CN107555920A

CN107555920A - 一种耐盐蚀混凝土修补剂及其制备与使用方法

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Publication number: CN107555920A
Application number: CN201710946744.6A
Authority: CN
Inventors: 李晓; 丁向群; 佟钰
Original assignee: Shenyang Jianzhu University
Current assignee: Shenyang Jianzhu University
Priority date: 2017-10-12
Filing date: 2017-10-12
Publication date: 2018-01-09
Anticipated expiration: 2037-10-12
Also published as: CN107555920B

Abstract

一种耐盐蚀混凝土修补剂及其制备与使用方法，修补剂包括原料及其重量百分比为：硫铝酸盐水泥32～40％，硅灰0.3～0.8％，石英砂53.5～64.8％，轻烧氧化镁2.0～4.0％，聚羧酸减水剂0.64～1.0％，碳酸锂0.003～0.009％，聚丙烯酰胺0.0002～0.0005％，可溶性聚乙烯醇0.0003～0.0005％，柠檬酸0.005～0.01％，SHP‑50憎水剂0.0035～0.01％，三萜皂甙0.2～0.5％和重烧氧化镁0.048～0.17％。制备时，将聚羧酸减水剂至重烧氧化镁八物料混匀得A料；将除石英砂外其余三种物料混匀得B料；AB料干混加入石英砂混匀得产物。使用时，向修补剂中加10～15％拌合水拌匀，对已损伤混凝土工程修补。本发明耐盐蚀混凝土修补剂适用于严寒地区盐蚀侵害环境中各类混凝土工程修补。

Description

一种耐盐蚀混凝土修补剂及其制备与使用方法

技术领域：

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及耐盐蚀混凝土修补剂的配方、制备方法与使用方法。

背景技术：

目前，严寒地区冬季大量使用除冰盐，这对混凝土工程侵蚀严重。而沿海地区海工混凝土也存在着严重的海水侵蚀问题。在这些区域，对由于受侵蚀、受冻、受外力作用等已破坏的混凝土结构表面进行高耐久修补一直是行业内的重大技术难题。我国严寒地区幅员辽阔，而且海洋工程庞大，为了维护混凝土在恶劣条件下的损伤破坏，混凝土修补剂一直都被广泛关注。现在普遍使用的混凝土修补剂，往往只关注其对受损混凝土力学性能的改善和在气候条件下的作用效果等。但针对严寒地区越来越突出的盐蚀问题，考虑不多，实际应用效果也不理想，而且性能评价也不完备。针对除冰盐腐蚀和海工混凝土中短龄期损失这些较普遍的工程问题，研发一种耐盐蚀混凝土修补剂，通过在盐蚀条件下对修补面的可持续防御和微结构修补，提高修补后混凝土结构的耐蚀性，降低二次损伤和延续性跑坏倾向，延长其有效使用寿命，是一条有效的技术途径。2001年建筑材料学报杂志第06期中姜洪义等发表的题为《MPB超早强混凝土修补材料的研究》一文中就介绍了一种由过烧MgO粉料、NH4H2PO4粉料及调凝材料配制而成的混凝土修补材料，并对其凝结时间、强度、与混凝土的粘结性能进行了研究，但论文中涉及的混凝土修补材料是一种磷酸盐系水泥材料，其中使用的MgO种类和作用机理也与本发明存在较大差异。2016年中北大学学报杂志第06期徐少云等发表的题为《不同材料修补混凝土裂缝后的抗盐蚀性研究》的论文中研究了基于模拟盾构管片裂缝，采用不同材料对裂缝修补管片裂缝后的抗盐蚀性能，但论文中所涉及的只是有机类修补材料，而且只针对地铁管片。2017年公路杂志第08期叶青等发表的题为《早强型水泥基道路快速修补材料性能研究》一文中一种超早强型水泥基道路快速修补材料，并对其物理力学性能和耐久性能进行测试分析，但论文中涉及的修补材料组成、作用机理和应用领域与本发明差异较大。广西省吴硕的专利号为201611173461.4的《一种混凝土修补剂及其制备方法》专利是以矿物油、普通硅酸盐水泥、电解锰渣、胶凝材料、聚羧酸高性能减水剂粉剂、玻璃微珠、糊精、细骨料、明矾石、羧甲基纤维素、硬石膏、石英砂为主要原料制备的，适合各类混凝土工程的修补和加固。但只涉及普通硅酸盐水泥系混凝土修补剂，且组成与本发明差异较大。浙江省的王湖彬的专利号为201610020287.3的《一种混凝土修补剂及其制备方法》专利是以普通硅酸盐水泥、电解锰渣、石英砂、偏高岭土、油页岩废渣、多晶氧化铝纤维棉、聚乙烯醇纤维、味精废水、糯米粉、甲酸钙、铬酸锂、聚羧酸减水剂为主要原料制备的。该混凝土修补剂，采用特殊的配方和工艺制成，修补后可以同已有混凝土之间保持十分突出的结合能力，不易脱落；修补后具有更强的抗压强度和抗折强度，非常适合各类混凝土工程的修补和加固。但其组成与本发明差异较大，而且不涉及耐盐蚀方面性能。苏州市的王惠明等的专利号为201210416242.X的《一种自混凝土修补剂》专利也只是介绍了以胶凝材料、多组分外加剂、高分子聚合物等为主要原料制备的一种混凝土修补剂。该修补剂适用于桥梁、涵洞、工业厂房以及民用建筑的混凝土修补工程。但其组成与本发明差异较大，而且不涉及耐盐蚀方面性能。湖南省肖燎等的专利号为01410633648.2的《一种节能型混凝土裂缝修补剂》专利是以砂、石英粉、普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、水玻璃、聚醋酸乙烯酯乳胶粉、硅粉、矿渣粉、粉煤灰、膨胀剂、聚羧酸系高效减水剂、聚丙烯纤维为主要原料制备的。可用于混凝土裂缝、孔洞、蜂窝麻面的修补、及砖面、马赛克接缝的勾补等。但其属于一种普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥复合体系的修补剂和本发明所述的硫铝酸盐水泥和氯氧镁水泥复合体系存在较大差异。总之，现有的研究成果和论文大多是采用单一的硅酸盐水泥系或硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥复合体系，本发明所采用的硫铝酸盐水泥和氯氧镁水泥复合体系的研究几乎没有，而且对修补剂的耐盐蚀性的涉及很少。随着严寒地区对混凝土结构耐久性要求的日益提高，混凝土修补材料所应用环境的日益复杂，迫切需要研发新型混凝土修补剂，以解决已损伤混凝土修补体系在盐蚀条件下的耐久性和功能性技术难题。

发明内容：

本发明的目的是针对上述技术问题的不足，提供了一种耐盐蚀混凝土修补剂及其制备与使用方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种耐盐蚀混凝土修补剂，包括原料及其重量百分比为：硫铝酸盐水泥32～40％，硅灰0.3～0.8％，石英砂53.5～64.8％，轻烧氧化镁2.0～4.0％，重烧氧化镁0.048～0.17％，三萜皂甙0.2～0.5％，SHP-50憎水剂0.0035～0.01％，柠檬酸0.005～0.01％，可溶性聚乙烯醇0.0003～0.0005％，聚丙烯酰胺0.0002～0.0005％，碳酸锂0.003～0.009％，聚羧酸减水剂0.64～1.0％。

所述的硫铝酸盐水泥为42.5级硫铝酸盐水泥。

所述的53.5～64.8％的石英砂包括0.5mm～1mm石英砂18.5～34.8％，1mm～2mm石英砂20～25％，2mm～3mm石英砂5～15％。

所述的轻烧氧化镁粒径为120目，温度为700℃；重烧氧化镁粒径为120目，温度为1500℃。

所述的耐盐蚀混凝土修补剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配比，先将聚羧酸减水剂、碳酸锂、聚丙烯酰胺、可溶性聚乙烯醇、柠檬酸、SHP-50憎水剂、三萜皂甙和重烧氧化镁，依次加入混料机中，干混均匀，制得A料；

(2)将硫铝酸盐水泥、硅灰和轻烧氧化镁依次加入另一混料机中，干混均匀，制得B料；

(3)将A料加入B料中继续干混5～10min后，加入石英砂，搅拌混合均匀，制得固体混合物，即为耐盐蚀混凝土修补剂。

所述的步骤(3)中，石英砂加入方式为逐级加入，具体过程为：先加入0.5mm～1mm的石英砂，混料搅拌3～5min，再加入1mm～2mm的石英砂，混料搅拌3～5min，最后加入2mm～3mm的石英砂，混料搅拌3～5min。

所述的步骤(3)中，搅拌操作在混料机中进行，搅拌时间为9～15min。

所述的耐盐蚀混凝土修补剂的使用方法，包括以下步骤：

取制备好的耐盐蚀混凝土修补剂，向耐盐蚀混凝土修补剂中添加其总重量10～15％的拌合水，搅拌均匀后，对已损伤的混凝土工程进行修补。

本发明还提供了根据需要修补的混凝土工程的实际情况，各原料重量百分比的调整方法，以及自愈型混凝土防水剂的适宜掺量。

本发明的有益效果：

本发明的一种耐盐蚀混凝土修补剂，其针对受除冰盐、海水侵蚀混凝土工程损伤问题，采用硫铝酸盐水泥和氯氧镁水泥复合胶结体系进行损伤面修补，并通过各种辅料提高修补体与混凝土结构损伤面的粘结性能，具有持续性防御和微结构修补的能力，从而在满足基本修补要求的同时，改善修补后混凝土结构的抗盐蚀性能。是一种适用于严寒地区损伤混凝土结构修补工程的耐盐蚀混凝土修补剂，其也可以应用于海工混凝土的修补工程。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

一种耐盐蚀混凝土修补剂，包括原料及其重量百分比为：

42.5级硫铝酸盐水泥35％；

硅灰0.8％；

0.5mm～1mm石英砂29.6％；

1mm～2mm石英砂25％；

2mm～3mm石英砂5％；

粒径为120目，温度为700℃的轻烧氧化镁3.03％；

粒径为120目，温度为1500℃的重烧氧化镁0.048％；

三萜皂甙0.5％；

SHP-50憎水剂0.0095％；

柠檬酸0.005％；

可溶性聚乙烯醇0.0003％；

聚丙烯酰胺0.0002％；

碳酸锂0.007％；

聚羧酸减水剂1.0％。

所述的耐盐蚀混凝土修补剂的制备方法，包括以下步骤：

(3)将A料加入B料中继续干混5min后，先加入0.5mm～1mm的石英砂，在混料机中混料搅拌3min，再加入1mm～2mm的石英砂，混料搅拌3min，最后加入2mm～3mm的石英砂，混料搅拌3min，至搅拌均匀，制得固体混合物，即为耐盐蚀混凝土修补剂。

所述的耐盐蚀混凝土修补剂的使用方法，包括以下步骤：

取制备好的耐盐蚀混凝土修补剂，向耐盐蚀混凝土修补剂中添加其总重量14％的拌合水，搅拌均匀后，对已损伤的C40混凝土工程进行修补。

实施例2

一种耐盐蚀混凝土修补剂，包括原料及其重量百分比为：

42.5级硫铝酸盐水泥40％；

硅灰0.4％；

0.5mm～1mm石英砂18.5％；

1mm～2mm石英砂21％；

2mm～3mm石英砂15％；

粒径为120目，温度为700℃的轻烧氧化镁4.0％；

粒径为120目，温度为1500℃的重烧氧化镁0.073％；

三萜皂甙0.3％；

SHP-50憎水剂0.01％；

柠檬酸0.007％；

可溶性聚乙烯醇0.0005％；

聚丙烯酰胺0.0005％；

碳酸锂0.009％；

聚羧酸减水剂0.7％。

所述的耐盐蚀混凝土修补剂的制备方法，包括以下步骤：

(3)将A料加入B料中继续干混8min后，先加入0.5mm～1mm的石英砂，在混料机中混料搅拌5min，再加入1mm～2mm的石英砂，混料搅拌5min，最后加入2mm～3mm的石英砂，混料搅拌5min，至搅拌均匀，制得固体混合物，即为耐盐蚀混凝土修补剂。

所述的耐盐蚀混凝土修补剂的使用方法，包括以下步骤：

取制备好的耐盐蚀混凝土修补剂，向耐盐蚀混凝土修补剂中添加其总重量10％的拌合水，搅拌均匀后，对已损伤的C50混凝土工程进行修补。

实施例3

一种耐盐蚀混凝土修补剂，包括原料及其重量百分比为：

42.5级硫铝酸盐水泥32％；

硅灰0.3％；

0.5mm～1mm石英砂34.8％；

1mm～2mm石英砂20％；

2mm～3mm石英砂9.8728％；

粒径为120目，温度为700℃的轻烧氧化镁2.0％；

粒径为120目，温度为1500℃的重烧氧化镁0.17％；

三萜皂甙0.2％；

SHP-50憎水剂0.0035％；

柠檬酸0.01％；

可溶性聚乙烯醇0.0004％；

聚丙烯酰胺0.0003％；

碳酸锂0.003％；

聚羧酸减水剂0.64％。

所述的耐盐蚀混凝土修补剂的制备方法，包括以下步骤：

(3)将A料加入B料中继续干混10min后，先加入0.5mm～1mm的石英砂，在混料机中混料搅拌4min，再加入1mm～2mm的石英砂，混料搅拌4min，最后加入2mm～3mm的石英砂，混料搅拌4min，至搅拌均匀，制得固体混合物，即为耐盐蚀混凝土修补剂。

所述的耐盐蚀混凝土修补剂的使用方法，包括以下步骤：

取制备好的耐盐蚀混凝土修补剂，向耐盐蚀混凝土修补剂中添加其总重量15％的拌合水，搅拌均匀后，对已损伤的C30混凝土工程进行修补。

Claims

1.一种耐盐蚀混凝土修补剂，其特征在于，包括原料及其重量百分比为：硫铝酸盐水泥32～40％，硅灰0.3～0.8％，石英砂53.5～64.8％，轻烧氧化镁2.0～4.0％，重烧氧化镁0.048～0.17％，三萜皂甙0.2～0.5％，SHP-50憎水剂0.0035～0.01％，柠檬酸0.005～0.01％，可溶性聚乙烯醇0.0003～0.0005％，聚丙烯酰胺0.0002～0.0005％，碳酸锂0.003～0.009％，聚羧酸减水剂0.64～1.0％。

2.根据权利要求1所述的耐盐蚀混凝土修补剂，其特征在于，所述的硫铝酸盐水泥为42.5级硫铝酸盐水泥。

3.根据权利要求1所述的耐盐蚀混凝土修补剂，其特征在于，所述的53.5～64.8％的石英砂包括0.5mm～1mm石英砂18.5～34.8％，1mm～2mm石英砂20～25％，2mm～3mm石英砂5～15％。

4.根据权利要求1所述的耐盐蚀混凝土修补剂，其特征在于，所述的轻烧氧化镁粒径为120目，温度为700℃；重烧氧化镁粒径为120目，温度为1500℃。

5.权利要求1所述的耐盐蚀混凝土修补剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的耐盐蚀混凝土修补剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，石英砂加入方式为逐级加入，具体过程为：先加入0.5mm～1mm的石英砂，混料搅拌3～5min，再加入1mm～2mm的石英砂，混料搅拌3～5min，最后加入2mm～3mm的石英砂，混料搅拌3～5min。

7.根据权利要求5所述的耐盐蚀混凝土修补剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，搅拌操作在混料机中进行，搅拌时间为9～15min。

8.权利要求1所述的耐盐蚀混凝土修补剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

取耐盐蚀混凝土修补剂，向耐盐蚀混凝土修补剂中添加其总重量10～15％的拌合水，搅拌均匀后，对已损伤的混凝土工程进行修补。