CN102643059B - 一种混凝土无机界面胶结处理剂 - Google Patents

Abstract

本发明属于大体积混凝土无机材料粘结领域，具体涉及一种现浇大体积混凝土工程用高性能无机界面胶结处理剂，可用于混凝土的修补粘结、大体积混凝土施工分仓仓面的粘合处理等。由硅酸盐水泥、减水剂、硅质材料、重钙粉、保水剂、可再分散性乳胶粉、增稠剂改性膨润土、矿物掺合料组成。该胶结材料可广泛适应不同处理效果的基体，水化产物有效深入基体混凝土骨料微空隙中，粘结强度后期持续增长1年以上，具有保水性好、施工方便、耐久、环保的特性，在水电站抗冲磨混凝土修补、大体积混凝土施工分仓面的粘结等粘结要求高、耐久、高抗渗要求的重要工程部位试用效果明显。

Description

一种混凝土无机界面胶结处理剂

技术领域

    本发明涉及大体积混凝土无机粘结材料领域，具体地说涉及一种现浇大体积混凝土工程用高性能无机界面胶结处理剂，适用于混凝土的修补粘结、大体积混凝土施工分仓仓面的粘合处理等。

背景技术

目前界面剂在建筑领域的应用相当广泛，但主要用于墙体粘结瓷砖、加气混凝土的抹灰、地面材料自流平中等等。在市面上应用的界面黏结剂主要分为三大类，无机界面剂、有机界面剂和复合界面剂。有机界面剂和复合界面剂粘结性能好，但会释放出对人体有害的物质，且成本高，不宜长期使用；无机界面剂有普通水泥净浆、水泥砂浆、富浆混凝土等，在使用中存在的主要问题是结合料强度高、弹模大、变形大，混凝土结构受力时容易引起应力集中，成为混凝土耐久性的薄弱环节之一。

如公开号为CN102249734A，公开日为2011年11月23日的中国专利文献公开了一种新旧混凝土界面无机粘结剂，它主要以质量分数分别为7.5％的纳米二氧化硅，2.5％的纳米碳酸钙，1.5％的纳米硅，85.0％的蒸馏水以及微量的活性催化剂和3.5％的磨碎玻璃纤维配制而成。该粘结剂使新老混凝土界面有效粘结为一体，可使新老混凝土界面的力学性能优于混凝土本体的力学性能，消除新老混凝土界面薄弱面。而且具有与混凝土变形一致、耐久性好、施工方便、无毒等特点。可广泛应用于桥梁、房屋建筑、道路和水利水电等工程中的混凝土施工或者混凝土工程的维护。

但以上述专利文献为代表的无机界面剂仍然存在着以下问题：

在使用中存在的主要问题是结合料强度高、弹模大、变形大，混凝土结构受力时容易引起应力集中，成为混凝土耐久性的薄弱环节之一。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种适用于混凝土的修补粘结、大体积混凝土施工分仓仓面的粘合处理的混凝土无机界面胶结处理剂，采用本发明，能有效解决现有技术中所存在的结合料强度高、弹性模量大、变形大，混凝土结构受力时容易引起应力集中的技术问题。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种混凝土无机界面胶结处理剂，其特征在于：包括如下重量配比的组分：

硅酸盐水泥                     100份；

矿物掺合料                     5~30份；

聚羧酸类粉体减水剂             0.1~1.2份；

硅质材料                       0.2~1.5份；

可再分散性乳胶粉               0.5~5.0份；

其中，所述硅酸盐水泥具体是指：矿物成分中硅酸二钙的质量百分含量为35%~55%的硅酸盐水泥。

更优的，还包括有0.1~0.6重量份的保水剂。

更优的，还包括有1~5重量份的重钙粉和0.1~0.5重量份的改性膨润土。

所述的硅酸盐水泥是经物理或化学改性处理，使比表面积达到500㎡/㎏以上，再通过进一步的活化处理，提高其早期强度。

所述的硅质材料为纳米二氧化硅（n-SiO₂）

所述的矿物掺合料为粉煤灰、矿渣、或其它具有火山灰活性的矿物的一种或多种的任意组合。

所述的改性膨润土为钠基或钾基改性膨润土。

所述的可再分散性乳胶粉最低成膜温度≥0℃。

所述的保水剂为改性淀粉醚或纤维素醚。

与公开号为CN102249734A的专利文件相比，本发明的有益效果表现在：

1、本发明采用硅酸盐水泥；矿物掺合料；聚羧酸类粉体减水剂；硅质材料和可再分散性乳胶粉按照重量配比制成的混凝土无机界面胶结处理剂，以及更优的，增加上述配比的保水剂，重钙粉和改性膨润土的技术方案，粘结抗折结果如表1所示，与市售的界面剂相比，能有效解决现有技术中所存在的结合料强度高、弹性模量大、变形大，混凝土结构受力时容易引起应力集中的技术问题。本界面胶结处理剂的主要原料为硅酸盐水泥，其中含有较高的硅酸二钙，水化热低，能有效缓减混凝土界面间由于温差而产生应力集中问题；收缩小，降低粘结面开裂、剥落等风险，后期强度增进率大，提高了界面粘结强度的持续发展。主要用于大体积混凝土，如大坝混凝土上分仓浇筑施工。

2、进一步的，本发明采用改性硅酸盐水泥作为原料，经活化处理后，使比表面积达到500㎡/㎏以上，因而弹性模量小，能有效的缓减应力集中的问题；活性高，生成大量的C-S-H凝胶，可以提高粘结强度；释放的热量低，能减小由温差产生的拉应力；无有害物质产生；尤其适合用于大体积混凝土浇注工程。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

一种混凝土无机界面胶结处理剂，其特征在于重量比：

硅酸盐水泥                     100；

矿物掺合料                     10；

聚羧酸类粉体减水剂             0.16；

纳米SiO₂                       0.5；

可再分散性乳胶粉               1。

实施例2

一种混凝土无机界面胶结处理剂，其特征在于重量比：

硅酸盐水泥                     100；

矿物掺合料                     15；

重钙粉                         1；

改性膨润土                     0.10；

聚羧酸类粉体减水剂             0.16；

纳米SiO₂                       0.8；

可再分散性乳胶粉               2；

保水剂                          0.1。

实施例3

一种混凝土无机界面胶结处理剂，其特征在于重量比：

硅酸盐水泥                     100；

矿物掺合料                    20；

重钙粉                         1；

改性膨润土                     0.1；

聚羧酸类粉体减水剂             0.16；

纳米SiO₂                       0.8；

可再分散性乳胶粉               2；

保水剂                          0.1。

实施例4

一种混凝土无机界面胶结处理剂，其特征在于重量比：

硅酸盐水泥                     100；

矿物掺合料                     10；

重钙粉                         1；

改性膨润土                     0.3；

聚羧酸类粉体减水剂             0.2；

纳米SiO₂                       0.4；

可再分散性乳胶粉               3；

保水剂                          0.15。

实施例5

一种混凝土无机界面胶结处理剂，其特征在于重量比：

硅酸盐水泥                     100；

矿物掺合料                    15；

重钙粉                         1；

改性膨润土                     0.1；

聚羧酸类粉体减水剂             0.2；

纳米SiO₂                       0.4；

可再分散性乳胶粉               3；

保水剂                          0.15。

实施例6

一种混凝土无机界面胶结处理剂，其特征在于重量比：

硅酸盐水泥                     100；

矿物掺合料                    20；

重钙粉                         1；

改性膨润土                     0.1；

聚羧酸类粉体减水剂             0.2；

纳米SiO₂                       0.4；

可再分散性乳胶粉               3；

保水剂                          0.15。

将混合好的混凝土无机界面胶结处理剂按照下面方法进行粘结性能检测：按照《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》(GB17671-1999)的方法，用中热水泥制备水泥胶砂试件，在中间插入玻璃片，养护3d 后对界面进行打毛处理，涂刷厚度为2.0mm-3.0mm的混凝土无机界面胶结处理剂。 按照《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》(GB17671-1999)的方法进行不同龄期（3d、7d、14d、28d）粘结抗折强度试验。粘结抗折试验结果如表1所示。

表1  不同龄期的粘结抗折强度（MPa）

注：市售界面剂干缩开裂，强度出现倒缩。

其它性能检测均达到标准JC/T907-2002《混凝土界面处理剂》技术标准指标。

实施例7

作为本发明的最佳实施方式，本发明的无机界面胶结处理剂主要由下面组分和重量比：

硅酸盐水泥                     100

矿物掺合料                     5~30

重钙粉                         1~5

改性膨润土                     0.1~0.5

聚羧酸类粉体减水剂             0.1~1.2

纳米SiO₂                       0.2~1.5

可再分散性乳胶粉                0.5~5.0

保水剂                          0.1~0.6

本发明中的硅酸盐水泥，其硅酸二钙的质量百分含量为35%~55%，通过了超细化改性处理，使其比表面积达到500㎡/㎏以上，提高了早期活性。

本发明中的矿物掺合料为粉煤灰、矿渣与其它具有火山灰活性的矿物的一种或多种的组合。

本发明中的改性膨润土为钠基或钾基改性膨润土，具有一定的增稠、保水作用。

本发明中的可再分散性乳胶粉低成膜温度低，具有极突出的粘结强度，提高施工性能。

本发明中的保水剂为改性淀粉醚或纤维素醚，能有效抑制浆体中的水份挥发，改善施工性能。

与现有技术相比，本发明具有的特点是：采用活化处理的硅酸盐水泥作为原料，弹性模量小，能有效的缓减应力集中的问题；活性高，生成大量的C-S-H凝胶，可以提高粘结强度；释放的热量低，能减小由温差产生的拉应力；无有害物质产生；尤其适合用于大体积混凝土浇注工程。

施工方法：

1、先将混凝土基体进行打毛处理，用水冲刷掉表面残渣，晾干到表面没有明显的水存在；

2、将混合均匀的大体积混凝土用无机界面胶结处理剂，掺入15%~35%的水，具体用水量按施工要求确定，充分搅拌成所需要的浆体；

3、将拌制好的浆体涂刷在混凝土基体表面，约2~3mm厚，便可立即浇筑新混凝土，进行养护。

Claims (8)

1.一种混凝土无机界面胶结处理剂，其特征在于：包括如下重量配比的组分：

硅酸盐水泥                     100份；

矿物掺合料                     5~30份；

聚羧酸类粉体减水剂             0.1~1.2份；

硅质材料                       0.2~1.5份；

可再分散性乳胶粉               0.5~5.0份；

其中，所述硅酸盐水泥具体是指：矿物成分中硅酸二钙的质量百分含量为35%~55%的硅酸盐水泥，所述的硅酸盐水泥是经物理或化学改性处理，使比表面积达到500㎡/㎏以上。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土无机界面胶结处理剂，其特征在于：还包括有0.1~0.6重量份的保水剂。

3.根据权利要求1或2所述的一种混凝土无机界面胶结处理剂，其特征在于：还包括有1~5重量份的重钙粉和0.1~0.5重量份的改性膨润土。

4.根据权利要求1所述的一种混凝土无机界面胶结处理剂，其特征在于：所述的硅质材料为纳米二氧化硅。

5.根据权利要求1所述的一种混凝土无机界面胶结处理剂，其特征在于：所述的矿物掺合料为粉煤灰、矿渣、或其它具有火山灰活性的矿物的一种或多种的任意组合。

6.根据权利要求3所述的一种混凝土无机界面胶结处理剂，其特征在于：所述的改性膨润土为钠基或钾基改性膨润土。

7.根据权利要求1所述的一种混凝土无机界面胶结处理剂，其特征在于：所述的可再分散性乳胶粉最低成膜温度≥0℃。

8.根据权利要求2所述的一种混凝土无机界面胶结处理剂，其特征在于：所述的保水剂为改性淀粉醚或纤维素醚。