CN103864393A - 一种码头混凝土结构专用加固砂浆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种码头混凝土结构专用加固砂浆，其特征是，其组成成份包括硅酸盐水泥、硫铝酸钙水泥、二水石膏、硅灰、粉煤灰、超塑化剂、缓凝剂、消泡剂、抗裂纤维、级配砂。本发明水化生成物结构致密，能有效抵御海洋环境中水汽、二氧化碳及氯离子的渗透性破坏；采用特种水泥为主要胶凝材料，可抵御海水中硫酸盐的侵蚀破坏；具有良好的喷射施工性及快凝早强特性，施工时不影响码头正常运营；早期抗塑性收缩与后期抗开裂性能优异，体积稳定性高，耐久性较好。
Description
技术领域
本发明属于混凝土结构加固建筑材料领域，具体涉及一种码头混凝土结构专用加固砂浆。
背景技术
码头混凝土结构长期处于潮湿或干湿交替的环境，并持续受到海洋中氯盐及硫酸盐的侵蚀，较一般大气环境中的混凝土结构更易遭受腐蚀而提前发生破坏。码头混凝土结构的加固技术，与一般大气环境中的结构加固有明显的差异，应着重考虑后续使用年限内结构的安全性和耐久性，以避免在严苛的环境作用下，加固体系的提前失效。因此，在研究加固技术时，既要考虑加固材料自身的耐久性，又要确保加固后的整体结构有良好的安全性和耐久性。
钢丝绳网片——喷射加固砂浆面层加固工艺具有工序简单、机械化程度高、劳动强度低、质量可靠等优点，在一般大气环境下的混凝土结构加固工程中得到了普遍的应用，其中的喷射加固砂浆性能对于加固体系的耐久性具有决定性作用。在码头混凝土结构加固中，不能将一般大气环境下所用的加固砂浆简单移植，而应充分考虑施工条件与环境影响因素，科学合理地设计加固砂浆的组成，以满足加固体系耐久性的基本要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种码头混凝土结构专用加固砂浆，满足在码头混凝土所处的侵蚀性环境中，加固砂浆的自身耐久性及加固体系整体耐久性的要求。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种码头混凝土结构专用加固砂浆，其组成成份包括硅酸盐水泥、硫铝酸钙水泥、二水石膏、硅灰、粉煤灰、超塑化剂、缓凝剂、消泡剂、抗裂纤维、级配砂，所述各组成成份按质量百分比计：
优选地，所述硅酸盐水泥为高抗硫酸盐硅酸盐水泥。
优选地，所述硫铝酸盐水泥为快硬型硫铝酸盐水泥。
优选地，所述硅灰为二氧化硅有效含量大于90％的活性硅灰。
优选地，所述粉煤灰为Ⅱ级低钙粉煤灰。
优选地，所述超塑化剂为高效聚羧酸减水剂。
优选地，所述缓凝剂为硼酸或硼砂。
优选地，所述消泡剂为有机硅烷类消泡剂。
优选地，所述抗裂纤维为单丝直径为30μm，长度为5mm～6mm的聚乙烯醇短纤维。
优选地，所述级配砂为粒径连续分布的30-100目洁净水洗砂。
本发明的原理：码头混凝土长期处于潮湿或干湿交替的环境，并持续受到海洋中氯盐及硫酸盐的侵蚀，因此通过降低加固砂浆的水胶比（0.28～0.32），消除砂浆拌和过程中引入的气泡，增强加固砂浆内部结构的致密性，有效防止外部水分、二氧化碳、氯离子及硫酸根离子的渗透；海洋中的硫酸盐是导致水泥基加固砂浆发生二次钙矾石膨胀破坏的主要因素，通过采用高抗硫酸盐硅酸盐水泥，并与硫铝酸盐水泥及二水石膏复合，加固砂浆中的碱含量及可与硫酸盐反应的铝酸盐含量得以大幅降低，加固砂浆抵御硫酸盐侵蚀的能力大大提高；码头混凝土结构的加固施工受到码头不间断运营需求及潮汐变化等多种因素的影响，这就要求加固砂浆的施工效率高，强度增长快，在加固砂浆中加入硅灰，不仅提高了泵送性与触变性，满足高效机械化喷射施工的需求，且在硫铝酸钙水泥及二水石膏组份的协同作用下，能进一步增强加固砂浆的早期强度，提高早期抗塑性开裂性与后期补偿收缩性能；聚乙烯醇纤维能与砂浆基体形成较强的化学粘结作用，二级低钙粉煤灰有利于降低聚乙烯醇纤维在基体中原本过高的滑移硬化效应，降低了基体对纤维的削刮作用，因此显著增强了加固砂浆的后期抗开裂能力，进一步提高了加固砂浆的耐久性。
码头混凝土经过长期使用，内部材料的水化反应已基本结束，由此导致的干燥收缩可忽略不计，体积变形只受环境温湿度变化影响，而新增的加固砂浆水灰比较低、水化持续时间较长，由此产生的化学减缩与干燥收缩引起的体积变形较大，将在加固界面处形成附加应力，影响加固体系的稳定性，因此加固料的体积变形必须与基层混凝土一致，才能保证加固体系具有良好的物理力学兼容性。通过在加固砂浆中添加硫铝酸盐水泥与二水石膏组成的补偿收缩组份，可以在加固砂浆中形成膨胀组分钙矾石，有效补偿加固砂浆的体积收缩，从而降低加固界面处的附加应力，增强加固砂浆及加固体系的体积稳定性。
本发明一种码头混凝土结构专用加固砂浆具有以下有益效果：
⑴水化生成物结构致密，能有效抵御海洋环境中水汽、二氧化碳及氯离子的渗透性破坏；
⑵采用特种水泥为主要胶凝材料，可抵御海水中硫酸盐的侵蚀破坏；
⑶具有良好的喷射施工性及快凝早强特性，施工时不影响码头正常运营；
⑷早期抗塑性收缩与后期抗开裂性能优异，体积稳定性高，耐久性较好。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：
一种码头混凝土结构专用加固砂浆，其各组分质量百分比如下：
实施例2：
一种码头混凝土结构专用加固砂浆，其各组分质量百分比如下：
根据以上两个实施例的方法，并选择市场上具有代表性的混凝土喷射加固砂浆产品作为对比样，在同条件施工、养护及测试方法下，得到性能数据描述如下表1所示：
表1
由上表可见，码头混凝土结构专用加固砂浆的早期强度较高，对码头正常运营的影响较小；加固砂浆的限制膨胀率与限制收缩率满足《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003中对收缩补偿混凝土的相关要求，体积稳定性较好；由于加固砂浆的水灰比很低，砂浆的抗渗强度很高；加固砂浆的抗硫酸盐侵蚀系数很高，对海水中的硫酸盐有很好的耐腐蚀效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种码头混凝土结构专用加固砂浆，其特征是，其组成成份包括硅酸盐水泥、硫铝酸钙水泥、二水石膏、硅灰、粉煤灰、超塑化剂、缓凝剂、消泡剂、抗裂纤维、级配砂，所述各组成成份按质量百分比计：
。
2.根据权利要求1所述的一种码头混凝土结构专用加固砂浆，其特征在于，所述硅酸盐水泥为高抗硫酸盐硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的一种码头混凝土结构专用加固砂浆，其特征在于，所述硫铝酸盐水泥为快硬型硫铝酸盐水泥。
4.根据权利要求1所述的一种码头混凝土结构专用加固砂浆，其特征在于，所述硅灰为二氧化硅有效含量大于90％的活性硅灰。
5.根据权利要求1所述的一种码头混凝土结构专用加固砂浆，其特征在于，所述粉煤灰为Ⅱ级低钙粉煤灰。
6.根据权利要求1所述的一种码头混凝土结构专用加固砂浆，其特征在于，所述超塑化剂为高效聚羧酸减水剂。
7.根据权利要求1所述的一种码头混凝土结构专用加固砂浆，其特征在于，所述缓凝剂为硼酸或硼砂。
8.根据权利要求1所述的一种码头混凝土结构专用加固砂浆，其特征在于，所述消泡剂为有机硅烷类消泡剂。
9.根据权利要求1所述的一种码头混凝土结构专用加固砂浆，其特征在于，所述抗裂纤维为单丝直径为30μm，长度为5mm～6mm的聚乙烯醇短纤维。
10.根据权利要求1所述的一种码头混凝土结构专用加固砂浆，其特征在于，所述级配砂为粒径连续分布的30-100目洁净水洗砂。
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