CN102180621A - 一种桥梁加固用聚合物改性干混粘结砂浆及其制备、施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于水泥基结构补强材料制备技术领域的一种混凝土桥梁及其他结构工程加固用聚合物改性干混粘结砂浆及其制备、施工方法。该干混粘结砂浆由水泥、砂、胶粉、膨胀剂、纤维、减水剂、速凝剂、助剂组成。本发明制备的干混粘结砂浆抗拉强度高，粘结可靠，密实度好，抗腐蚀能力强，产品成本低，施工便宜。对破损或风化的混凝土结构进行局部修补或整体加固，可极大地提高结构的耐久性，延长其使用寿命。本发明必将在混凝土桥梁及其他结构工程加固领域发挥巨大作用，市场前景广阔。

Description

一种桥梁加固用聚合物改性干混粘结砂浆及其制备、施工方法

技术领域

本发明属于水泥基结构补强材料制备技术领域，特别涉及一种混凝土桥梁及其他结构工程加固用聚合物改性干混粘结砂浆及其制备、施工方法。

背景技术

在土木工程中，混凝土结构的劣化已是一个大难题。随着钢筋混凝土结构运行年限的增加，混凝土不断受到碳化、氯离子侵蚀、冻蚀等劣化作用，当劣化深至钢筋表面后，钢筋锈蚀导致产生顺筋锈蚀裂缝、混凝土剥落、钢筋裸露等病损特征，另外道路、桥梁的路面易被磨损，高速水流区的结构构件受到水流冲刷、磨蚀混凝土表面露石。在许多情况下，劣化的混凝土结构的可用性成为关注的焦点，最有效的办法就是面修补。面修补通常包括移除退化的混凝土然后涂抹新拌的砂浆。

目前，钢筋混凝土构件钢筋锈蚀缝、露筋、磨蚀等病害部位的修补材料，主要有三大类：水泥类砂浆、树脂砂浆、高分子聚合物砂浆。水泥类砂浆与老混凝土界面粘结强度低、易收缩，修补效果不佳；树脂砂浆目前市面上主要为各类环氧基建筑结构胶价格昂贵，与混凝土线膨胀系数相差数倍，本身颜色与混凝土颜色色差较大，修复后不够美观，且修复工序繁琐人工成本太高；高分子聚合物砂浆用于工程修补，传统的方式是采用现场拌和聚合物乳液与水泥砂子，然而现场的水泥和砂子质量及其与聚合物乳液的匹配性、配料比例的波动、施工操作性的变化所导致的实际修补效果远远达不到实验室中的研究结果和工程修补要求，常导致修补的失败。

因而市场上迫切需要一种与混凝土结构粘接强度高、成本低，现场施工影响小，具有较高抗压、抗折能力耐冻融的新型加固砂浆。

发明内容

本发明为了克服现有聚合物乳液砂浆的缺陷，提供了一种用于混凝土结构加固用高性能聚合物改性干混粘结砂浆及其制备、施工方法。

本发明所述的加固用聚合物改性干混粘结砂浆包括以下组分：水泥30-60重量份，砂10-60重量份，胶粉1-5重量份，膨胀剂2-10重量份，纤维0.1-0.5重量份，减水剂0.1-0.5重量份，速凝剂1-2重量份，助剂0.1-0.5重量份。

所述的水泥为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥或高铝水泥。

所述砂为粒径10-70目的机制砂、石英砂或自然砂，其具体粒径分布为：10-20目10-30重量份、20-40目20-50重量份、40-70目30-40重量份。

所述胶粉为可再分散胶粉，具体为醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、乙烯与氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯与丙烯酸酯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯均聚胶粉、苯乙烯与丁二烯共聚胶粉、VAE胶粉中的一种；优先选用VAE胶粉。

所述膨胀剂为硫铝酸钙、硫铝酸钙-氧化钙、氧化钙或UEA型膨胀剂；优选UEA型膨胀剂。

所述纤维为聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、木质纤维素中的一种；优选聚丙烯纤维；所述纤维长度为2-4cm。

所述减水剂为萘磺酸系减水剂或聚羧酸系减水剂。

所述速凝剂为混凝土速凝剂。

所述助剂为消泡剂，具体为有机硅消泡剂。

本发明所述的加固用聚合物改性干混粘结砂浆的使用方法为：

按上述配比称取水泥、砂、胶粉、膨胀剂、纤维、减水剂、速凝剂和助剂，混合均匀，然后加入0.2-1.5倍质量的水，搅拌均匀即可使用；

其具体施工方法如下：

1)施工准备：施工面清理干净，凿毛，去除施工面的油污，提前12-36小时对待加固结构进行喷水润湿，使喷射施工前待加固结构的表面润湿而无明水；-5℃以下的寒冷环境下禁止施工；

2)喷射施工：来回横向移动均匀喷射上述制备的加固用聚合物改性干混粘结砂浆，每层喷射厚度不超过30mm，喷射完成以后用抹板将喷射面抹平，二次喷射施工应在第一次喷射1小时后进行，最后用抹板蘸水抹平收光；

3)养护：喷雾养护或塑料薄膜覆盖进行养护，养护表面不能见明水，具体养护程序为：先潮湿养护5-8天，再自然干燥养护18-25天，养护达到28天后方可以承载；潮湿养护时表面如遇寒流或下雨，应加以覆盖，不受雨水冲洗。

有益效果：本发明提供的加固用聚合物改性干混粘结砂浆是一种聚合物改性的水泥基结构补强材料，这种干混粘结砂浆采用集中的工厂化生产，产品的质量可控性好、产品型号的可分性强、现场使用和质量控制简便。实验证明，其抗拉强度高，粘结可靠，密实度好，抗腐蚀能力强；对破损或风化的混凝土结构进行局部修补后可以恢复结构和表面的完整性；对于出现严重裂缝和表面破损的结构喷射施工修补后，可以恢复结构的整体工作性能，极大地提高结构的耐久性，延长其使用寿命。本发明将在混凝土桥梁及其他结构工程加固领域发挥巨大作用，市场前景广阔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1

原料配比：硅酸盐水泥40kg，石英砂50kg，VAE胶粉2.5kg，UEA型膨胀剂5kg，长度为2-4cm聚丙烯纤维0.1kg，巴斯夫公司生产的MELMENTF10型号减水剂0.25kg，混凝土速凝剂1.15kg，瓦克公司生产的AGITANP803消泡剂0.25kg；

石英砂粒径10-70目，具体粒径分布为：10-20目12kg、20-40目18kg、40-70目20kg。

使用方法：

按上述配比称取各固体组分，混合均匀后再加入40kg的水，搅拌均匀即可施工。

施工方法：

1)施工准备：施工面清理干净，凿毛，去除施工面的油污，提前24小时对待加固结构进行喷水润湿，使喷射施工前待加固结构的表面润湿而无明水；-5℃以下的寒冷环境下禁止施工；

2)喷射施工：来回横向移动均匀喷射上述制备的加固用聚合物改性干混粘结砂浆，每层喷射厚度20mm，喷射完成以后用抹板将喷射面抹平，二次喷射施工在第一次喷射1.5小时后进行，最后用抹板蘸水抹平收光；

3)养护：喷雾养护，养护表面不能见明水，具体养护程序为：先潮湿养护7天，再自然干燥养护21天，养护达到28天后方可以承载；潮湿养护时表面如遇寒流或下雨时加以覆盖，保证不受雨水冲洗。

制备的加固用聚合物改性干混粘结砂浆按如下标准测试：抗压和抗折强度按GB/T 17671《水泥胶砂强度试验方法》测试，粘结强度按JTJ 270-1998附录A  水泥砂浆粘结强度检测，测试性能结果如下：

实施例2

原料配比：硫铝酸盐水泥45kg，石英砂45kg，VAE胶粉2.5kg，UEA型膨胀剂5kg，长度为2-4cm聚丙烯纤维0.1kg，巴斯夫公司生产的MELMENTF10型号减水剂0.25kg，混凝土速凝剂1.1kg，瓦克公司生产的AGITANP803消泡剂0.25kg；

石英砂粒径10-70目，具体粒径分布为：10-20目10kg、20-40目15kg、40-70目20kg。

使用方法：

按上述配比称取各固体组分，混合均匀后再加入40kg的水，搅拌均匀即可施工。

施工方法：

1)施工准备：施工面清理干净，凿毛，去除施工面的油污，提前24小时对待加固结构进行喷水润湿，使喷射施工前待加固结构的表面润湿而无明水；-5℃以下的寒冷环境下禁止施工；

2)喷射施工：来回横向移动均匀喷射上述制备的加固用聚合物改性干混粘结砂浆，每层喷射厚度20mm，喷射完成以后用抹板将喷射面抹平，二次喷射施工在第一次喷射1.5小时后进行；

3)养护：喷雾养护，养护表面不能见明水，具体养护程序为：先潮湿养护8天，再自然干燥养护20天，养护达到28天后方可以承载；潮湿养护时表面如遇寒流或下雨时加以覆盖，使不受雨水冲洗。

制备的加固用聚合物改性干混粘结砂浆按如下标准测试：抗压和抗折强度按GB/T 17671《水泥胶砂强度试验方法》测试，粘结强度按JTJ 270-1998附录A  水泥砂浆粘结强度检测，测试性能结果如下：

实施例3

原料配比：高铝水泥50kg，石英砂45kg，VAE胶粉2.0kg，长度为2-4cm木质纤维素0.4g，UEA型膨胀剂6kg，巴斯夫公司生产的MELMENTF10型号减水剂0.25kg，混凝土速凝剂1.2kg，瓦克公司生产的AGITANP803消泡剂0.25kg；

石英砂粒径10-70目，具体粒径分布为：10-20目10kg、20-40目15kg、40-70目20kg。

制备方法：

按上述配比称取各固体组分，混合均匀后再加入40kg的水，搅拌均匀即可施工。

施工方法：

1)施工准备：施工面清理干净，凿毛，去除施工面的油污，提前30小时对待加固结构进行喷水润湿，使喷射施工前待加固结构的表面润湿而无明水；-5℃以下的寒冷环境下禁止施工；

2)喷射施工：来回横向移动均匀喷射上述制备的加固用聚合物改性干混粘结砂浆，每层喷射厚度25mm，喷射完成以后用抹板将喷射面抹平，二次喷射施工在第一次喷射1.2小时后进行，最后用抹板蘸水抹平收光；

3)养护：塑料薄膜覆盖进行养护，养护表面不能见明水，具体养护程序为：先潮湿养护6天，再自然干燥养护23天，养护达到28天后方可以承载；潮湿养护时表面如遇寒流或下雨时加以覆盖，保证不受雨水冲洗。

制备的加固用聚合物改性干混粘结砂浆按如下标准测试：抗压和抗折强度按GB/T 17671《水泥胶砂强度试验方法》测试，粘结强度按JTJ 270-1998附录A  水泥砂浆粘结强度检测，测试性能结果如下：

Claims (10)

1.一种加固用聚合物改性干混粘结砂浆，其特征在于，其包括以下组分：水泥30-60重量份，砂10-60重量份，胶粉1-5重量份，膨胀剂2-10重量份，纤维0.1-0.5重量份，减水剂0.1-0.5重量份，速凝剂1-2重量份，助剂0.1-0.5重量份。

2.根据权利要求1所述的一种加固用聚合物改性干混粘结砂浆，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥或高铝水泥。

3.根据权利要求2所述的一种加固用聚合物改性干混粘结砂浆，其特征在于，所述砂为粒径10-70目的机制砂、石英砂或自然砂，其具体粒径分布为：10-20目10-30重量份、20-40目20-50重量份、40-70目30-40重量份。

4.根据权利要求3所述的一种加固用聚合物改性干混粘结砂浆，其特征在于，所述胶粉为可再分散胶粉，具体为醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、乙烯与氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯与丙烯酸酯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯均聚胶粉、苯乙烯与丁二烯共聚胶粉、VAE胶粉中的一种；优先选用VAE胶粉。

5.根据权利要求4所述的一种加固用聚合物改性干混粘结砂浆，其特征在于，所述膨胀剂为硫铝酸钙、硫铝酸钙-氧化钙、氧化钙或UEA型膨胀剂；优选UEA型膨胀剂。

6.根据权利要求5所述的一种加固用聚合物改性干混粘结砂浆，其特征在于，所述纤维为聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、木质纤维素中的一种；优选聚丙烯纤维；所述纤维长度为2-4cm。

7.根据权利要求6所述的一种加固用聚合物改性干混粘结砂浆，其特征在于，所述减水剂为萘磺酸系减水剂或聚羧酸系减水剂。

8.根据权利要求7所述的一种加固用聚合物改性干混粘结砂浆，其特征在于，所述速凝剂为混凝土速凝剂。

9.根据权利要求8所述的一种加固用聚合物改性干混粘结砂浆，其特征在于，所述助剂为消泡剂，具体为有机硅消泡剂。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种加固用聚合物改性干混粘结砂浆，其特征在于，其具体使用方法如下：

按配比称取水泥、砂、胶粉、膨胀剂、纤维、减水剂、速凝剂和助剂，混合均匀，然后加入0.2-1.5倍质量的水，搅拌均匀即可使用；

其具体施工方法如下：

1)施工准备：施工面清理干净，凿毛，去除施工面的油污，提前12-36小时对待加固结构进行喷水润湿，使喷射施工前待加固结构的表面润湿而无明水；-5℃以下的寒冷环境下禁止施工；

2)喷射施工：来回横向移动均匀喷射上述制备的加固用聚合物改性干混粘结砂浆，每层喷射厚度不超过30mm，喷射完成以后用抹板将喷射面抹平，二次喷射施工应在第一次喷射1小时后进行，最后用抹板蘸水抹平收光；

3)养护：喷雾养护或塑料薄膜覆盖进行养护，养护表面不能见明水，具体养护程序为：先潮湿养护5-8天，再自然干燥养护18-25天，养护达到28天后方可以承载；潮湿养护时表面如遇寒流或下雨，应加以覆盖，不受雨水冲洗。