CN108328977B - 一种混凝土修补材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土修补材料，包括如下质量百分含量的各组份：超细水泥40‑50％，微硅粉2—4％，可再分散乳胶粉40‑45％，华千素4‑6％，聚乙烯醇24880.05‑0.1％，羟丙基甲基纤维素0.2‑0.4％，聚丙烯酰胺0.05‑0.2％，硫酸亚铁铵0.1‑0.5％，桐油2‑4％，甲基苯基环三硅氧烷0.2‑0.5％。本发明将硫酸亚铁铵、桐油、甲基苯基环三硅氧烷、超细水泥、可再分散乳胶粉及其它原料相混合，能够解决现有混凝土修补材料质量得不到保证，与原混凝土粘接面的粘接力差，容易产生整块剥落等问题。

Description

一种混凝土修补材料

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种混凝土修补材料。

背景技术

当今世界由于各种原因所引起的结构失效或者建筑功能失效不仅影响了人民的正常生活而且造成了巨大的经济损失，其中水泥混凝土结构的裂缝、脱落、渗漏等情况是最为常见的混凝土制品维修问题。已经研制成功并投入市场的混凝土修补材料已越来越多，主要有无机和有机修补材料。其中有机混凝土修补材料中环氧树脂系修补材料或(甲基)丙烯酸系修补材料已经占据了大半，这些混凝土修补材料虽然对干燥的混凝土的粘接性优异，但是存在如下问题：在被雨淋湿的情况或被使用在下水道等多湿环境的情况下，无法得到所需粘接性。无机混凝土修补材料普遍采用快硬水泥作为凝胶材料进行配制，其收缩性小，施工简单，但是质量得不到保证，会导致混凝土的刚性强，无弹性，长时间使用后导致修补后的建筑物再次开裂，影响建筑物的耐久性。

专利申请号CN201210292384.X公开了一种公路快速修补路面材料，包括如下重量百分比计的组分：硅酸盐水泥17～23％，羟丙基甲基纤维素3～6％，脂肪酸丁酯1～2％，可再分散性乳胶粉4～9％，半水石膏13～22％，石灰石粉14～25％，三聚磷酸钠4～6％，聚丙烯酰胺4～6％，硅酸钠2～5％，三乙醇胺5～7％，聚乙烯醇3～6％。该修补材料与与原混凝土表面的粘结性较差，粘接面的粘接力差，需要对表面进行处理，暴露出新鲜的混凝土，表面处理费时费力，并且质量得不到保证，容易产生整块剥落现象，同时也会因配比及养护不当使修补后的砂浆产生开裂。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种混凝土修补材料。

本发明提供一种混凝土修补材料，包括如下质量百分含量的各组份：超细水泥40-50％，微硅粉2—4％，可再分散乳胶粉40-45％，华千素4-6％，聚乙烯醇24880.05-0.1％，羟丙基甲基纤维素0.2-0.4％，聚丙烯酰胺0.05-0.2％，硫酸亚铁铵0.1-0.5％，桐油2-4％，甲基苯基环三硅氧烷0.2-0.5％。

优选的，所述羟丙基甲基纤维素的粘度为120000-180000mPa·s。

优选的，所述超细水泥的平均粒径为0.2-0.3μm。

优选的，所述微硅粉的平均粒径为0.1-0.15μm。

优选的，所述微硅粉中二氧化硅的含量不小于85％。

优选的，本发明所述混凝土修补材料包括如下质量百分含量的各组份：超细水泥45％，微硅粉4％，可再分散乳胶粉43％，华千素5％，聚乙烯醇24880.1％，羟丙基甲基纤维素0.3％，聚丙烯酰胺0.1％，硫酸亚铁铵0.2％，桐油2％，甲基苯基环三硅氧烷0.3％。

本发明所述混凝土修补材料的制备方法，包括以下步骤：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可。

本发明所述混凝土修补材料运用于修补裂缝时，先用干净自来水把裂缝冲洗干净。混凝土修补材料和干净自来水按重量比1:1混合搅拌均匀，沿裂缝倒上，利用其自然流动性渗入细微裂缝充实即可。

本发明中所述超细水泥是山东腾维新型建材有限公司提供的型号为CX-8000。

本发明中所述微硅粉是山东博肯硅材料有限公司提供的“赛普森”牌微硅粉。

本发明中所述可再分散乳胶粉是泰安天润国美工贸有限公司提供的天润-502可再分散乳胶粉。

本发明中所述华千素是北京华千新技术有限公司提供的。

本发明中所述聚乙烯醇2488是上海美梦佳华工科技有限公司提供的。

本发明中所述羟丙基甲基纤维素是任丘市金誉化工有限公司提供的型号为hpmc。

超细水泥：超细水泥是高性能超微粒水泥基灌浆材料，它具有与有机化学灌浆液相似的良好渗透性和可灌性，具有更高的强度和耐久性，且具有环保性，对周围环境无污染。

微硅粉：微硅粉掺入水泥混凝土后能很好地填充于水泥颗粒空隙之中，使浆体更微密，另外它还与游离的Ca(OH)₂结合，形成稳定的硅酸钙水化物2CaO.SiO₂.H₂O，该水化物凝胶强度高于Ca(OH)₂晶体。在水泥制品及混凝土掺合料中，掺入适量的微硅粉，在各个时期阶段显著提高抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能，显著延长使用寿命，显著提高产品强度。

可再分散乳胶粉：一方面可以有效提高混凝土修补材料各成分的粘结程度，大大增强其耐磨性和抗雨水冲击性能；另一方面可以减少混凝土修补材料搅拌过程中的起泡现象，保证混凝土修补材料拌合物硬化后表面光洁，无空洞。

华千素：华千素是灌浆料专用母料，具有较好的水泥适应性能，掺量少、易分散、易存储运输，实现了灌浆料的异地制造与现场即配即用，解决了灌浆料普及应用上的运输瓶颈问题。

聚乙烯醇2488(PVA 2488)：对水泥进行改性，首先PVA水解，形成的带正电荷的有机官能团与水泥水化物H2SiO42-结合形成反应产物,并和钙离子及其相应水化物C-S-H交织在一起，生成无机-有机薄膜基质，水泥水化产物与其相互穿插，构成致密的空间网络微观结构，提高混凝土修补材料的机械强度。

羟丙基甲基纤维素：用作保水剂及增粘剂，通过高分子吸水缓释效应，一方面通过吸水作用减缓水分的蒸发，防止由于干燥过快而体积收缩，起抗开裂的作用；另一方面通过内部持续水分缓释实现砂浆的自养护，起到保证混凝土强度持续稳定发展的作用。

目前的混凝土修补材料中的聚合物外加成分种类较多，可再分散乳胶粉是其中比较重要的聚合物成分，也是最大的有机成分。可再分散乳胶粉的加入量对混凝土修补材料的物理性能、力学性能有影响，修补材料的稠度随胶粉的加入量先增加后不变，修补材料的保水性能随着胶粉的加入量的增加而提高，这是因为胶粉的加入量越大，乳化所需要的水分越多，保水率越大，并且乳液失水成膜，阻断了内部水分往表面迁移，从而增强保水性能。修补材料的抗压强度随着胶粉的加入量先增加后降低，一方面胶粉的表面活性剂作用会使修补材料的工作性变好，材料的匀质性得到改善，材料内部更加紧密，这对修补材料的抗压强度的增大有正面影响；另一方面胶粉遇水乳化后自身的黏度增大使得修补材料的工作性变差，材料内部的均匀性变差，这对修补材料的抗压强度的增大有负面影响。所以为了追求加入可再分散乳胶粉后的修补材料性能达到最佳，现有混凝土修补材料的可再分散乳胶粉的加入量为4-9％，可再分散乳胶粉的加入量较少，需要加入其他较多的原料，如有机树脂或者石膏，这会增加生产成本，不利于工业化生产。本发明通过加入硫酸亚铁铵、桐油、甲基苯基环三硅氧烷、超细水泥及其它原料，调整各原料之间的配比，能够使得可再分散乳胶粉的加入量达到原料总量的40-45％，降低了生产成本，并且所得混凝土修补材料的抗压强度并没有随胶粉的加入量而降低，材料的保水性能和力学性能都达到最佳。

本发明将硫酸亚铁铵、桐油、甲基苯基环三硅氧烷、超细水泥、可再分散乳胶粉及其它原料相混合，能够解决现有混凝土修补材料质量得不到保证，与原混凝土粘接面的粘接力差，容易产生整块剥落等问题，本发明提供的混凝土修补材料，加水搅拌后具有极强的渗透流动性，特别针对混凝土微细裂缝的封闭及表面缺损的修补，具有极强粘接力，渗透性和韧性及水中不分散性，刚柔结合，有效防止水汽、化学物质和二氧化碳的侵蚀，并防止开裂混凝土结构的进一步损坏，提高建筑物的耐久性。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过加入硫酸亚铁铵、桐油、甲基苯基环三硅氧烷、超细水泥及其它原料，调整各原料之间的配比，能够使得可再分散乳胶粉的加入量达到原料总量的40-45％，降低了生产成本，并且所得混凝土修补材料的抗压强度并没有随胶粉的加入量而降低，材料的保水性能和力学性能都达到最佳。

2、本发明将硫酸亚铁铵、桐油、甲基苯基环三硅氧烷、超细水泥、可再分散乳胶粉及其它原料相混合，能够解决现有混凝土修补材料质量得不到保证，与原混凝土粘接面的粘接力差，容易产生整块剥落等问题。

3、本发明所得混凝土修补材料为粉末状，便于储存和运输，施工灵活方便，操作简单，便于施工人员掌握。

4、本发明的材料易购，成本造价低，节能环保，施工方便，不用开槽，不用注浆，利用材料自身的性能，就能达到修补效果。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围内。

实施例1

一种混凝土修补材料，包括如下质量百分含量的各组份：超细水泥40％，微硅粉4％，可再分散乳胶粉45％，华千素6％，聚乙烯醇24880.05％，羟丙基甲基纤维素0.2％，聚丙烯酰胺0.05％，硫酸亚铁铵0.5％，桐油4％，甲基苯基环三硅氧烷0.2％。其中，所述羟丙基甲基纤维素的粘度为120000-180000mPa·s，所述超细水泥的平均粒径为0.2-0.3μm，所述微硅粉的平均粒径为0.1-0.15μm。

配制方法：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可。

本发明所述混凝土修补材料运用于修补裂缝时，先用干净自来水把裂缝冲洗干净。混凝土修补材料和干净自来水按重量比1:1混合搅拌均匀，沿裂缝倒上，利用其自然流动性渗入细微裂缝充实即可。

实施例2

一种混凝土修补材料，包括如下质量百分含量的各组份：超细水泥50％，微硅粉2％，可再分散乳胶粉40％，华千素4％，聚乙烯醇24880.1％，羟丙基甲基纤维素0.4％，聚丙烯酰胺0.2％，硫酸亚铁铵0.1％，桐油2.7％，甲基苯基环三硅氧烷0.5％。其中，所述羟丙基甲基纤维素的粘度为120000-180000mPa·s，所述超细水泥的平均粒径为0.2-0.3μm，所述微硅粉的平均粒径为0.1-0.15μm。

配制方法：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可。

本发明所述混凝土修补材料运用于修补裂缝时，先用干净自来水把裂缝冲洗干净。混凝土修补材料和干净自来水按重量比1:1混合搅拌均匀，沿裂缝倒上，利用其自然流动性渗入细微裂缝充实即可。

实施例3

一种混凝土修补材料，包括如下质量百分含量的各组份：超细水泥45％，微硅粉4％，可再分散乳胶粉43％，华千素5％，聚乙烯醇24880.1％，羟丙基甲基纤维素0.3％，聚丙烯酰胺0.1％，硫酸亚铁铵0.2％，桐油2％，甲基苯基环三硅氧烷0.3％。其中，所述羟丙基甲基纤维素的粘度为120000-180000mPa·s，所述超细水泥的平均粒径为0.2-0.3μm，所述微硅粉的平均粒径为0.1-0.15μm。

配制方法：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可。

本发明所述混凝土修补材料运用于修补裂缝时，先用干净自来水把裂缝冲洗干净。混凝土修补材料和干净自来水按重量比1:1混合搅拌均匀，沿裂缝倒上，利用其自然流动性渗入细微裂缝充实即可。

对比例1

一种混凝土修补材料，包括如下质量百分含量的各组份：超细水泥47.5％，微硅粉4％，可再分散乳胶粉43％，华千素5％，聚乙烯醇24880.1％，羟丙基甲基纤维素0.3％，聚丙烯酰胺0.1％。其中，所述羟丙基甲基纤维素的粘度为120000-180000mPa·s，所述超细水泥的平均粒径为0.2-0.3μm，所述微硅粉的平均粒径为0.1-0.15μm。

配制方法：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可。

本发明所述混凝土修补材料运用于修补裂缝时，先用干净自来水把裂缝冲洗干净。混凝土修补材料和干净自来水按重量比1:1混合搅拌均匀，沿裂缝倒上，利用其自然流动性渗入细微裂缝充实即可。

对比例2

一种混凝土修补材料，包括如下质量百分含量的各组份：超细水泥45.5％，微硅粉4％，可再分散乳胶粉43％，华千素5％，聚乙烯醇24880.1％，羟丙基甲基纤维素0.3％，聚丙烯酰胺0.1％，桐油2％。其中，所述羟丙基甲基纤维素的粘度为120000-180000mPa·s，所述超细水泥的平均粒径为0.2-0.3μm，所述微硅粉的平均粒径为0.1-0.15μm。

配制方法：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可。

本发明所述混凝土修补材料运用于修补裂缝时，先用干净自来水把裂缝冲洗干净。混凝土修补材料和干净自来水按重量比1:1混合搅拌均匀，沿裂缝倒上，利用其自然流动性渗入细微裂缝充实即可。

对比例3

一种公路快速修补路面材料，包括如下质量百分含量的各组份：硅酸盐水泥23％，羟丙基甲基纤维素6％，脂肪酸丁酯2％，可再分散性乳胶粉8％，半水石膏13％，石灰石粉24％，三聚磷酸钠5％，聚丙烯酰胺4％，硅酸钠4％，三乙醇胺5％，聚乙烯醇6％。

配制方法：混合物A的制备：按重量称取三聚磷酸钠、聚丙烯酰胺、硅酸钠、三乙醇胺和聚乙烯醇，置于非金属容器中搅拌均匀，密封保存，得混合物A。

混合物B的制备：按重量称取硅酸盐水泥、半水石膏、石灰石粉，混合均匀。再加入按重量计的羟丙基甲基纤维素、脂肪酸丁脂、可再分散性乳胶粉，再次混合均匀，得混合物B。

在施工时，首先在施工现场将混合物B中加入按混合物B重量计的15-25％的水制成料浆，再向料浆中加入混合物A，混匀1小时，再在1小时内于受损的公路上进行施工。

将实施例1-3和对比例1-3所得混凝土修补材料的性能进行测试，结果如下表1。

混凝土修补材料的物理化学性能依据GB/T 50080-2001《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行测定。

表1混凝土修补材料性能测试结果

从上表中可以看出，与对比例相比，实施例1-3的混凝土修补材料初凝时间较长，最长达到45min，终凝时间较短，较长的可拌和时间，初凝后迅速终凝并产生较高的强度，具有快硬早强的特点，抗压强度和抗折强度大大提高，28d的抗压强度达到75MPa以上，抗折强度达到8.6MPa以上，说明本发明本发明所述的原料合成的混凝土修补材料稳定性较高，与水泥混凝土基材的粘结性较高，不需要对基材表面进行处理，操作方便，节能环保，施工方便，不用开槽，不用注浆，利用材料自身的性能，就能达到修补效果。这是因为本发明将硫酸亚铁铵、桐油、甲基苯基环三硅氧烷、超细水泥、可再分散乳胶粉及其它原料相混合，能够解决现有混凝土修补材料质量得不到保证，与原混凝土粘接面的粘接力差，容易产生整块剥落等问题，并且本发明通过加入硫酸亚铁铵、桐油、甲基苯基环三硅氧烷、超细水泥及其它原料，调整各原料之间的配比，能够使得可再分散乳胶粉的加入量达到原料总量的40-45％，降低了生产成本，并且所得混凝土修补材料的抗压强度并没有随胶粉的加入量而降低，材料的保水性能和力学性能都达到最佳。

Claims (6)

1.一种混凝土修补材料，其特征在于，包括如下质量百分含量的各组份：超细水泥40-50％，微硅粉2- 4％，可再分散乳胶粉40-45％，华千素4-6％，聚乙烯醇2488 0.05-0.1％，羟丙基甲基纤维素0.2-0.4％，聚丙烯酰胺0.05-0.2％，硫酸亚铁铵0.1-0.5％，桐油2-4％，甲基苯基环三硅氧烷0.2-0.5％。

2.如权利要求1所述的混凝土修补材料，其特征在于，所述羟丙基甲基纤维素的粘度为120000-180000mPa·s。

3.如权利要求1或2所述的混凝土修补材料，其特征在于，所述超细水泥的平均粒径为0.2-0.3μm。

4.如权利要求1或2所述的混凝土修补材料，其特征在于，所述微硅粉的平均粒径为0.1-0.15μm。

5.如权利要求1或2所述的混凝土修补材料，其特征在于，所述微硅粉中二氧化硅的含量不小于85％。

6.如权利要求1或2所述的混凝土修补材料，其特征在于，包括如下质量百分含量的各组份：超细水泥45％，微硅粉4％，可再分散乳胶粉43％，华千素5％，聚乙烯醇2488 0.1％，羟丙基甲基纤维素0.3％，聚丙烯酰胺0.1％，硫酸亚铁铵0.2％，桐油2％，甲基苯基环三硅氧烷0.3％。