CN107840618A - 一种公路混凝土桥梁修复用抗盐冻高性能修补砂浆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种公路混凝土桥梁修复用抗盐冻高性能修补砂浆，由以下原料制成：普通硅酸盐水泥、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、硅灰份、石英砂、改性磺化三聚氰胺、可再分散乳胶粉、消泡剂、淀粉醚、聚丙烯腈纤维，优点是所述的抗盐冻高性能聚合物修补砂浆，具有较高的耐久性能，尤其具有极高的抗盐冻剥蚀性能、抗冻融性能、抗氯离子渗透性能。

Description

一种公路混凝土桥梁修复用抗盐冻高性能修补砂浆

技术领域

本发明属于公路混凝土桥梁养护技术领域，特别涉及一种公路混凝土桥梁修复用抗盐冻高性能修补砂浆。

背景技术

混凝土结构由于造价低、使用寿命长、维修费用低等优点，使其目前成为公路使用最为广泛的桥梁结构形式。然而，因混凝土结构组成材料自身和使用环境的特点，使得这类结构不可避免的发生性能退化，即产生耐久性问题。季冻地区桥梁混凝土的冻融和除冰盐的过量使用导致混凝土劣化，影响混凝土使用性能，加速混凝土中钢筋的锈蚀，从而产生了混凝土盐冻破坏，进一步降低了桥梁的使用寿命。

为了阻止混凝土桥梁进一步破坏，桥梁养护单位常用修补砂浆或混凝土进行修补。然而，所采用的修补材料不具有抗盐冻耐久性或相容性不好，导致修补后整体混凝土结构的耐久性未得到提升。

本发明研究出一种成本较低的抗盐冻高性能修补砂浆，用来修补因盐冻破坏的混凝土桥梁，从而提高混凝土桥梁的耐久性，延长桥梁使用寿命、减少养护次数、节约养护成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种抗盐冻高性能修补砂浆，可提高修补后桥梁混凝土结构的抗盐冻性能，还具有优异的工作性、力学性能和耐久性。

为解决上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种公路混凝土桥梁修复用抗盐冻高性能修补砂浆，其技术要点是：由以下重量份的原料制成：

普通硅酸盐水泥 210~280份 100~133

粒化高炉矿渣粉 40~50份 19

粉煤灰 40~50份 19

硅灰 19~22份 9

石英砂（20~200目） 570~670份 271~319

改性磺化三聚氰胺 3~4份 1.4

可再分散乳胶粉（增强了材料与墙体的压

剪粘结强度，粘结牢固，提高了韧性、抗冲

击性和抗压强度，起到了阻渗水和不热桥

的保塑作用，提高了耐候性） 6~8份 2.9

消泡剂 0.4~0.6份 0.19

淀粉醚 0.4~0.6份 0.19

聚丙烯腈纤维（增韧） 0.4~0.5份 0.19

所述的石英砂的具体颗粒尺寸与所占质量百分比如下：

20~40目 25~42%

40~70目 25~42%

70~120目 8~17%

120~200目 8~30%

本发明所述的粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。

本发明所述的粒化高炉矿渣粉为S95级。

本发明的制备方法步骤为：

步骤1：按上述各重量份数称量各组份；

步骤2：将称量好的普通硅酸盐水泥、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、硅灰依次投入干式混合机搅拌，搅拌时间5~10min，搅拌转速不得低于200r/min；

步骤3：步骤2结束后，将称量好的改性磺化三聚氰胺、可再分散乳胶粉、消泡剂、淀粉醚、聚丙烯腈纤维依次投入干式混合机搅拌，搅拌时间5~10min，搅拌转速不得低于200r/min；

步骤4：步骤3结束后，将称量好的石英砂投入干式混合机搅拌，搅拌时间不低于5~10min，搅拌转速不得低于200r/min。

完成以上4个步骤即可得到产品。

本发明为灰色干粉状物质，使用时推荐的用水量为抗盐冻高性能修补砂浆重量的10~12%。在施工现场使用时，将称好的清水放入搅拌容器中，一边搅拌一边加入混合好的修补砂浆，搅拌方式必须采用机械搅拌，搅拌时间不得低于3min，3~5min为宜，搅拌转速不得低于350r/min，搅拌后宜在1h内使用完毕。

本发明的有益效果及优点是：

本发明所述的一种公路混凝土桥梁修复用抗盐冻高性能修补砂浆，具有良好的触变性、抗流挂性，可操作时间长，满足公路桥梁混凝土盐冻病害修补工程的需要。

本发明所述的抗盐冻高性能修补砂浆，具有较高的抗折强度、粘结强度，在季冻地区除冰盐和冻融耦合作用下，仍能保持良好的力学性能。

本发明所述的抗盐冻高性能聚合物修补砂浆，具有较高的耐久性能，尤其具有极高的抗盐冻剥蚀性能、抗冻融性能、抗氯离子渗透性能。

普通硅酸盐水泥作为胶凝材料，硬化后与基底混凝土有较好的相容性，与原有混凝土结构成为一体协同工作。粒化高炉矿渣粉、粉煤灰和硅灰作为矿物掺合料，其作用是提高砂浆的早期强度和后期强度、降低砂浆的收缩率、提高砂浆的抗氯离子渗透性能。可再分散乳胶粉的作用是增加修补砂浆的粘结性能和工作性能，胶粉成膜后降低了砂浆的吸水量，从而提高了修补砂浆的抗冻性能和抗盐冻性能。消泡剂的作用是消大泡保留均匀的小泡，加入水快速搅拌时会引入气泡，大气泡在砂浆中是危害孔，而均匀分布的微小气泡是有利于砂浆的抗冻性能和抗盐冻性能。淀粉醚作为触变助剂改善了砂浆的触变性，提高了砂浆的抗流挂性能。

综上所述，本发明所述的抗盐冻高性能修补砂浆各项力学指标、耐久性指标优良，可在季冻地区混凝土桥梁盐冻病害修补工程中进行大规模推广应用。

具体实施方式

以下结合实施例来进一步说明本发明。本发明所述的抗盐冻高性能聚合物修补砂浆用于季冻地区混凝土桥梁盐冻病害的修补。使用时首先将各组分按份数称量进行干混机械搅拌，之后加入清水机械搅拌3~5min中后使用。

实施例1

抗盐冻高性能聚合物修补砂浆的各组份及份数如下：

普通硅酸盐水泥220份、粒化高炉矿渣粉45份、粉煤灰45份、硅灰20份、石英砂（20~200目）650份（其中20~40目30%，40~70目35%，70~120目15%，120~200目20%）、改性磺化三聚氰胺3.5份、可再分散乳胶粉7.5份、消泡剂0.45份、淀粉醚0.45份、聚丙烯腈纤维0.4份。

将称量好的普通硅酸盐水泥、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、硅灰依次投入干式混合机搅拌，搅拌时间为5min，搅拌转速为200r/min；之后将改性磺化三聚氰胺、可再分散乳胶粉、消泡剂、淀粉醚、聚丙烯腈纤维依次投入干式混合机搅拌，搅拌时间为5min，搅拌转速为200r/min；最后将石英砂投入干式混合机搅拌，搅拌时间为10min，搅拌转速为200r/min；搅拌完毕后得到干混的抗盐冻高性能聚合物修补砂浆。

称量100份干混砂浆和12份清水。先将清水放入搅拌容器，之后一边搅拌一边加入干混砂浆，使用手持搅拌机搅拌，搅拌时间为5min，搅拌转速为350r/min，搅拌后装试模成型养护至规定龄期。

实施例2

普通硅酸盐水泥274份、粒化高炉矿渣粉48份、粉煤灰48份、硅灰20份、石英砂（20~200目）590份（其中，20~40目30wt%（体积百分比 重量），40~70目35%，70~120目15%，120~200目20%）、改性（基团）磺化三聚氰胺4.0份、可再分散乳胶粉8.0份、消泡剂0.5份（具体成分）、淀粉醚0.5份、聚丙烯腈纤维0.5份。（成分列表）

将称量好的普通硅酸盐水泥、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、硅灰依次投入干式混合机搅拌，搅拌时间7min，搅拌转速为280r/min；之后将改性磺化三聚氰胺、可再分散乳胶粉、消泡剂、淀粉醚、聚丙烯腈纤维依次投入干式混合机搅拌，搅拌时间7min，搅拌转速为280r/min；最后将石英砂投入干式混合机搅拌，搅拌时间为10min，搅拌转速为280r/min；搅拌完毕后得到干混的抗盐冻高性能聚合物修补砂浆。

称量100份干混砂浆和12份清水，先将清水放入搅拌容器，之后一边搅拌一边加入干混砂浆，使用手持搅拌机搅拌，搅拌时间为5min，搅拌转速为350r/min，搅拌后装试模成型养护至规定龄期。

用实例1、2进行了力学性能、抗冻性（参考《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082-2009中快速冻融试验）、抗氯离子渗透性能（参考《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082-2009中电通量试验）、抗盐冻性能（参考《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082-2009中单面盐冻试验）。试验结果如下：

Claims (2)

1.一种公路混凝土桥梁修复用抗盐冻高性能修补砂浆，其特征在于：由以下重量份的原料制成：

普通硅酸盐水泥 210~280份 100~133

粒化高炉矿渣粉 40~50份 19

粉煤灰 40~50份 19

硅灰 19~22份 9

石英砂（20~200目） 570~670份 271~319

改性磺化三聚氰胺 3~4份 1.4

可再分散乳胶粉（增强了材料与墙体

的压剪粘结强度，粘结牢固，提高了

韧性、抗冲击性和抗压强度，起到了

阻渗水和不热桥的保塑作用，提高了

耐候性） 6~8份 2.9

消泡剂 0.4~0.6份 0.19

淀粉醚 0.4~0.6份 0.19

聚丙烯腈纤维（增韧） 0.4~0.5份 0.19

所述的石英砂的具体颗粒尺寸与所占质量百分比如下：

20~40目 25~42%

40~70目 25~42%

70~120目 8~17%

120~200目 8~30%

本发明所述的粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰；

本发明所述的粒化高炉矿渣粉为S95级。

2.一种公路混凝土桥梁修复用抗盐冻高性能修补砂浆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：按上述各重量份数称量各组份；

步骤2：将称量好的普通硅酸盐水泥、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、硅灰依次投入干式混合机搅拌，搅拌时间5~10min，搅拌转速不得低于200r/min；

步骤3：步骤2结束后，将称量好的改性磺化三聚氰胺、可再分散乳胶粉、消泡剂、淀粉醚、聚丙烯腈纤维依次投入干式混合机搅拌，搅拌时间5~10min，搅拌转速不得低于200r/min；

步骤4：步骤3结束后，将称量好的石英砂投入干式混合机搅拌，搅拌时间不低于5~10min，搅拌转速不得低于200r/min；完成以上4个步骤即可得到产品。