CN108558327A - 一种用作混凝土裂缝修补灌浆用的湿磨浆状料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用作混凝土裂缝修补灌浆用的湿磨浆状料，是将固硫灰渣、粒化高炉矿渣，电石渣、水，聚羧酸减水剂，偶氮二甲酰胺经过湿磨得湿磨浆料；湿磨浆料加苯乙烯与丙烯酸酯共聚物搅拌混合得到浆状料；浆状料加硫铝酸盐水泥，硼砂搅拌混合得用作混凝土裂缝修补灌浆用的湿磨浆状料。本发明的湿磨浆状料能够灌入缝宽1‑3mm的混凝土微裂缝。初凝时间小于常用的水泥砂浆材料，可缩短工期；泌水率≤1％，竖向膨胀率≥0.02％，可完全填充裂缝；12小时到28天的抗压强度体现出早期强度和后期强度高。采用本发明可合理资源化利用大量处于堆放状态的固硫灰渣，降低能源消耗，提高工程质量，节省工期，减少返修工作量。

Description

一种用作混凝土裂缝修补灌浆用的湿磨浆状料

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种用作混凝土裂缝修补灌浆用的湿磨浆状料的制备方法。

背景技术

如今，大多数建筑是用商品混凝土浇筑的，建筑浇筑完成后，不管是墙面、柱面常出现微小裂缝，微小裂缝的修补一般常采用砂浆修补法，砂浆的制备能量消耗大，且不绿色环保，不但很容易就脱落，经常返工修复，工期时间长，颜色也和原来的混凝土主体结构不一样，很不美观。为改善这种现状，对裂缝修补材料进行研究与改进，提供一种满足需求的浆状料。

由于固硫灰潮湿养护时膨胀明显，且湿磨使得膨胀组分反应更快从而使膨胀提前释放，磨细后固硫灰渣的早期膨胀增加，对于裂缝的修补工作节省了工期，经济高效。粒化高炉矿渣水化活性强，水化硬化后有一定强度，经过湿磨处理后效果更佳，易受到湿磨处理中水介质及金属离子的激发，满足裂缝修补材料提供一定强度的要求。相对于干磨而言，在湿法粉磨过程中，水分的存在使粒子表面能降低，防止产生凝聚现象，也可使被粉碎颗粒的破坏强度降低，有利于粉碎过程的进行，得到粒径更小的粉体颗粒，有利于促进粉体颗粒在水化进程中更容易被水化产物包裹；且浆体材料能够制备完成后，不需烘干直接被用于建筑材料的生产。基于此，本发明完全满足合理资源化利用大量处于堆放状态的固硫灰渣，降低能源消耗且绿色环保，提高工程质量，节省工期，减少返修工作量的要求。

CN104326722B公开了一种固硫灰防灭火注浆材料及其制备方法，其原料包括固硫灰、水、活性激发剂、粘度改性剂和聚羧酸减水剂，其中水与固硫灰的质量比为0.8-1.5，活性激发剂为生石灰、硫酸纳和三乙醇胺的混合，粘度改性剂为羟丙基甲基纤维素酶，加入量为固硫灰质量的0.01-0.20％；聚羧酸减水剂的加入量为固硫灰质量的0.8-2.0％，混合得到所需产品。

CN105777035A公开了一种利用水化硅酸钙晶种粉制备的混凝土裂缝灌浆修补材料及其使用方法。其组分(重量)为：普通硅酸盐水泥100份，水化硅酸钙晶种粉3-12份，起甲基纤维素酶0.02-0.1份，可再分散胶粉1-5.5份，石膏1.2-2.6份，萘磺酸甲醒缩合物减水剂0.6-1.2份，石灰石粉5-25份，明矾石2-12份。原料通过物理机械混合并采用球磨机粉磨得到所需产品。

CN106279625A公开了一种用于混凝土构筑物裂缝的修补材料，包括第一组分和第二组分，第一组分包括蓖麻油10％-30％、聚丙二醇40％-60％、三乙醇胺10％-30％、聚乙二醇0％-10％、聚丙三醇0％-10％以及二月桂酸二丁基锡0％-0.5％，第二组分包括二苯基甲烷二异氰酸酯85％-95％、多亚甲基多亚苯基异氰酸酯0％-15％以及甲苯二异氰酸酯0％-10％。修补方法加入水进行快速搅拌数秒后，注入至待修补的混凝土构筑物裂缝中。

CN106186872A公开了一种硅粉改性超细水泥裂缝修补材料及其制备方法，其组分(重量)为水的质量、硅粉的质量、减水剂的质量及膨胀剂的质量分别为超细水泥质量的40％-60％、5％-15％、0.5％-1.2％及8％-30％，搅拌均匀即得所需产品。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种能降低能量消耗且绿色环保、保证工程质量、缩短工期时间、减少返修工作量的用作混凝土裂缝修补灌浆用的湿磨浆状料的制备方法。

本发明目的的实现方式为，一种用作混凝土裂缝修补灌浆用的湿磨浆状料，是由下述方法制备的，制备的具体步骤如下：

1)取重量份数为30-44份固硫灰渣、44-60份粒化高炉矿渣，10-12份电石渣、80-100份水，0.24-0.3份的聚羧酸减水剂，0.02-0.03份偶氮二甲酰胺经过湿磨得粒度1μm-10μm的湿磨浆料；

2)取步骤1)所得湿磨浆料加重量份数为3-4份苯乙烯与丙烯酸酯共聚物搅拌混合得到浆状料；

所述苯乙烯与丙烯酸酯共聚物中，苯乙烯和聚丙烯酸酯片段嵌段比为7:3或6:4；

3)取步骤2)所得浆状料加重量份数为10-15份硫铝酸盐水泥，0.05-0.0075份硼砂搅拌混合得用作混凝土裂缝修补灌浆用的湿磨浆状料。

本发明将废弃固硫灰渣，粒化高炉矿渣、电石渣的再次利用，通过湿磨工艺改变固硫灰渣表面疏松多孔的孔结构，降低标准稠度用水量，增强了粒化高炉矿渣的水化活性，与固硫灰渣反应后材料硬化体积膨胀且强度增长，加入电石渣催化反应，水化产物更丰富，结晶更完善，硬化后强度更高，湿磨中加入聚羧酸减水剂与原材料相容性好，掺量低，减水率高，收缩小，提高材料硬化后的早期、后期强度，聚羧酸减水剂氯离子含量低，更有利于提高耐久性，少量偶氮二甲酰胺的加入，提高湿磨效率，对湿磨改变固硫灰渣的表面孔结构有促进作用。加入苯乙烯与丙烯酸酯共聚物提高浆状料的粘度和触变性，使施工更简单，耐老化性能更优良，最后加入硫铝酸盐水泥在硼砂作用下缩短浆状料凝结时间，大大提高早期强度。

本发明的湿磨浆状料能够灌入缝宽1-3mm的混凝土微裂缝。初凝时间小于常用的水泥砂浆材料，可缩短工期；泌水率≤1％，竖向膨胀率≥0.02％，可完全填充裂缝；12小时到28天的抗压强度体现出早期强度和后期强度高。采用本发明可合理资源化利用大量处于堆放状态的固硫灰渣，降低能源消耗，提高工程质量，节省工期，减少返修工作量。

具体实施方式

本发明是将固硫灰渣、粒化高炉矿渣，电石渣、水，聚羧酸减水剂，偶氮二甲酰胺经过湿磨得湿磨浆料；湿磨浆料加苯乙烯与丙烯酸酯共聚物搅拌混合得到浆状料；浆状料加硫铝酸盐水泥，硼砂搅拌混合得用作混凝土裂缝修补灌浆用的湿磨浆状料。

湿磨浆状料成分质量含量为：三氧化硫含量≤4％，氯离子含量≤0.06％，比表面积＞600m²/Kg。湿磨浆状料性能指标为：初凝时间≥120min，泌水率≤1％，竖向膨胀率≥0.02％。符合JG/T 333—2011标准要求。

所述苯乙烯与丙烯酸酯共聚物中，聚苯乙烯和聚丙烯酸酯片段嵌段比为7:3或6:4。

所述的固硫灰渣为固硫渣或固硫灰与固硫渣的混合物，其比表面积大于280m²/Kg。

所述粒化高炉矿渣为粒化高炉矿渣或粒化高炉矿渣与粒化高炉矿粉的混合物，其比表面积大于310m²/Kg。

本发明裂缝修补灌浆的机理为：固硫灰渣、粒化高炉矿渣，电石渣、水，聚羧酸减水剂，偶氮二甲酰胺湿磨，通过湿磨工艺改变了固硫灰渣表面疏松多孔的孔结构，在产物硬化体系中形成大量细小均匀的孔隙，为固硫灰渣水化生成的氢氧化钙和钙矾石等膨胀性产物提供充足的生长和容纳空间，使得固硫灰渣中膨胀组分反应更快从而使膨胀提前释放，湿磨后固硫灰渣的早期膨胀增加；在湿磨水环境下，可满足固硫灰渣需水量大的要求，降低标准稠度用水量，使其在早期充分水化，提高游离氧化钙早期的溶解量，同时减小了后期膨胀造成的体积稳定性不良的风险；湿磨能提供潮湿养护的条件，固硫灰在潮湿养护时膨胀明显；湿磨增强了粒化高炉矿渣的水化活性，与固硫灰渣反应后材料硬化体积膨胀且强度增长，在粒化高炉矿渣溶出的金属离子及水介质作用下，粒化高炉矿渣中玻璃体聚合度降低，表面结构变疏松，有利于促进粒化高炉矿渣的二次水化反应；电石渣加入共同湿磨，一方面促进了固硫灰渣和粒化高炉矿渣的水化，作为碱激发剂与固硫灰渣和粒化高炉矿渣中的活性SiO₂和活性Al₂O₃发生反应生成C-S-H和C-A-H凝胶，使水化硬化产物强度更高，另一方面补充浆料中的钙质，发挥此三种固体废弃物的优势互补效应，使水化产物更丰富，结晶更完善，硬化后强度更高。

湿磨浆料加苯乙烯与丙烯酸酯共聚物搅拌混合加入苯乙烯与丙烯酸酯共聚物，苯乙烯含量70％和丙烯酸酯含量30％或苯乙烯含量60％和丙烯酸酯含量40％。苯乙烯含量70％和丙烯酸酯含量30％或苯乙烯含量60％和丙烯酸酯含量40％优于其他含量组成，这是由于芳环同时具有共轭效应和位阻效应，芳环含量较少时共轭效应占主导作用，共轭效应使大分子键难以断裂；而芳环含量较多时位阻效应占主导作用，位阻效应使得大分子键容易断裂，只有当共聚物中苯乙烯含量70％和丙烯酸酯含量30％或苯乙烯含量60％和丙烯酸酯含量40％时，芳环的含量最合适使共轭效应发挥最大作用，共聚物中大分子键基本无法断裂，苯乙烯与丙烯酸酯共聚物的加入在湿磨料浆中形成的分散体，是具有高粘度、高触变性的乳液，粒径微细，粘结力强，耐老化性优良，稳定性佳，使施工更简单。

浆状料加硫铝酸盐水泥，硼砂搅拌混合。加入硫铝酸盐水泥，在水化产物中生成大量针柱状的钙矾石晶体，晶体之间相互挤压提供强度，加入适量的硼砂，水化过程中在硫铝酸盐水泥粒子表面形成硼酸钙包裹层，适当抑制水化速度，硫铝酸盐水泥和硼砂共同作用下调控浆状料的凝结时间，早期强度更高。

下面用具体实施例详述本发明。

实施例1，

1)取重量份数为30份固硫灰渣、60份粒化高炉矿渣，10份电石渣、80份水，0.3份的聚羧酸减水剂，0.02份偶氮二甲酰胺经过湿磨得粒度1μm-10μm的湿磨浆料；

2)取步骤1)所得湿磨浆料加重量份数为3份苯乙烯与丙烯酸酯共聚物搅拌混合得到浆状料；

所述苯乙烯与丙烯酸酯共聚物中，苯乙烯和聚丙烯酸酯片段嵌段比为7:3。

3)取步骤2)所得浆状料加重量份数为10份硫铝酸盐水泥，0.005份硼砂搅拌混合得用作混凝土裂缝修补灌浆用的湿磨浆状料。

本实施例制备的湿磨浆状料成分质量含量为：三氧化硫含量≤4％，氯离子含量≤0.06％，比表面积＞600m²/Kg。湿磨浆状料性能指标为：初凝时间≥120min，泌水率≤1％，竖向膨胀率≥0.02％。符合JG/T 333—2011标准要求。

实施例2，

1)取重量份数为44份固硫灰渣、44份粒化高炉矿渣，12份电石渣、80份水，0.3份的聚羧酸减水剂，0.02份偶氮二甲酰胺经过湿磨得粒度1μm-10μm的湿磨浆料；

2)取步骤1)所得湿磨浆料加重量份数为3份苯乙烯与丙烯酸酯共聚物搅拌混合得到浆状料；

所述苯乙烯与丙烯酸酯共聚物中，苯乙烯和聚丙烯酸酯片段嵌段比为7:3。

3)取步骤2)所得浆状料加重量份数为12份硫铝酸盐水泥，0.006份硼砂搅拌混合得用作混凝土裂缝修补灌浆用的湿磨浆状料。

本实施例制备的湿磨浆状料成分质量含量为：三氧化硫含量≤4％，氯离子含量≤0.06％，比表面积＞600m²/Kg。湿磨浆状料性能指标为：初凝时间≥120min，泌水率≤1％，竖向膨胀率≥0.02％。符合JG/T 333—2011标准要求。

实施例3，

1)取重量份数为44份固硫灰渣、45份粒化高炉矿渣，11份电石渣、80份水，0.3份的聚羧酸减水剂，0.02份偶氮二甲酰胺经过湿磨得粒度1μm-10μm的湿磨浆料；

2)取步骤1)所得湿磨浆料加重量份数为3份苯乙烯与丙烯酸酯共聚物搅拌混合得到浆状料；

所述苯乙烯与丙烯酸酯共聚物中，苯乙烯和聚丙烯酸酯片段嵌段比为7:3。

3)取步骤2)所得浆状料加重量份数为12份硫铝酸盐水泥，0.0075份硼砂搅拌混合得用作混凝土裂缝修补灌浆用的湿磨浆状料。

本实施例制备的湿磨浆状料成分质量含量为：三氧化硫含量≤4％，氯离子含量≤0.06％，比表面积＞600m²/Kg。湿磨浆状料性能指标为：初凝时间≥120min，泌水率≤1％，竖向膨胀率≥0.02％。符合JG/T 333—2011标准要求。

实施例4，

1)取重量份数为30份固硫灰渣、60份粒化高炉矿渣，10份电石渣、100份水，0.24份的聚羧酸减水剂，0.03份偶氮二甲酰胺经过湿磨得粒度1μm-10μm的湿磨浆料；

2)取步骤1)所得湿磨浆料加重量份数为4份苯乙烯与丙烯酸酯共聚物搅拌混合得到浆状料；

所述苯乙烯与丙烯酸酯共聚物中，苯乙烯和聚丙烯酸酯片段嵌段比为6:4。

3)取步骤2)所得浆状料加重量份数为10份硫铝酸盐水泥，0.005份硼砂搅拌混合得用作混凝土裂缝修补灌浆用的湿磨浆状料。

本实施例制备的湿磨浆状料成分质量含量为：三氧化硫含量≤4％，氯离子含量≤0.06％，比表面积＞600m²/Kg。湿磨浆状料性能指标为：初凝时间≥120min，泌水率≤1％，竖向膨胀率≥0.02％。符合JG/T 333—2011标准要求。

实施例5，

1)取重量份数为44份固硫灰渣、44份粒化高炉矿渣，12份电石渣、100份水，外加0.24份的聚羧酸减水剂，外加0.03份偶氮二甲酰胺为塑性膨胀剂经过湿磨工艺研磨得到湿磨料浆。湿磨料浆细度1μm-10μm；

2)取步骤1)所得湿磨料浆加入4份苯乙烯与丙烯酸酯共聚物搅拌混合得到浆状料。

所述苯乙烯与丙烯酸酯共聚物中，苯乙烯和聚丙烯酸酯片段嵌段比为6:4。

3)取步骤2)所得浆状料加入12份硫铝酸盐水泥和0.006份份硼砂搅拌混合得到湿磨浆状料。

本实施例制备的湿磨浆状料成分质量含量为：三氧化硫含量≤4％，氯离子含量≤0.06％，比表面积＞600m²/Kg。湿磨浆状料性能指标为：初凝时间≥120min，泌水率≤1％，竖向膨胀率≥0.02％。符合JG/T 333—2011标准要求。

实施例6，

1)取重量份数为44份固硫灰渣、45份粒化高炉矿渣，11份电石渣、100份水，0.24份的聚羧酸减水剂，0.03份偶氮二甲酰胺经过湿磨得粒度1μm-10μm的湿磨浆料；

2)取步骤1)所得湿磨浆料加重量份数为4份苯乙烯与丙烯酸酯共聚物搅拌混合得到浆状料；

所述苯乙烯与丙烯酸酯共聚物中，苯乙烯和聚丙烯酸酯片段嵌段比为6:4。

3)取步骤2)所得浆状料加重量份数为15份硫铝酸盐水泥，0.0075份硼砂搅拌混合得用作混凝土裂缝修补灌浆用的湿磨浆状料。

本实施例制备的湿磨浆状料成分质量含量为：三氧化硫含量≤4％，氯离子含量≤0.06％，比表面积＞600m²/Kg。湿磨浆状料性能指标为：初凝时间≥120min，泌水率≤1％，竖向膨胀率≥0.02％。符合JG/T 333—2011标准要求。

实施例7，同实施例1，不同的是

苯乙烯与丙烯酸酯共聚物中，苯乙烯和聚丙烯酸酯片段嵌段比为8:2。

实施例8，同实施例1，不同的是

所述苯乙烯与丙烯酸酯共聚物中，苯乙烯和聚丙烯酸酯片段嵌段比为5:5。

实施例9，同实施例1，不同的是

所述苯乙烯与丙烯酸酯共聚物中，苯乙烯和聚丙烯酸酯片段嵌段比为4:6。

实施例10，同实施例1，不同的是

所述苯乙烯与丙烯酸酯共聚物中，苯乙烯和聚丙烯酸酯片段嵌段比为3:7。

本发明的灌浆用的湿磨浆状料能够灌入缝宽1-3mm的混凝土微裂缝。本申请人用实施例1-10所制备的用于混凝土裂缝修补灌浆用的湿磨浆状料作了灌浆后的性能测试，测试结果见下表：

从上表可见，本发明聚苯乙烯和聚丙烯酸酯片段嵌段比为7:3或6:4时，所制备的灌浆用湿磨浆状料具有良好的可灌性，初凝结时间均小于片段嵌段比为7:3或6:4以外的湿磨浆状料，在保证施工顺利进行，可同时缩短工期，且竖向膨胀率高能完全填充裂缝，12小时到28天的抗压强度体现出早期强度和后期强度都不错的特点，本发明完全满足合理资源化利用大量处于堆放状态的固硫灰渣，降低能源消耗且绿色环保，提高工程质量，节省工期，减少返修工作量的要求。

Claims (3)

1.一种用作混凝土裂缝修补灌浆材料中的湿磨浆料，其特征在于：是由下述方法制备的，制备具体步骤如下：

1)取重量份数为30-44份固硫灰渣、44-60份粒化高炉矿渣，10-12份电石渣、80-100份水，0.24-0.3份的聚羧酸减水剂，0.02-0.03份偶氮二甲酰胺经过湿磨得粒度1μm-10μm的湿磨浆料；

2)取步骤1)所得湿磨浆料加重量份数为3-4份苯乙烯与丙烯酸酯共聚物搅拌混合得到浆状料；

所述苯乙烯与丙烯酸酯共聚物中，苯乙烯和聚丙烯酸酯片段嵌段比为7:3或6:4；

3)取步骤2)所得浆状料加重量份数为10-15份硫铝酸盐水泥，005-0.0075份硼砂搅拌混合得用作混凝土裂缝修补灌浆用的湿磨浆状料。

2.根据权利要求1所述的一种用作混凝土裂缝修补灌浆用的湿磨浆状料，其特征在于：所述的固硫灰渣为固硫渣或固硫灰与固硫渣的混合物，其比表面积大于280m²/Kg。

3.根据权利要求1所述的一种用作混凝土裂缝修补灌浆用的湿磨浆状料，其特征在于：所述粒化高炉矿渣为粒化高炉矿渣或粒化高炉矿渣与粒化高炉矿粉的混合物，其比表面积大于310m²/Kg。

湿磨浆状料成分质量含量为：三氧化硫含量≤4％，氯离子含量≤0.06％，比表面积＞600m²/Kg。