CN106587862A - 超细快凝型自密实修补砂浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超细快凝型自密实修补砂浆材料及制备方法，其特征在于其原料组分及各组分占原料总量的重量百分比分别为：快硬早强水泥35.0％～55.0％、细集料35.0％～55.0％、矿物掺合料3.0％～10.0％、激发剂2.5％～5.0％、可再分散乳胶粉0.80％～2.00％、减水剂0.25％～0.50％、调凝剂0.25～0.50％、消泡剂0.01％～0.05％。将各组分按比例称取材料，然后放入混料机中混合均匀而制成。本发明的产品具有良好的施工性能，初始流动度可达330mm，初凝时间≤20min，终凝≤30min，6h和24h抗压强度可达33.0MPa和50.0MPa，且后期强度稳定增长，与混凝土界面的1d和3d界面弯拉强度可达4.0MPa和6.0MPa，具有微膨胀效应和施工操作简单等特点，可用于房屋和路面的快速修补，特别适用于混凝土断裂面和高速铁路无砟轨道的轨道板的破损修补。

Description

超细快凝型自密实修补砂浆及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术应用领域，涉及到一种超细快凝型自密实修补砂浆及其制备方法，具体的讲，涉及一种适用于建筑房屋表面破损和墙体裂缝以及高速铁路无砟轨道的轨道板和缓冲层之间离缝和破损的快速修补，使用时只需在施工现场加水搅拌均匀即可。
背景技术
随着多年来建筑业的高速发展，我国修建了大量的混凝土建筑工程，在给人民生活带来极大便利的同时，也出现了一些比较棘手的问题。由于当时的制造工艺水平限制，加之随着时间的推移，建筑物长期遭受到各种环境因素的作用，使得很多建筑工程出现不同程度的表面破损、钢筋裸露和结构裂缝等破坏。此外针对高速铁路无砟轨道，我国自主研发的CRTSⅢ型板式无砟轨道不仅完善了我国高速铁路无砟轨道技术体系，而且进一步提升了无砟轨道的经济性和施工效率。但由于CRTSⅢ无砟轨道主要采用了混凝土结构，目前也发生了多种病害及伤损，其中轨道板伤损有混凝土裂缝和轨道板混凝土缺损等弊病，自密实混凝土层伤损主要有离缝、裂缝和缺损掉块等破坏。
目前修补材料主要有：有机类修补材料、无机类修补砂浆和有机-无机复合类聚合物修补砂浆等3大类。有机类修补材料一般耐久性差、有些产品毒性大对环境有污染、价格相对较高、弹性模量低和与混凝土修补界面相容性差等缺点；无机类修补砂浆存在早期强度低、凝结硬化慢、后期干缩较大、强度倒缩、粘结强度低等弊端。目前市场上有机-无机复合类聚合物修补砂浆一般凝结时间较长、早期强度较低，修补后易出现界面收缩裂缝、脱落掉块和开裂等现象。
目前聚合物修补砂浆材料目前主要技术方向都是集中在如何选择新材料提高修补砂浆的粘结强度方面，而对通过改变材料的物理性能(材料的细度和颗粒级配)来提高修补砂浆的出机静止扩展度、凝结时间、界面弯拉强度和6h抗压强度等整体的综合指标涉及较少。
发明内容
本发明为了解决上述修补砂浆凝结时间、界面弯拉强度和6h抗压强度等问题，提供了一种超细快凝型自密实修补砂浆，本发明的另一目的是提供上述超细快凝型自密实修补砂浆的制备方法。
本发明的技术方案为：一种超细快凝型自密实修补砂浆材料，其特征在于其原料组分及各组分占原料总量的重量百分比分别为：快硬早强水泥35.0％～55.0％、细集料35.0％～55.0％、矿物掺合料3.0％～10.0％、激发剂2.5％～5.0％、可再分散乳胶粉0.80％～2.00％、减水剂0.25％～0.50％、调凝剂0.25～0.50％、消泡剂0.01％～0.05％。
优选上述的快硬早强水泥为低碱度硫铝酸盐水泥；其表面积为550～600m2/Kg。
优选上述的超细快凝型自密实修补砂浆材料，其特征在于所述的细集料为4目～100目的机制石英砂。
优选上述矿物掺合料为比表面积20000～25000m2/Kg的硅灰、比表面积为2500～3000m2/Kg的微珠或比表面积500～600m2/Kg的矿渣粉中的一种或者多种。
优选上述的激发剂为普通硅酸盐水泥；其比表面积为550～600m2/Kg。
优选上述的可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯均聚胶粉或丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉中的一种。
优选上述的减水剂为聚羧酸高效减水剂粉剂，更优选上海三瑞化学有限公司的SD-600P-F聚羧酸高效减水剂。
优选上述的调凝剂为柠檬酸和羟丙基甲基纤维素按质量比1.3～1.5：1混合而成。
优选上述的消泡剂为粉状有机硅消泡剂，更优选无锡振浩化工产品有限公司的ML-861-6混凝土用粉体消泡剂。
本发明还提供了上述的超细快凝型自密实修补砂浆材料的制备方法，其特征在于将各组分按比例称取材料，然后放入混料机中混合均匀而制成。
本发明在现场使用时，加水搅拌均匀即可使用，水与超细快凝型自密实修补砂浆干粉的质量比为0.150～0.160。
有益效果：
1、出机静止扩展度大、凝结时间短，在保证小时强度的基础上增加浆体的出机静止扩展度，使浆体能够自密实；超细硅酸盐水泥本身可以迅速水化，产生的碱性环境可以促使超细硫铝酸盐水泥水化速率加快，加速整个浆体的水化进程使浆体凝结时间缩短。
2、早期强度高，采用超细低碱度硫铝酸盐水泥一方面可以加速水化速率，提高浆体的小时强度，另一方面采用的超细胶凝材料可以填充细小孔洞使浆体早期结构就很密实。
3、与旧混凝土界面粘结性好，超细的胶凝材料的“渗透”特性能够与旧混凝土界面形成一个“交叉”的修复界面增强与修复面的界面弯拉强度和粘结强度；可再分散乳胶粉也可以提高浆体界面弯拉强度和粘结强度，修补砂浆与旧混凝土界面的1d界面弯拉强度可达4.0MPa，3d界面弯拉强度可达6.0MPa，28d粘结强度可达2.5MPa。
4、采用超细普通硅酸盐水泥作为一种激发剂，其水化产生的碱性环境一方面可以促进硫铝酸盐水泥快速水化保证浆体快凝效果，另一方面可以激发矿物掺合料进行二次水化保证浆体后期强度发展和密实度。
5、采用多种不同比表面的矿物掺合料复合通过掺合料的“叠加效应”来改变浆体的工作性能、后期的强度发展速率以及浆体凝结硬化后的密实度。
6、采用聚羧酸高效减水剂粉剂来改变浆体的工作性能，提高浆体的初始流动度，降低施工难度，提高施工效率。
7、采用调凝剂来控制浆体的凝结时间，使得浆体具有于快硬快凝而不是急凝的特点，一方面保证施工时间的富余，另一方面保证施工效率。
8、采用消泡剂来减少在拌制过程中带入到浆体中的气泡，提高硬化过后浆体的表面平整度、力学性能和抗渗性能。
本发明的优点在于：使用方便，操作简单，在现场施工只需加水搅拌即可，具有快凝快硬但不急凝、出机静止扩展度大、界面弯拉强度高、小时强度高、绝对强度高、后期强度不倒缩、耐久性好、价格便宜以及无毒等特点，既可以实现破损混凝土表面的快速修补也可以用于建筑房屋裂缝的修补；超细的胶凝材料，可以增大界面弯拉强度保证施工成功率；浆体的出机静止扩展度较大，可以实现快速灌浆修补，免振捣自流平修补等，进行修补作业时操作十分简单；浆体的初凝时间较短，20min内就已经开始凝结硬化，1h内就可以达到施工所需要的力学强度，可以提高模具的使用效率缩短施工周期，并且后期强度稳定发展不会出现强度倒缩现象；浆体凝结硬化时具有微膨胀效应，能够更好的与旧修复界面的粘结，不会出现由于浆体体积收缩导致二次破坏的现象；本发明特别适用于建筑房屋表面破损和墙体裂缝以及高速铁路无砟轨道的轨道板和缓冲层之间离缝的快速修补。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的进行详细说明，所描述的实施例只是本发明的一部分的实施例，仅用于说明本发明而不是限制本发明。以下实施例的细集料为4目～100目的机制石英砂。
实施例1
比表面积600m2/Kg低碱度硫铝酸盐水泥：55.0％(质量百分比)；石英砂：35.0％；比表面积580m2/Kg普通硅酸盐水泥：3.9％；比表面积500m2/Kg矿渣粉：4.5％；醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉：1.06％；SD-600P-F聚羧酸高效减水剂：0.25％；柠檬酸和羟丙基甲基纤维素醚质量比1.5:1混合：0.28％；ML-861-6混凝土用粉体消泡剂：0.01％。
现场使用时，将修补砂浆粉料与水1:0.160的比例混合搅拌均匀。参照《修补砂浆》JC/T2381-2016，所测得的出机静止扩展度为300mm，初凝时间为15min、终凝时间为20min，6h抗压强度为33.5MPa、24h抗压强度为530.5MPa、28d抗压强度为78.5MPa，1d界面弯拉强度为3.8MPa、3d界面弯拉强度为5.9MPa、28d界面弯拉强度为8.0MPa，28d粘结强度2.8MPa。
实施例2
比表面积600m2/Kg低碱度硫铝酸盐水泥：35.0％；石英砂：55.0％；比表面积600m2/Kg普通硅酸盐水泥：4.8％；比表面积25000m2/Kg硅灰：1.3％；比表面积600m2/Kg矿渣粉：2.0％；醋酸乙烯酯均聚胶粉：1.10％；SD-600P-F聚羧酸高效减水剂：0.50％；柠檬酸和羟丙基甲基纤维素醚质量比1.4:1混合：0.25％；ML-861-6混凝土用粉体消泡剂：0.05％。
现场使用时，将修补砂浆粉料与水1:0.150的比例混合搅拌均匀。所测得的出机静止扩展度为330mm，初凝时间为13min、终凝时间为21min，6h抗压强度为22.4MPa、24h抗压强度为45.2MPa、28d抗压强度为68.5MPa，1d界面弯拉强度为3.4MPa、3d界面弯拉强度为5.4MPa、28d界面弯拉强度为7.5MPa，28d粘结强度2.5MPa。
实施例3
比表面积560m2/Kg低碱度硫铝酸盐水泥：39.4％(质量百分比)；石英砂：50.0％；比表面积550m2/Kg普通硅酸盐水泥：2.5％；比表面积22000m2/Kg硅灰：2.5％；比表面积2500m2/Kg微珠：3.0％；丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉：2.00％；SD-600P-F聚羧酸高效减水剂：0.32％；柠檬酸和羟丙基甲基纤维素醚质量比1.3:1混合：0.25％；ML-861-6混凝土用粉体消泡剂：0.03％。
现场使用时，将修补砂浆粉料与水1:0.150的比例混合搅拌均匀。所测得的出机静止扩展度为320mm，初凝时间为14min、终凝时间为20min，6h抗压强度为25.9MPa、24h抗压强度为49.5MPa、28d抗压强度为72.5MPa，1d界面弯拉强度为3.5MPa、3d界面弯拉强度为5.9MPa、28d界面弯拉强度为7.8MPa，28d粘结强度2.9MPa。
实施例4
比表面积560m2/Kg低碱度硫铝酸盐水泥：41.0％(质量百分比)；石英砂：44.4％；比表面积580m2/Kg普通硅酸盐水泥：2.8％；比表面积22000m2/Kg硅灰：1.6％；比表面积2800m2/Kg微珠：5.6％；比表面积540m2/Kg矿渣粉：2.8％；醋酸乙烯酯均聚胶粉：1.00％；SD-600P-F聚羧酸高效减水剂：0.28％；柠檬酸和羟丙基甲基纤维素醚质量比1.5:1混合：0.50％；ML-861-6混凝土用粉体消泡剂：0.02％。
现场使用时，将修补砂浆粉料与水1:0.150的比例混合搅拌均匀。所测得的出机静止扩展度为310mm，初凝时间为16min、终凝时间为22min，6h抗压强度为30.5MPa、24h抗压强度为46.8MPa、28d抗压强度为70.5MPa，1d界面弯拉强度为3.8MPa、3d界面弯拉强度为5.1MPa、28d界面弯拉强度为7.0MPa，28d粘结强度3.0MPa。
实施例5
比表面积550m2/Kg低碱度硫铝酸盐水泥：41.3％(质量百分比)；石英砂：44.4％；比表面积580m2/Kg普通硅酸盐水泥：2.9％；比表面积20000m2/Kg硅灰：1.6％；比表面积3000m2/Kg微珠：2.8％；比表面积540m2/Kg矿渣粉：5.6％；丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉：0.80％；SD-600P-F聚羧酸高效减水剂：0.31％；柠檬酸和羟丙基甲基纤维素醚质量比1.5:1混合：0.28％；ML-861-6混凝土用粉体消泡剂：0.01％。
现场使用时，将修补砂浆粉料与水1:0.155的比例混合搅拌均匀。所测得的出机静止扩展度为300mm，初凝时间为14min、终凝时间为19min，6h抗压强度为34.8MPa、24h抗压强度为51.4MPa、28d抗压强度为80.5MPa，1d界面弯拉强度为3.6MPa、3d界面弯拉强度为4.9MPa、28d界面弯拉强度为7.7MPa，28d粘结强度2.8MPa。
实施例6
比表面积560m2/Kg低碱度硫铝酸盐水泥：37.4％(质量百分比)；石英砂：50.0％；比表面积600m2/Kg普通硅酸盐水泥：5.0％；比表面积25000m2/Kg硅灰：3.5％；比表面积3000m2/Kg微珠：2.5％；醋酸乙烯酯均聚胶粉：0.80％；SD-600P-F聚羧酸高效减水剂：0.27％；柠檬酸和羟丙基甲基纤维素醚质量比1.4:1混合：0.50％；ML-861-6混凝土用粉体消泡剂：0.03％。
现场使用时，将修补砂浆粉料与水1:0.155的比例混合搅拌均匀。所测得的出机静止扩展度为265mm，初凝时间为20min、终凝时间为27min，6h抗压强度为27.9MPa、24h抗压强度为49.1MPa、28d抗压强度为76.5MPa，1d界面弯拉强度为3.8MPa、3d界面弯拉强度为5.3MPa、28d界面弯拉强度为7.3MPa，28d粘结强度2.5MPa。
实施例7
比表面积600m2/Kg低碱度硫铝酸盐水泥：39.5％(质量百分比)；石英砂：45.0％；比表面积600m2/Kg普通硅酸盐水泥：3.6％；比表面积20000m2/Kg硅灰：2.7％；比表面积2500m2/Kg微珠：3.7％；比表面积540m2/Kg矿渣粉：3.5％；丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉：1.28％；SD-600P-F聚羧酸高效减水剂：0.30％；柠檬酸和羟丙基甲基纤维素醚质量比1.5:1混合：0.39％；ML-861-6混凝土用粉体消泡剂：0.03％。
现场使用时，将修补砂浆粉料与水1:0.150的比例混合搅拌均匀。所测得的出机静止扩展度为275mm，初凝时间为16min、终凝时间为25min，6h抗压强度为29.3MPa、24h抗压强度为51.2MPa、28d抗压强度为76.7MPa，1d界面弯拉强度为3.5MPa、3d界面弯拉强度为5.1MPa、28d界面弯拉强度为7.6MPa，28d粘结强度2.6MPa。

Claims (10)

1.一种超细快凝型自密实修补砂浆材料，其特征在于其原料组分及各组分占原料总量的重量百分比分别为：快硬早强水泥35.0％～55.0％、细集料35.0％～55.0％、矿物掺合料3.0％～10.0％、激发剂2.5％～5.0％、可再分散乳胶粉0.80％～2.00％、减水剂0.25％～0.50％、调凝剂0.25～0.50％、消泡剂0.01％～0.05％。
2.根据权利要求1所述的超细快凝型自密实修补砂浆材料，其特征在于所述的快硬早强水泥为低碱度硫铝酸盐水泥；其表面积为550～600m2/Kg。
3.根据权利要求1所述的超细快凝型自密实修补砂浆材料，其特征在于所述的细集料为4目～100目的石英砂。
4.根据权利要求1所述的超细快凝型自密实修补砂浆材料，其特征在于所述矿物掺合料为比表面积20000～25000m2/Kg的硅灰、比表面积为2500～3000m2/Kg的微珠或比表面积500～600m2/Kg的矿渣粉中的一种或者多种。
5.根据权利要求1所述的超细快凝型自密实修补砂浆材料，其特征在于所述的激发剂为普通硅酸盐水泥；其比表面积为550～600m2/Kg。
6.根据权利要求1所述的超细快凝型自密实修补砂浆材料，其特征在于所述的可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯均聚胶粉或丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉中的一种。
7.根据权利要求1所述的超细快凝型自密实修补砂浆材料，其特征在于所述的减水剂为聚羧酸高效减水剂粉剂。
8.根据权利要求1所述的超细快凝型自密实修补砂浆材料，其特征在于所述的调凝剂为柠檬酸和羟丙基甲基纤维素按质量比1.3～1.5：1混合而成。
9.根据权利要求1所述的超细快凝型自密实修补砂浆材料，其特征在于所述的消泡剂为粉状有机硅消泡剂。
10.一种制备如权利要求1所述的超细快凝型自密实修补砂浆材料的方法，其特征在于将各组分按比例称取材料，然后放入混料机中混合均匀而制成。
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