CN107500692B - 一种水利工程用混凝土构件修补加固材料 - Google Patents

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Abstract

本发明属于工程材料技术领域，公开了一种水利工程用混凝土构件修补加固材料，由以下重量份数的原料组成：快硬水泥400‑500份、超细掺合料30‑50份、粉煤灰50‑80份、细骨料500‑600份、活性氧化钙10‑15份、促凝剂4‑8份、抗分散剂5‑8份、表面活性剂0.1‑0.2份、渗透剂0.05‑0.1份、减水剂2‑4份、水180‑210份。本发明的修补加固材料可在保水状态下施工与老混凝土的粘结强度高，且与老混凝土同质同寿命，不需要进行反复修补。

Description

一种水利工程用混凝土构件修补加固材料
技术领域
本发明属于工程材料技术领域，具体涉及一种水利工程用混凝土构件修补加固材料。
背景技术
自混凝土问世以来至今已有170余年历史了，许多重要的、大型水利工程都是由水泥混凝土建造的，因为水利工程所处的自然环境条件比较恶劣(海浪冲刷、盐碱腐蚀等)，随着时间的推移，会出现一定程度的损坏。由于使用的需要，一些带缝工作的大坝、水渠、桥桩等构件只能在保水状态、潮湿状态下进行修补。且水利工程构件长期处于水中或是干湿交替的环境中，给水利工程混凝土裂缝的修补增加了很多困难。目前使用的修补材料多为有机高分子材料，这种材料在干燥的混凝土表面能很好的粘附，但在有水状态下，会吸附大量的水，造成修补材料和原有混凝土之间的薄弱层，影响修复效果，且高分子材料一般老化快，使用寿命比结构用的混凝土短，到了一定年限后，需要反复修补。
发明内容
本发明针对目前存在的问题，提供了一种以无机非金属材料为主要组分的水利工程用混凝土构件修补加固材料，该材料可在保水状态下与老混凝土进行很好的粘结且与老混凝土同为无机非金属材质，可达到寿命同步，不需要进行反复修补。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案。
一种水利工程用混凝土构件修补加固材料，由以下重量份数的原料组成：快硬水泥400-500份、超细掺合料30-50份、粉煤灰50-80份、细骨料500-600份、活性氧化钙10-15份、促凝剂4-8份、抗分散剂5-8份、表面活性剂0.1-0.2份、渗透剂0.05-0.1份、减水剂2-4份、水180-210份。
所述快硬水泥为硫铝酸盐水泥或铁铝酸盐水泥。
优选的，所述快硬水泥为铁铝酸盐水泥
所述超细掺合料为硅微粉或微硅粉。
所述硅微粉是由天然石英或熔融石英经破碎、粉磨、浮选等多道工艺加工而成的微粉。
所述微硅粉是由铁合金在冶炼硅铁和工业硅时，矿热电炉内产生的挥发性很强的SiO2和Si气体，氧化冷凝沉淀而成。
所述细骨料为天然河砂或机制砂。
优选的，所述细骨料细度模数为2.2-1.6，平均粒径为0.35-0.25mm。
所述活性氧化钙由石灰石煅烧制得。
所述促凝剂由偏铝酸钠和二乙醇单异丙醇胺按照重量比10-20:1组成。
所述抗分散剂由聚合硫酸铁、聚合硅酸铝、聚合硅酸铝铁、阿拉伯胶、卡拉胶、黄原胶、蒙脱土、海藻酸钠、N-羟甲基丙烯酰胺、三聚磷酸铝、羧甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚、聚乙烯亚胺中的两种或两种以上组成。
优选的，所述抗分散剂由聚合硅酸铝铁、蒙脱土、三聚磷酸铝、羧甲基纤维素醚和聚乙烯亚胺中的两种或两种以上组成。
更优选的，所述抗分散剂由羧甲基纤维素醚和聚乙烯亚胺按重量比2:1组成。
所述表面活性剂为磷酸二丁酯、葡萄糖苷、十二烷基氨基丙酸纳中的一种。
所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
优选的，所述渗透剂分子式为RO(CH2CH2O)nH，其中n＝6-8。
所述减水剂为三聚氰胺类减水剂。
优选的，所述减水剂为巴斯夫F10。
所述水为自来水。
本发明中，铁铝酸盐水泥具有快硬早强的特点、长期强度可靠，且因为有较多数量的铁胶和铝胶的存在，具有很好的耐水冲刷性能；超细掺合料和粉煤灰可使修补加固材料孔隙大量减少，C-S-H凝胶相对增加，减少泌水，使修补材料与老混凝土的粘结力得到加强。另外在表面活性剂和渗透剂的协同作用下，通过渗透把体系中的超细组分渗透到老混凝土的微细毛孔中，加强修补材料与老混凝土的充分粘结。所以，本发明中的超细组分，一方面可以帮助实现修补加固材料与老混凝土的充分粘结，另一方面可以填充在水泥及粉煤灰颗粒之间实现修补加固材料的密实，增加修补加固材料的防腐蚀性能；活性氧化钙与水反应生成氢氧化钙，体积增大，可较快产生膨胀，实现修补加固材料与老混凝土更紧密的结合，且生成的氢氧化钙有助于提高体系碱度，有利于粉煤灰表面结构溶解，提高体系中的粉煤灰活性，促进胶凝材料水化反应的进行；促凝剂可加快修补加固材料的水化反应，使材料尽快凝固，达到快速修补的目的；抗分散剂可以提高修补加固材料颗粒间的凝聚作用，使其具有一定的抗水洗能力。其中，蒙脱土在水化过程中蒙脱土可形成三维网状结构，增加体系粘聚性。羧甲基纤维素醚和聚乙烯亚胺可在体系中进一步交联聚合，增加抗分散性；抗分散剂、表面活性剂和减水剂配合使用可使修补加固材料在具有一定抗水洗能力的条件下还能保持良好的流动性可填充性；三聚氰胺减水剂无缓凝作用，于体系相容性好，且有显著的增强作用。
本发明的有益效果：
(1)本发明的修补加固材料可在保水状态下施工与老混凝土的粘结强度高。
(2)本发明材料与老混凝土同质同寿命，不需要进行反复修补。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作出进一步地详细阐述，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。
实施例1
一种水利工程用混凝土构件修补加固材料，由以下重量份数的原料组成：快硬水泥400份、超细掺合料50份、粉煤灰50份、细骨料600份、活性氧化钙10份、促凝剂4份、抗分散剂8份、表面活性剂0.1份、渗透剂0.1份、减水剂2份、水210份。
所述快硬水泥为铁铝酸盐水泥。
所述超细掺合料为硅微粉。
所述促凝剂由偏铝酸钠和二乙醇单异丙醇胺按照重量比10:1组成。
所述抗分散剂由聚合硫酸铁、阿拉伯胶、卡拉胶、海藻酸钠和羧甲基纤维素醚组成。
所述表面活性剂为磷酸二丁酯。
实施例2
一种水利工程用混凝土构件修补加固材料，由以下重量份数的原料组成：快硬水泥500份、超细掺合料30份、粉煤灰80份、细骨料500份、活性氧化钙15份、促凝剂8份、抗分散剂5份、表面活性剂0.2份、渗透剂0.05份、减水剂4份、水180份。
所述快硬水泥为硫铝酸盐水泥。
所述超细掺合料为微硅粉。
所述细骨料为天然河砂或机制砂。
优选的，所述细骨料细度模数为2.2-1.6，平均粒径为0.35-0.25mm。
所述促凝剂由偏铝酸钠和二乙醇单异丙醇胺按照重量比20:1组成。
所述抗分散剂由聚合硅酸铝、聚合硅酸铝铁、黄原胶、N-羟甲基丙烯酰胺、三聚磷酸铝、羟丙基甲基纤维素醚组成。
所述表面活性剂为十二烷基氨基丙酸纳。
所述渗透剂分子式为RO(CH2CH2O)nH，其中n＝6。
实施例3
一种水利工程用混凝土构件修补加固材料，由以下重量份数的原料组成：快硬水泥450份、超细掺合料40份、粉煤灰60份、细骨料550份、活性氧化钙12份、促凝剂6份、抗分散剂7份、表面活性剂0.12份、渗透剂0.071份、减水剂3份、水200份。
所述快硬水泥为铁铝酸盐水泥。
所述超细掺合料微硅粉。
所述细骨料细度模数为2.2-1.6，平均粒径为0.35-0.25mm的天然砂。
所述促凝剂由偏铝酸钠和二乙醇单异丙醇胺按照重量比12:1组成。
所述抗分散剂由羧甲基纤维素醚和聚乙烯亚胺按重量比2:1组成。
所述表面活性剂为葡萄糖苷。
所述渗透剂分子式为RO(CH2CH2O)nH，其中n＝6-8。
所述减水剂为巴斯夫F10。
实施例4
一种水利工程用混凝土构件修补加固材料，由以下重量份数的原料组成：快硬水泥420份、超细掺合料41份、粉煤灰70份、细骨料570份、活性氧化钙13份、促凝剂5.5份、抗分散剂6份、表面活性剂0.15份、渗透剂0.08份、减水剂3.5份、水195份。
所述快硬水泥为硫铝酸盐水泥。
所述超细掺合料为硅微粉。
所述细骨料为机制砂。
所述促凝剂由偏铝酸钠和二乙醇单异丙醇胺按照重量比16:1组成。
所述抗分散剂由聚合硅酸铝铁、蒙脱土、三聚磷酸铝、羧甲基纤维素醚和聚乙烯亚胺中的两种或两种以上组成。
所述表面活性剂为二烷基氨基丙酸纳。
所述渗透剂分子式为RO(CH2CH2O)nH，其中n＝8。
实施例5
一种水利工程用混凝土构件修补加固材料，由以下重量份数的原料组成：快硬水泥500份、超细掺合料40份、粉煤灰55份、细骨料520份、活性氧化钙11份、促凝剂6份、抗分散剂6.5份、表面活性剂0.13份、渗透剂0.06份、减水剂2.8份、水205份。
对比例1
一种水利工程用混凝土构件修补加固材料，由以下重量份数的原料组成：快硬水泥450份、超细掺合料40份、粉煤灰60份、细骨料550份、活性氧化钙12份、促凝剂6份、表面活性剂0.12份、渗透剂0.071份、减水剂3份、水200份。
所述快硬水泥为铁铝酸盐水泥。
所述超细掺合料微硅粉。
所述细骨料细度模数为2.2-1.6，平均粒径为0.35-0.25mm的天然砂。
所述促凝剂由偏铝酸钠和二乙醇单异丙醇胺按照重量比12:1组成。
所述表面活性剂为葡萄糖苷。
所述渗透剂分子式为RO(CH2CH2O)nH，其中n＝6-8。
所述减水剂为巴斯夫F10。
对比例2
一种水利工程用混凝土构件修补加固材料，由以下重量份数的原料组成：42.5级普通硅酸盐水泥450份、超细掺合料40份、粉煤灰60份、细骨料550份、活性氧化钙12份、促凝剂6份、抗分散剂7份、表面活性剂0.12份、渗透剂0.071份、减水剂3份、水200份。
所述超细掺合料微硅粉。
所述细骨料细度模数为2.2-1.6，平均粒径为0.35-0.25mm的天然砂。
所述促凝剂由偏铝酸钠和二乙醇单异丙醇胺按照重量比12:1组成。
所述抗分散剂由羧甲基纤维素醚和聚乙烯亚胺按重量比2:1组成。
所述表面活性剂为葡萄糖苷。
所述渗透剂分子式为RO(CH2CH2O)nH，其中n＝6-8。
所述减水剂为巴斯夫F10。
对比例3
一种水利工程用混凝土构件修补加固材料，由以下重量份数的原料组成：快硬水泥450份、超细掺合料40份、粉煤灰60份、细骨料550份、活性氧化钙12份、促凝剂6份、抗分散剂7份、渗透剂0.071份、减水剂3份、水200份。
所述快硬水泥为铁铝酸盐水泥。
所述超细掺合料微硅粉。
所述细骨料细度模数为2.2-1.6，平均粒径为0.35-0.25mm的天然砂。
所述促凝剂由偏铝酸钠和二乙醇单异丙醇胺按照重量比12:1组成。
所述抗分散剂由羧甲基纤维素醚和聚乙烯亚胺按重量比2:1组成。
所述渗透剂分子式为RO(CH2CH2O)nH，其中n＝6-8。
所述减水剂为巴斯夫F10。
性能测试
对实施例1-5及对比例1-3得到的裂缝修补材料，参考DL/T5117-2000《水下不分散混凝土试验规程》的相关规定，对水泥流失率、6h抗压强度等数据进行了测试，其中对比例2在水中的试块未能凝结硬化，具体结果见下表1。
表1性能测试结果
Figure BDA0001429494470000061
Figure BDA0001429494470000071
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水利工程用混凝土构件修补加固材料，由以下重量份数的原料组成：快硬水泥400-500份、超细掺合料30-50份、粉煤灰50-80份、细骨料500-600份、活性氧化钙10-15份、促凝剂4-8份、抗分散剂5-8份、表面活性剂0.1-0.2份、渗透剂0.05-0.1份、减水剂2-4份、水180-210份；所述促凝剂由偏铝酸钠和二乙醇单异丙醇胺按照重量比10-20:1组成；所述抗分散剂由羧甲基纤维素醚和聚乙烯亚胺按重量比2:1组成；所述表面活性剂为磷酸二丁酯、葡萄糖苷、十二烷基氨基丙酸钠中的一种。
2.根据权利要求1所述的水利工程用混凝土构件修补加固材料，其特征在于，所述快硬水泥为硫铝酸盐水泥或铁铝酸盐水泥。
3.根据权利要求2所述的水利工程用混凝土构件修补加固材料，其特征在于，所述快硬水泥为铁铝酸盐水泥
4.根据权利要求1所述的水利工程用混凝土构件修补加固材料，其特征在于，所述超细掺合料为硅微粉或微硅粉。
5.根据权利要求1所述的水利工程用混凝土构件修补加固材料，其特征在于，所述细骨料为细度模数2.2-1.6，平均粒径0.35-0.25mm的天然河砂或机制砂。
6.根据权利要求1所述的水利工程用混凝土构件修补加固材料，其特征在于，所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
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Effective date of registration: 20200612

Address after: Luyuan Road Economic Development Zone 276300 Shandong city of Linyi province Yinan County No. 1

Applicant after: YIHE TECH Co.,Ltd.

Address before: 100000 Yushuzhuang No. 1, Fengtai District, Beijing (Beijing National Digital Publishing Base Cultural Creativity and Science and Technology Industry Office Area) D01-044

Applicant before: BEIJING YUHUANG TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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Denomination of invention: A repair and reinforcement material for concrete components in Hydraulic Engineering

Effective date of registration: 20220113

Granted publication date: 20200707

Pledgee: Shandong Yinan Rural Commercial Bank Co.,Ltd.

Pledgor: YIHE TECHNOLOGY CO.,LTD.

Registration number: Y2022980000480

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