CN102249629A - 一种丙烯酸酯乳液改性水泥基修补砂浆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种丙烯酸酯乳液改性水泥基修补砂浆，该砂浆由硅酸盐水泥、石英砂、丙烯酸酯乳液、减水剂、聚丙烯纤维、纤维素醚、消泡剂和水组成，各组分的重量份为：硅酸盐水泥100；0.50～2.0mm的石英砂50～220；小于0.50mm的石英砂10～100；丙烯酸酯乳液5～80；减水剂0～1.0；聚丙烯纤维0.5～5.0；纤维素醚0～1；消泡剂0～1.2；水0～60。本发明不仅抗折强度、粘结强度高，而且体积稳定性好，耐久性优异，与水泥基材料的相容性好。在施工性能方面具有较佳的流动性和保水性，能够满足不同工程施工的需要，可广泛应用于市政、路面、机场、港口、桥梁、大坝、机场等领域的修补。

Description

一种丙烯酸酯乳液改性水泥基修补砂浆
技术领域
本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种丙烯酸酯乳液改性水泥基修补砂浆。
背景技术
作为当今最主要的建筑结构材料，混凝土已具有将近200年的历史。随着混凝土技术的持续发展以及我国经济发展需要的不断提高，混凝土已被广泛应用到港口、大坝、桥梁、机场、市政等现代化工程建设中。根据《2009年公路水路交通运输行业发展统计公报》显示，2009年底，全国公路总里程数达386.08万公里，比上年末增加13.07万公里，公路技术等级和路面状况进一步提升。另外，公路桥梁、隧道总量、港口码头泊位也继续保持增长。除此之外，我国的各种其他大型基础设施也都处于建设阶段并将相继投入使用。
然而，由于混凝土结构设计不合理、施工缺陷、环境侵蚀、维护不当等原因以及混凝土自身的老化，我国早期修建的甚至近年来新建的各类建筑工程都出现了不同程度的损坏。20世纪80年代以前修建的工业、民用建筑很大一部分正处于加固和维修时期，且在建的一部分民用、水工建筑在施工和使用过程中也经常遇到混凝土质量问题。由此可以预见，在今后的一段时期内，我国建筑行业将完成由新建基础设施为主到修补和翻新基础设施为主的战略性转变。
这一战略性转变，为修补材料的研究和应用提供了广阔的空间，更是带来了严峻的挑战。目前研究和使用的修补材料按照组成的不同主要可分为三大类，分别是无机类、有机类、无机-有机复合类。无机类修补材料的绝大部分组成是水硬性胶凝材料，不含或含有少量的有机物质，传统的有普通硅酸盐水泥修补砂浆；有机类修补材料以聚合物代替水泥作为胶结料，常用的聚合物有环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯等；无机-有机复合修补材料绝大部分是指聚合物改性的水泥基修补材料，主要为各类热固性树脂和热塑性树脂乳液。无机类修补材料具有强度高、相容性好、施工简便等优点，但存在粘结强度低、收缩率大、易脱落等问题；有机类修补材料具有粘结强度高、养护时间短、耐久性好等突出优点，但与水泥基材相容性不好、成本高。因此，亟待开发出一种粘结强度高，相容性好、性价比高的修补砂浆。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柔韧性好、强度发展稳定、与水泥基材料的粘结强度高，体积稳定性好、施工方便且使用安全可靠的丙烯酸酯乳液改性水泥基修补砂浆。
本发明提出的丙烯酸酯乳液改性水泥基修补砂浆，由硅酸盐水泥、石英砂、丙烯酸酯乳液、减水剂、聚丙烯纤维、纤维素醚、消泡剂和水组成，各组分的重量份为：
硅酸盐水泥              100
0.50mm-2.0mm的石英砂    50～220
0-0.50mm的石英砂        10～100
丙烯酸酯乳液            5～80
减水剂                  0～1.0
聚丙烯纤维              0.5～5.0
纤维素醚                0～1
消泡剂                  0～1.2
水                      0～60。
各组份较佳的重量份为：
硅酸盐水泥              100
0.50mm-2.0mm的石英砂    60～200
0-0.50mm石英砂          20～100
丙烯酸酯乳液            10～70
减水剂                  0.1～0.8
聚丙烯纤维              0.5～2.0
纤维素醚                0.2～1
消泡剂                  0.3～1.2
水                      20～50。
本发明中，所述丙烯酸酯乳液，其固含量为小于70%，大于等于5%。
本发明中，所述减水剂为聚羧酸系减水剂，液体，含固量小于60%，大于等于10%。
本发明中，所述消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂、有机硅油类消泡剂、聚醚改性有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂中的一种或其混合物。
本发明中，所述纤维素醚的粘度为10,000mPa.s-150,000mPa.s。
本发明的制备方法，具体步骤为：按上述各重量份比例称取各组份，将硅酸盐水泥、石英砂、聚丙烯纤维、纤维素醚预先干拌至均匀，然后加入丙烯酸酯乳液、减水剂、消泡剂和水机械搅拌，混合均匀即可。
丙烯酸酯乳液由丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等单体聚合而成，其高分子链具有柔顺性，玻璃化温度比较低，能形成光泽好而耐水的聚合物膜，且粘结强度高，不易剥落。此外，丙烯酸酯乳液还具有良好的耐腐蚀性，能耐稀酸，尿素和苯等化学介质腐蚀。本发明利用丙烯酸酯乳液改性水泥基材料制备修补砂浆，既能利用丙烯酸酯乳液改善修补砂浆的柔性、提高粘结强度，又由于其大部分组成还是水泥从而保证了与水泥基材的相容性，不仅能提高修补的效果，延长建筑物的使用寿命，而且能节约成本，在修补领域具有很大的应用价值。
本发明中，硅酸盐水泥作为无机胶凝材料，加水拌合后发生水化反应，硬化后产生强度，并且可保证修补砂浆与水泥基材料的良好相容性。石英砂作为集料，良好的级配可以改善修补砂浆的孔结构，提高密实性，利于强度的增长。丙烯酸酯乳液的高分子链具有柔顺性，乳液在水泥浆体硬化过程中逐渐干燥失水，形成良好完整的聚合物膜，能改善修补砂浆的柔性，提高修补砂浆的粘结强度。减水剂的分散作用破坏了水泥浆体的絮凝结构，促使水泥颗粒相互分散，提高了浆体的流动性。聚丙烯纤维均匀分布在水泥浆体内部形成网络结构，可有效阻止裂缝的产生，改善修补砂浆的韧性，提高修补砂浆的抗折强度，抗冲击性，耐磨性和粘结强度。纤维素醚具有保水增稠的作用，防止水泥浆体的水分过度蒸发，保证了水泥的充分水化。消泡剂的作用在于大大降低了水泥浆体的含气量，提高了硬化水泥浆体的密实性，利于修补砂浆强度的提高。
本发明为一种丙烯酸酯乳液改性水泥基修补砂浆，选用丙烯酸酯乳液改性使该修补砂浆具备良好的柔韧性、抗冲击性和耐磨性。本发明不仅抗折强度高、粘结强度高，而且体积稳定性好、耐久性优异，与水泥基材料的相容性好。在施工性能方面，本发明具有较佳的流动性和保水性，能够满足不同工程施工的需要。
本发明柔韧性好，粘结强度高，可广泛应用于市政、路面、机场、港口、桥梁、大坝、机场等领域的修补。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例1
一种丙烯酸酯乳液改性水泥基修补砂浆，按硅酸盐水泥100，0.50mm～2.0mm石英砂50，小于0.50mm石英砂100，聚合物乳液10，减水剂0，聚丙烯纤维1，纤维素醚0，消泡剂0和水60的重量份配制并搅拌均匀而成。这种修补砂浆的流动度为200mm，28天抗折强度为7.7 MPa，28天抗压强度为36.7 MPa，7天拉伸粘结强度为0.72 MPa。
实施例2
一种丙烯酸酯乳液改性水泥基修补砂浆，按硅酸盐水泥100，0.50mm～2.0mm石英砂220，小于0.50mm石英砂10，聚合物乳液80，减水剂0.1，聚丙烯纤维2，纤维素醚0.1，聚硅氧烷类消泡剂BYK-065 0.2和水0的重量份配制并搅拌均匀而成。这种修补砂浆的流动度为180mm，28天抗折强度为12.8MPa，28天抗压强度为41.2MPa，7天拉伸粘结强度为2.78MPa。
实施例3
一种丙烯酸酯乳液改性水泥基修补砂浆，按硅酸盐水泥100，0.50mm～2.0mm石英砂100，小于0.50mm石英砂80，聚合物乳液20，减水剂0.2，聚丙烯纤维0.5，纤维素醚0.1，聚醚类消泡剂HT-606 1.2和水40的重量份配制并搅拌均匀而成。这种修补砂浆的流动度为165mm，28天抗折强度为9.8 MPa，28天抗压强度为55.4 MPa，7天拉伸粘结强度为1.25MPa。
实施例4
一种丙烯酸酯乳液改性水泥基修补砂浆，按硅酸盐水泥100，0.50mm～2.0mm石英砂130，小于0.50mm石英砂90，聚合物乳液30，减水剂0.5，聚丙烯纤维5.0，纤维素醚1，有机硅油类消泡剂TEGO Antifoam 204 0.2、聚醚改性有机硅类消泡剂LM-110 0.1和水25的重量份配制并搅拌均匀而成。这种修补砂浆的流动度为175mm，28天抗折强度为14.9MPa，28天抗压强度为62.8 MPa，7天拉伸粘结强度为1.66 MPa。

Claims (7)

1.一种丙烯酸酯乳液改性水泥基修补砂浆，其特征在于该砂浆由硅酸盐水泥、石英砂、丙烯酸酯乳液、减水剂、聚丙烯纤维、纤维素醚、消泡剂和水组成，各组分的重量份为：
硅酸盐水泥              100
0.50mm-2.0mm的石英砂    50～220
0-0.50mm的石英砂        10～100
丙烯酸酯乳液            5～80
减水剂                  0～1.0
聚丙烯纤维              0.5～5.0
纤维素醚                0～1
消泡剂                  0～1.2
水                      0～60。
2.根据权利要求1所述的丙烯酸酯乳液改性水泥基修补砂浆，其特征在于各组份的重量份为：
硅酸盐水泥              100
0.50mm-2.0mm的石英砂    60～200
0-0.50mm石英砂          20～100
丙烯酸酯乳液            10～70
减水剂                  0.1～0.8
聚丙烯纤维              0.5～2.0
纤维素醚                0.2～1
消泡剂                  0.3～1.2
水                      20～50。
3.根据权利要求1所述的丙烯酸酯乳液改性水泥基修补砂浆，其特征在于所述丙烯酸酯乳液固含量小于70%、大于等于5%。
4.根据权利要求1所述的丙烯酸酯乳液改性水泥基修补砂浆，其特征在于所述减水剂为液体聚羧酸系减水剂，固含量小于60%、大于等于10%。
5.根据权利要求1所述的丙烯酸酯乳液改性水泥基修补砂浆，其特征在于所述消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂、有机硅油类消泡剂、聚醚改性有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂中的一种或其混合物。
6.根据权利要求1所述的丙烯酸酯乳液改性水泥基修补砂浆，其特征在于所述纤维素醚的粘度为10,000～150,000mPa.s。
7.根据权利要求1所述的丙烯酸酯乳液改性水泥基修补砂浆，其特征在于该砂浆的制备是：按其组分的各重量份称取，将硅酸盐水泥、石英砂、聚丙烯纤维及纤维素醚预先干拌至均匀，然后依次加入丙烯酸酯乳液、减水剂、消泡剂和水，机械搅拌，混合均匀即可。
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