。在混凝土搅拌站中加入0.2份水后拌和均匀，用混凝土输送车运输到现场，泵送到桥梁顶面，以自流平方式形成20～30mm厚的面积超过100m2的平整修补层，保湿养护5～7天，其抗压强度超过100MPa。

Claims (9)

1.一种混凝土结构修补用纤维增强高强砂浆，其特征在于，所述砂浆采用通用硅酸盐水泥、膨胀剂、活性矿物掺和料、惰性矿物掺和料、钢纤维、减水剂、砂、或化学外加剂，并按照一定的比例混合而成，其配方如下：
通用硅酸盐水泥：    1份
活性矿物掺和料：    0.1～0.4份
惰性矿物掺和料：    0～0.3份
膨胀剂：            0～0.05份
钢纤维：            0.01～0.1份
砂：                1.0～2.5份
减水剂：            0.01～0.02份
其它化学外加剂：    0.001～0.01份。
2、根据权利要求1所述的砂浆，其特征在于，所述硅酸盐水泥的强度等级大于42.5。
3、根据权利要求1所述的砂浆，其特征在于，所述活性矿物掺和料为硅灰、粉煤灰、水淬高炉矿渣、或亚高岭土，其中硅灰含SiO293％以上，粉煤灰以I级粉煤灰为宜，水淬高炉矿渣应磨细到勃氏比表面积大于450m2/kg，亚高岭土用高岭土在700℃～800℃煅烧并磨细所得。
4、根据权利要求1所述的砂浆，其特征在于，所述惰性矿物掺和料为石灰石粉或石英粉，均需磨细到平均粒径5微米以下。
5、根据权利要求1所述的砂浆，其特征在于，所述膨胀剂的品质需符合《混凝土膨胀剂》(JC476-2001)的要求。
6、根据权利要求1所述的砂浆，其特征在于，所述钢纤维的抗拉强度大于1000MPa，其直径不大于0.22毫米，长度为12～18毫米。
7、根据权利要求1所述的砂浆，其特征在于，所述砂为天然河砂或人工砂，其粒径不大于2.36毫米，洗净，含水率不大于0.1％。
8、根据权利要求1所述的砂浆，其特征在于，所述减水剂为早强型聚羧酸减水剂。
9、根据权利要求1所述的砂浆，其特征在于，所述其它化学外加剂为缓凝剂、消泡剂或粘度调节剂。
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