CN103771809A - 一种混凝土表层微缺陷修补材料 - Google Patents

Abstract

一种混凝土表层微缺陷修补材料，属于混凝土工程技术领域。该材料包括硫铝酸盐系列水泥的质量百分比不大于90%；超细矿粉的质量百分比不大于50%，其比表面积为400-500m²/kg；石膏的质量百分比不大于50%；活性硅微粉的质量百分比不大于50%，其比表面积为1500-2500m²/kg；复合添加剂的质量百分比不大于20%，其中，复合添加剂是粉状缓凝剂、聚羧酸减水剂干粉、粉状早强剂、粉状消泡剂的复合物；水灰比不小于0.3。本发明的主要技术要点是发明了，利用控制膨胀调节材料掺量实现对膨胀率及凝结时间的控制。通过掺加超细矿粉和活性硅微粉，提高表面质量和抗腐蚀性。通过复合外加剂提高表面的细致程度。

Description

一种混凝土表层微缺陷修补材料

技术领域

本发明属于混凝土工程技术领域，公开了一种基于硫铝酸盐水泥、超细矿粉、硅粉、符合外加剂、膨胀调节材料为主要材料的可以配以石英砂使用的表层微缺陷修补材料。该材料具有凝结时间可控、早强、高强、粘结性强、膨胀大小及速率可定量控制、抗侵蚀性强、修补后表面光滑致密的特点。

背景技术

混凝土表层微缺陷是指混凝土表面的微裂缝，微脱落，及微侵蚀毛面一般微裂纹宽度在0.5mm以下，深度在5cm以内。微脱落一般指由于混凝土浇筑过程中泌水现象，振捣不到位，模板有缺陷等造成的表面砂线，小部分脱落等，一般面积应在一个平方米以内。微侵蚀毛面是指由于混凝土受侵蚀破坏出现表面部分不规则脱落而形成的坑面。这些表层微缺陷首先严重影响混凝土的表观质量，看上去非常不美观。其次这些微缺陷破坏了混凝土表面的保护层，如果不及时处理会对混凝土结构造成进一步的破坏。目前处理这些微缺陷由于缺少比较合适的材料，修补方法非常有限。部分用硅酸盐水泥浆表面刷一层，进行遮盖；部分对其视而不见任由其发展，等破坏到一定程度再用环氧树脂、丙乳系列、及水泥基修补材料进行修补加固。这两种做法都是不可取的，千里之堤毁于蚁穴，应该及时处理这样的微缺陷，保持混凝土构件的完整性，防止破坏的过早发生；后期再进行修补工程量大，费用高，浪费人力物力。

微缺陷一般比较零散，不是大面积损伤产物，修补过程需要经常变化施工作业面，这就要求修补材料的施工方法必须简单可靠，修补时间要短，而且需要携带储存方便。该修补材料使用塑料密封袋包装，每25kg一袋，便于携带储存。使用时，不需要大型机械设备，只需加水搅拌均匀即可。修补方式可以采用人工涂抹，亦可采用喷浆设备进行喷涂，最后刮平即可。对于比较细小裂纹还可以通过调整该修补材料细度，达到高度渗透的目的。

适度膨胀是微缺陷修补的关键技术难点。根据缺陷尺寸大小、缺陷面积大小，缺陷的纵深体积能够调整适宜的膨胀率是微缺陷修补材料必须具有的功能之一。膨胀过小，起不到填充作用，界面结合不紧密，填充后，界面连接处，尚有微细缝存在，达不到完全密封的目的。膨胀过大，填充之后的膨胀应力过大，会对结构产生开裂应力，造成结构破坏，同时修补部分的强度也会降低。

膨胀过程控制也是缺陷修补的难点。水泥基修补材料的膨胀源主要为无水硫铝酸钙吸水膨胀，物相体积发生变化。但是早期膨胀由于修补材料处于塑形状态不能起到膨胀作用；中期膨胀使结构致密，成为强度骨架的组成部分；后期膨胀使膨胀源填充修补材料结构的空隙，使结构更加致密；但是过度膨胀会适得其反。所以如何控制这个膨胀过程成为该修补材料功能之一。

膨胀过程是和凝结时间相配合的。过早膨胀，而修补部分没有硬化，起不到膨胀的效果；过晚膨胀，会对已硬化部分造成破坏，作用类似“水泥杆菌”。膨胀过程和凝结时间的完美配合才能使修补材料具有优异的性能。

强度也是很重要的一个方面，一般需要高于原结构物。这样能对缺陷部分给予足够的保护。缺陷修补对表面质量要求也比较严格，不能出现大的气泡，需要修补区致密美观。

发明内容

本发明提供一种混凝土表层微缺陷修补材料，该修补胀材料，具有良好的流动性、膨胀性和抗压强度，具有良好的施工方便性，满足表面微缺陷修补的工作性能和表观指标。

一种混凝土表层微缺陷修补材料，其原材料包括具有硫铝酸盐系列水泥、复合添加剂、超细矿粉、活性硅微粉、粉煤灰等。各部分比例为：

硫铝酸盐系列水泥的质量百分比不大于90%；

比表面积为400-500m²/kg的超细矿粉的质量百分比不大于50%；

石膏的质量百分比不大于50%；

活性硅微粉的质量百分比不大于50%，其比表面积为1500-2500m²/kg。

水灰比不小于0.3。

进一步特征，还包括复合添加剂，复合添加剂的质量百分比不大于20%，复合添加剂是指粉状缓凝剂、聚羧酸减水剂干粉、粉状早强剂、粉状消泡剂的复合物。

所述的硫铝酸盐水泥中矿物为无水硫铝酸钙、无水硫铝酸钡钙或无水硫铝酸锶钙，其占硫铝酸盐水泥的质量百分比不低于60%。

所述的石膏是天然石膏和/或脱硫石膏。

该材料的膨胀量控制模型为：Ep=f(x,y)+c

式中：Ep为该修补材料的膨胀率；

x为石膏掺量的变化对膨胀率的影响参数；

y为复合添加剂的掺量变化对膨胀率的影响参数；

c为膨胀率常数。

本发明的0.30水胶比胶砂3天强度为50-60MPa，初凝时间和终凝时间在0.2-24小时内可调；初始流动度达到300mm以上，60分钟流动度根据需要在300范围内可调。膨胀大小及速率根据实际工况和缺陷情况可调。含气量小于0.5。

本发明的有益效果是：提高微裂纹修补施工效率，改善了修补后构件表观质量，增加了修补后的密实度。高效、高质量、省时、节约成本。

具体实施方式

本发明公开了一种混凝土表层微缺陷修补材料，其原材料包括具有硫铝酸盐系列水泥、复合添加剂、超细矿粉、活性硅微粉。通过调整硫铝酸盐水泥的用量，调整该修补材料的抗压强度，水泥中的无水硫铝酸钙（或硫铝酸钡钙、硫铝酸锶钙）是强度和膨胀源的主要来源。通过调整复合外加剂的成份组成，调整凝结时间、水胶比、工作性能。通过膨胀调节材料的掺入量，调整膨胀源反应的速率和产物。通过掺入超细矿粉和细硅微粉，提高修补结构的致密性和表面耐磨抗蚀性能。

同时公开了当修补材料的水胶比为0.30时，胶砂3天强度为50-60MPa，初凝时间和终凝时间在0.2-24小时内可调；初始流动度达到300mm以上，60分钟流动度根据需要在300范围内可调。膨胀大小及速率根据实际工况和缺陷情况可调。含气量小于0.5。

实例1

某外加剂企业利用本发明生产的修补材料（水灰比0.4）

成份	硫铝酸盐水泥	超细矿粉	活性硅微粉	膨胀调节材料	复合添加剂
						比例	37%	18%	5%	35%	5%

上表修补材料经过标准养护，充填膨胀材料膨胀率达到1.2‰，7天抗压强度达到52MPa。初凝时间为20分钟，终凝时间60分钟；初始流动度不小于300mm。实例2

某施工企业利用本发明生产的修补材料（水灰比0.8）

成份	硫铝酸盐水泥	超细矿粉	活性硅微粉	膨胀调节材料	复合添加剂
						比例	81%	0%	4%	5%	5%

上表修补材料经标准养护，膨胀率为0.5‰，1天抗压强度为12MPa，3天抗压强度达到20MPa，流动度大于500mm。成功修复了一路面微缺陷。

实例3

某干混砂浆厂利用本发明生产的修补材料

成份	硫铝酸盐水泥	标准石英砂	活性硅微粉	矿粉	膨胀调节材料	复合添加剂
							比例	22%	58%	3%	8%	7%	2%

上表修补材料现场施工过程中，水胶比采用0.4，经标准养护，三天强度达到30MPa，用于一高速公路施工过程的砂线修补，修补质量良好。

实例4

某外加剂企业利用本发明生产的修补材料

成份	硫铝酸盐水泥	矿粉	活性硅微粉	膨胀调节材料	复合添加剂
						比例	56%	24%	3%	7%	10%

上表修补材料用于一跨海大桥墩柱裂缝修补，水灰比采用0.31，标准养护条件下，三天强度达到60MPa，膨胀率为0.7‰，修补效果良好，表观质量密实。

本发明的主要技术要点是发明了，利用控制膨胀调节材料掺量和符合外加剂的成份组成，控制无水硫酸钙的水化速度和水化产物，实现对膨胀率及凝结时间的控制。通过掺加超细矿粉和活性硅微粉，改善该修补材料的孔隙率，提高表面质量和抗腐蚀性。通过复合外加剂降低修补材料的含气量，消除大汽泡，提高表面的细致程度。

本发明的优势是膨胀过程及膨胀率可控制、原材料易获得、修补效果好、使用方便。

Claims (8)

1.一种混凝土表层微缺陷修补材料，其特征在于，该材料包括硫铝酸盐水泥、矿粉、活性硅微粉、石膏；各组分的比例为：

硫铝酸盐水泥的质量百分比不大于90%；

比表面积为400-500m²/kg的矿粉的质量百分比不大于50%；

石膏的质量百分比不大于50%；

活性硅微粉的质量百分比不大于50%，其比表面积为1500-2500m²/kg；

水灰比不小于0.3。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土表层微缺陷修补材料，其特征在于，所述的硫铝酸盐水泥中矿物为无水硫铝酸钙、无水硫铝酸钡钙或无水硫铝酸锶钙，其占硫铝酸盐水泥的质量百分比不低于60%。

3.根据权利要求1或2所述的一种混凝土表层微缺陷修补材料，其特征在于，其成份还包括复合添加剂，其质量百分比不大于20%；其中，复合添加剂是粉状缓凝剂、聚羧酸减水剂干粉、粉状早强剂、粉状消泡剂的复合物。

4.根据权利要求1或2所述的一种混凝土表层微缺陷修补材料，其特征在于，所述的石膏是天然石膏和/或脱硫石膏。

5.根据权利要求3所述的一种混凝土表层微缺陷修补材料，其特征在于，所述的石膏是天然石膏和/或脱硫石膏。

6.根据权利要求3所述的一种混凝土表层微缺陷修补材料，其特征在于，该材料的膨胀量控制模型为：

Ep=f(x,y)+c

式中：Ep为该修补材料的膨胀率；

x为石膏掺量的变化对膨胀率的影响参数；

y为复合添加剂的掺量变化对膨胀率的影响参数；

c为膨胀率常数。

7.根据权利要求4所述的一种混凝土表层微缺陷修补材料，其特征在于，该材料的膨胀量控制模型为：

Ep=f(x,y)+c

式中：Ep为该修补材料的膨胀率；

x为石膏掺量的变化对膨胀率的影响参数；

y为复合添加剂的掺量变化对膨胀率的影响参数；

c为膨胀率常数。

8.根据权利要求5所述的一种混凝土表层微缺陷修补材料，其特征在于，该材料的膨胀量控制模型为：

Ep=f(x,y)+c

式中：Ep为该修补材料的膨胀率；

x为石膏掺量的变化对膨胀率的影响参数；

y为复合添加剂的掺量变化对膨胀率的影响参数；

c为膨胀率常数。