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一种混凝土修补材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种混凝土修补材料，其特征在于：它是由矿渣粉100份、水玻璃4～14份、聚醋酸乙烯酯乳胶粉3～8份、聚丙烯纤维0～2份、石英砂100～300份、石英粉50～150份和水35～65份制得，以重量份计。本发明产品具有修补、加固、防渗、防护等作用，凝结固化时间短，且凝固时间可根据需要调整，凝结后强度发展快，适用于快速修补。

Description

一种混凝土修补材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于混凝土结构的修补材料，具体地说是涉及一种用于水工、土木、交通、电力、海港等工程中对混凝土具有修补、加固、防渗、防护等作用的修补材料；本发明还涉及这种修补材料的制备方法。
背景技术
各类水工、土木、交通、电力、海港等工程的水泥混凝土结构在服役过程中，常经受着各种动荷载和静荷载的作用，因温度和湿度变化而引起的收缩和膨胀作用，以及环境气体和液体的物理与化学侵蚀作用，使混凝土产生裂缝和腐蚀破坏，严重降低混凝土结构的承载能力和抗渗透性能。对于受损混凝土结构，常需进行快速加固维修，才能保证工程的持续安全、有效运行。
普通硅酸盐水泥砂浆或混凝土是常用的混凝土结构修补材料，但其凝结时间较长，强度发展慢，粘结强度低，且对一些酸和盐类的耐侵蚀性差，不适用于快速修补、尤其是对有较高耐蚀性要求的工程的修补。近年来开发应用的有机聚合物改性水泥基修补材料，粘结强度高、耐蚀性好，但不适用于在潮湿环境或水下修补施工。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固化快、抗压强度和粘结强度高、耐水、酸和盐类的侵蚀性强、施工适应性强的快速修补材料。
本发明的另一目的在于提供这种修补材料的制备方法。
本发明的目的是这样实现的：一种混凝土修补材料，其特征在于：它是由矿渣粉100份、水玻璃4～14份、聚醋酸乙烯酯乳胶粉3～8份、聚丙烯纤维0～2份、石英砂100～300份、石英粉50～150份和水35～65份制得，以重量份计。
本发明产品组合配比优选为：所述矿渣粉为100份，所述水玻璃为8～12份，所述聚醋酸乙烯酯乳胶粉为5～7份，所述聚丙烯纤维为0.8～1.5份，所述石英砂为150～250份，所述石英粉为100～150份，所述水为40～55份。
本发明中，所述水玻璃的份量以水玻璃中的固体含量计，所述水包含水玻璃中带有的液态水。
为了提高产品的性能，所述矿渣粉为满足GB/T 18046规定S75级以上技术指标的粒化高炉矿渣粉；所述水玻为璃模数为0.8～2.0，固含量≥25％wt的硅酸钠水玻璃；所述聚醋酸乙烯酯乳胶粉的灰粉含量≤10％wt；所述聚丙烯纤维的纤维长度为10～20mm；所述石英砂的细度为10目～40目；所述石英粉的细度为100目～200目；所述水为可饮用水。
本发明的另一目的是这样实现的：上述混凝土修补材料的制备方法，其特征在于：首先，将所述石英砂、所述石英粉、所述矿渣粉、所述聚醋酸乙烯酯乳胶粉和所述聚丙烯纤维倒入搅拌机中，搅拌3～6分钟后，再加入所述水玻璃和所述水，搅拌均匀。
本发明中矿渣粉与硅酸钠水玻璃作为化学激发无机胶凝材料，拌合后迅速发生反应，形成的产物有很强的胶结能力，硬化后产生很高强度，能与混凝土结构中的老混凝土基体紧密凝结，形成整体。硬化浆体结构致密，有很高的抗渗透性，对水、酸和盐类的耐蚀性强。聚醋酸乙烯酯乳胶粉与水拌合后再生成乳液，可提高修补材料在浆体状态时的稳定性和施工性能，浆体硬化干燥过程中乳液可形成相互连接的高分子膜，提高硬化浆体的韧性和粘结性。聚丙烯纤维可提高修补材料在浆体状态时的稳定性，提高材料硬化后的抗折强度、改善材料的韧性和抗裂性。石英砂作为集料，可降低修补材料的收缩，提高材料的体积稳定性，从而提高材料的抗裂性。石英粉作为一种微集料，不仅可以降低修补材料的收缩，提高材料的体积稳定性，而且可以提高材料的抗折强度，进一步提高抗裂性。
本发明的有益效果为：
1、本发明产品具有修补、加固、防渗、防护等作用，凝结固化时间短，且凝固时间可根据需要调整，凝结后强度发展快，适用于快速修补；
2、本发明产品固化强度高、韧性好，与老混凝土基体粘结力强，粘结强度远高于普通水泥砂浆，耐久性好，适用于永久性修补、加固；
3、本发明产品的抗渗透性高，耐水、酸和盐类的侵蚀性强，环境适应性强，适用于有高耐蚀要求的混凝土和结构的修补和防护；
4、本发明产品既可在干燥环境中施工，也可在潮湿环境中施工，施工操作简便灵活，可适用于各种类型的混凝土工程和结构；
5、本发明产品的制备方法简单，不需要特别的设备和特殊的工艺，可以根据需要随时制的。
具体实施方式
下面通过实施例的方式，对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1
一种混凝土修补材料，由如下组分制得：
矿渣粉                 100份
水玻璃(模数1.0)        8份(固体含量)
聚醋酸乙烯酯乳胶粉     4份
聚丙烯纤维             1.2份
石英砂                 100份
石英粉                 150份
水(包括水玻璃中的水)   40份
按上述质量比称取各种原材料，先将石英砂、石英粉、矿渣粉、聚醋酸乙烯酯乳胶粉和聚丙烯纤维依次倒入搅拌机中，搅拌4min，再按比例加入水玻璃和水，搅拌均匀。
本实施例制得的修补材料的性能为：流动度150mm，初凝时间65min，终凝时间86min，硬化后3d抗压强度30.2MPa，抗折强度4.5MPa，28d抗压强度78.1MPa，抗折强度8.6MPa，28d粘结强度3.2MPa，抗硫酸盐侵蚀抗蚀系数1.08，同等条件下耐酸性大于硅酸盐水泥砂浆的3倍。
实施例2
一种混凝土修补材料，由如下组分制得：
矿渣粉                 100份
水玻璃(模数1.4)        10份(固体含量)
聚醋酸乙烯酯乳胶粉     5.5份
聚丙烯纤维             1份
石英砂                 250份
石英粉                 100份
水(包括水玻璃中的水)   50份
按与实施例1相同方法制备高耐蚀快速修补材料。
所得修补材料的性能为：流动度170mm，初凝时间50min，终凝时间74min，硬化后3d抗压强度34.0MPa，抗折强度4.8MPa，28d抗压强度78.1MPa，抗折强度8.8MPa，28d粘结强度2.8MPa，抗硫酸盐侵蚀抗蚀系数1.02，同等条件下耐酸性大于硅酸盐水泥砂浆的2.5倍。
实施例3
一种混凝土修补材料，由如下组分制得：
矿渣粉                100份
水玻璃(模数1.8)       12份(固体含量)
聚醋酸乙烯酯乳胶粉    7份
聚丙烯纤维            0.8份
石英砂                250份
石英粉                100份
水(包括水玻璃中的水)  55份
按与实施例1相同方法制备高耐蚀快速修补材料。
所得修补材料的性能为：流动度185mm，初凝时间40min，终凝时间52min，硬化后3d抗压强度38.4MPa，抗折强度5.1MPa，28d抗压强度88.5MPa，抗折强度8.6MPa，28d粘结强度3.2MPa，抗硫酸盐侵蚀抗蚀系数0.98，同等条件下耐酸性大于硅酸盐水泥砂浆的2.5倍。
实施例4～8
一种混凝土修补材料，其组分及含量见表1，以重量份计，制备方法同实施例1。
表1实施例4～8中的组分及含量
  实施例   4   5   6   7   8
  矿渣粉   100   100   100   100   100
  水玻璃(固体含量)   4(模数0.8)   8(模数1.0)   10(模数1.5)   12(模数1.8)   14(模数2.0)
  聚醋酸乙烯酯乳胶粉   3   5   6   7   8
  实施例   4   5   6   7   8
  聚丙烯纤维   0   0.8   1   1.5   2
  石英砂   100   150   200   250   300
  石英粉   50   80   100   120   150
  水(包括水玻璃中的水)   35   40   50   55   65

Claims (4)

1.一种混凝土修补材料，其特征在于：它是由矿渣粉100份、水玻璃4～14份、聚醋酸乙烯酯乳胶粉3～8份、聚丙烯纤维0～2份、石英砂100～300份、石英粉50～150份和水35～65份制得，以重量份计。
2.根据权利要求1所述的混凝土修补材料，其特征在于：所述水玻璃为8～12份，所述聚醋酸乙烯酯乳胶粉为5～7份，所述聚丙烯纤维为0.8～1.5份，所述石英砂为150～250份，所述石英粉为100～150份，所述水为40～55份。
3.根据权利要求1或2所述的混凝土修补材料，其特征在于：所述矿渣粉为满足GB/T18046规定S75级以上技术指标的粒化高炉矿渣粉；所述水玻璃为模数为0.8～2.0，固含量≥25％wt的硅酸钠水玻璃；所述聚醋酸乙烯酯乳胶粉的灰份含量≤10％wt；所述聚丙烯纤维的纤维长度为10～20mm；所述石英砂的细度为10目～40目；所述石英粉的细度为100目～200目；所述水为可饮用水。
4.根据权利要求1～3中任一权利要求所述的混凝土修补材料的制备方法，其特征在于：首先，将所述石英砂、所述石英粉、所述矿渣粉、所述聚醋酸乙烯酯乳胶粉和所述聚丙烯纤维倒入搅拌机中，搅拌3～6分钟后，再加入所述水玻璃和所述水，搅拌均匀。
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Assignor: Hohai University

Contract record no.: 2015350000057

Denomination of invention: Repairing material for concrete and preparation method thereof

Granted publication date: 20120704

License type: Exclusive License

Record date: 20150626

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Granted publication date: 20120704

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