CN110482935A - 一种可回收利用的水泥基修复材料的制备及对原混凝土结构无损伤的拆除方法 - Google Patents

一种可回收利用的水泥基修复材料的制备及对原混凝土结构无损伤的拆除方法 Download PDF

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Abstract

一种可回收利用的水泥基修复材料的制备及对原混凝土结构无损伤的拆除方法，属于修复材料拆除方法技术领域。为了解决水泥基修复材料在拆除过程中容易对原有混凝土结构造成机械损伤的问题，本发明提供一种可回收利用的水泥基修复材料的制备及对原混凝土结构无损伤的拆除方法，水泥基修复材料是含有UEA膨胀剂的修复材料，包括如下拆除步骤：在修复材料上钻孔，向孔中注入无水乙醇，并使用玻璃胶或者环氧树脂封孔，30天后取出无水乙醇，晾晒24小时，再重新注入无水乙醇，并封口，重复上述操作，直至修复材料从原有混凝土结构上自然脱落。按照本发明所述方式对本发明所涉及的修复材料进行拆除时，可以实现对原混凝土结构的无损伤拆除。

Description

一种可回收利用的水泥基修复材料的制备及对原混凝土结构 无损伤的拆除方法
技术领域
本发明属于修复材料拆除方法技术领域，具体涉及一种可回收利用的水泥基修复材料的制备及对原混凝土结构无损伤的拆除方法。
背景技术
目前，我国土木工程取得了举世瞩目成就，在土木工程领域，混凝土结构占有很大比例，而混凝土结构在服役过程中不可避免的出现许多病害，比如桥墩受到海水的冲刷，混凝土被冲蚀，钢筋裸露并与海水接触造成钢筋锈蚀，使得桥墩承载能力和耐久性能下降；高铁路基的宽接缝受到热胀冷缩的作用，疲劳荷载作用，冻融循环的作用出现宽接缝处破坏；柱子承载能力不足，增大截面加固等。因此为了能使混凝土结构正常服役，通常需要对出现病害的混凝土结构进行修复。因此需要与原有混凝土基体界面粘结良好的修复材料。当临时进行加固的混凝土结构在短时间内完成服役过程后，修复材料需要从原有混凝土结构拆除，通常面临着拆除过程投入人力和物力过多的问题，机械作业拆除的过程除了噪音大，粉尘污染环境严重之外，最为重要的是容易机械损伤原有的混凝土结构，并且拆除的建筑垃圾往往通过深挖填埋的方式处理，这不仅使得建筑废弃物资源得不到充分利用，也使得土壤受到污染。为了更好的践行可持续发展理念，因此需要一种可回收利用的水泥基修复材料的制备及对原混凝土结构无损伤的拆除方法。
发明内容
为了解决现有水泥基修复材料服役结束需要从原有结构拆除时，对周围环境造成不利影响，对原有的混凝土结构造成机械拆除性的损伤，拆除后的建筑废弃物得不到充分利用的问题，本发明提供了一种可回收利用的水泥基修复材料的制备及对原混凝土结构无损伤的拆除方法。
本发明所述的可回收利用的水泥基修复材料由以下重量份的组分组成：100份的水泥，3-16份的稻壳灰，6-14份的UEA膨胀剂，0.5-2份的纳米二氧化钛，1-3.5份的减水剂，100-150份的细骨料，0.05-0.4份碳纳米管，0.8-1.8份碳纤维和18-22份的水组成。
本发明所述的水泥基修复材料的制备方法具体制备步骤如下：
(1)将膨胀剂、稻壳灰、纳米二氧化钛和碳纳米管混合搅拌10min～15min；
(2)加入水泥搅拌6min～8min；
(3)加入预先混合的水和减水剂，搅拌1.3～2.2min；
(4)加入碳纤维搅拌4～6min；
(5)加入细骨料搅拌2～3min，得到砂浆拌合物；
(6)将砂浆拌合物放入模具中，覆膜恒温16℃～32℃放置12～36h，获得硬化后的水泥基材料；
(7)将硬化后的水泥基材料放置清水中或饱和石灰水中，温度16℃～32℃，养护＞44h，获得所述的水泥基修复材料。
本发明所述的水泥基材料具体拆除方法如下：
(1)在水泥基修复材料上钻孔；
(2)向孔中注入无水乙醇后用胶剂封堵孔；
(3)20-40天后去除封孔胶剂，去除无水乙醇后进行晾晒，再次注入无水乙醇，并再次用胶剂封孔；
以步骤(2)和(3)为一个周期进行，经历3-8个周期；
所述水泥基修复材料含有质量占总修复材料6％-14％的UEA膨胀剂。
优选的，步骤(1)所述的在水泥基修复材料上钻孔是在距离修复材料与原有结构界面3～4mm处，在修复材料上使用电钻钻取4～8mm孔，钻孔深度为距修复材料底部的6～8mm，钻孔的距离为25mm～40mm，自修复界面依次往修复材料边缘钻孔，钻孔位置呈平行于修复界面网状分布。
优选的，步骤(2)所述向孔中注入无水乙醇是向钻孔中放置无水乙醇，直至液体距顶面3～5mm。
优选的，步骤(2)和步骤(3)所述胶剂是玻璃胶或环氧树脂。
优选的，步骤(3)所述20-40天去除封孔胶剂是30天后去除玻璃胶或环氧树脂，取出无水乙醇晾晒24-48h，再次注入无水乙醇，再次使用玻璃胶或者环氧树脂封堵孔。
本发明所述的水泥基修复材料成分由以下重量份的组分组成：100份的水泥，3-16份的稻壳灰，6-14份的UEA膨胀剂，0.5-2份的纳米二氧化钛，1-3.5份的减水剂，100-150份的细骨料，0.05-0.4份碳纳米管，0.8-1.8份碳纤维和18-22份的水组成。
本发明所述的水泥基材料由如下方法制备获得：
(1)将膨胀剂、稻壳灰、纳米二氧化钛和碳纳米管混合搅拌10min～15min；
(2)加入水泥搅拌6min～8min；
(3)加入预先混合的水和减水剂，搅拌1.3～2.2min；
(4)加入碳纤维搅拌4～6min；
(5)加入细骨料搅拌2～3min，得到砂浆拌合物；
(6)将砂浆拌合物放入模具中，覆膜恒温16℃～32℃放置12～36h，获得硬化后的水泥基材料；
(7)将硬化后的水泥基材料放置清水中或饱和石灰水中，温度16℃～32℃，养护＞44h，获得所述的水泥基修复材料。
有益效果
(1)拆除水泥基修复材料时，按照上述方式进行操作，修复材料和原有的混凝土结构自然分离，对环境造成不利影响小，而且不对原有的混凝土结构产生机械性的损伤；
(2)拆除后的水泥基材料通过按照上述步骤浸泡无水乙醇，细骨料和水泥石可以自然分离或轻微振动分离；
(3)拆除后的水泥基修复材料可以实现再利用的特点，可以将细骨料加以利用，制备水泥基材料。
附图说明
图1.水泥基修复材料拆除方法模式图，其中1是指封口所用胶剂，2是修复材料，3是钻孔，4是原有混凝土结构，5是修复界面。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受实施例的限制。
以下实施例中所用材料设备，未经特殊说明，均为本领域常规材料、设备，本领域技术人员均可通过商业渠道获得。
图中的编号4为原有混凝土结构，编号5为修复界面，编号2为修复材料，编号3钻孔，编号1为环氧树脂或玻璃胶，在靠近修复材料一侧的距离界面3～4mm处使用电钻钻取4～8mm孔，钻孔深度为距修复材料底部的6～8mm，钻孔的距离为25mm～40mm，自修复界面依次往修复材料边缘钻孔，钻孔位置呈平行于修复界面网状分布。钻孔中放置无水乙醇，直至液体距顶面3～5mm，然后使用胶剂封堵孔，20-40天去除玻璃胶或环氧树脂，取出无水乙醇晾晒24-48h，然后重新注入无水乙醇，再次使用胶剂封堵孔，以此为一个周期进行，经历若干周期后修复材料可以从原有混凝土自然脱落，而不对原有混凝土结构产生损伤，经历的周期次数随着修复材料的服役时间增长而增长。
实施例1.可回收利用的水泥基修复材料的制备及对原混凝土结构无损伤的拆除方法。
水泥基修复材料由以下重量份的组分组成：100份的水泥，3份的稻壳灰，6份的UEA膨胀剂，0.5份的纳米二氧化钛，1份的聚羧酸减水剂，100份的标准砂作为细骨料，0.05份碳纳米管，0.8份碳纤维和18份的水。
水泥基修复材料的制备方法，按照如下步骤进行制备：
(1)将膨胀剂、稻壳灰、纳米二氧化钛和碳纳米管混合搅拌10min；
(2)加入水泥搅拌6min；
(3)加入预先混合的水和减水剂，搅拌1.3min；
(4)加入碳纤维搅拌4min；
(5)加入细骨料搅拌2min，得到砂浆拌合物；
(6)将砂浆拌合物放入模具中，覆膜恒温16℃放置12h，获得硬化后的水泥基材料；
(7)将硬化后的水泥基材料放置清水中或饱和石灰水中，温度16℃，养护48h，获得所述的水泥基修复材料。
水泥基修复材料从修复后的原混凝土结构上拆除方法，包括如下拆除步骤：
(1)在距离修复材料与原有结构界面3mm处，在修复材料上使用电钻钻取4mm孔，钻孔深度为距修复材料底部的6mm，钻孔的距离为25mm，自修复界面依次往修复材料边缘钻孔，钻孔位置呈平行于修复界面网状分布；
(2)钻孔中放置无水乙醇，直至液体距顶面3mm，然后使用玻璃胶或者环氧树脂封堵孔；
(3)20d去除玻璃胶或环氧树脂，取出无水乙醇晾晒24h，然后注入新的无水乙醇，再次使用玻璃胶或者环氧树脂封堵孔；
(4)以步骤(2)和(3)为一个周期进行，经历三个周期。
实施例2.可回收利用的水泥基修复材料的制备及对原混凝土结构无损伤的拆除方法。
水泥基修复材料由以下重量份的组分组成：100份的水泥，8份的稻壳灰，10份的UEA膨胀剂，1份的纳米二氧化钛，2份的聚羧酸减水剂，125份的河砂作为细骨料，0.2份碳纳米管，1.2份碳纤维和20份的水组成。
水泥基修复材料的制备方法，按照如下步骤进行制备：
(1)将膨胀剂、稻壳灰、纳米二氧化钛和碳纳米管混合搅拌15min；
(2)加入水泥搅拌8min；
(3)加入预先混合的水和减水剂，搅拌2.2min；
(4)加入碳纤维搅拌6min；
(5)加入细骨料搅拌3min，得到砂浆拌合物；
(6)将砂浆拌合物放入模具中，覆膜恒温32℃放置36h，获得硬化后的水泥基材料；
(7)将硬化后的水泥基材料放置清水中或饱和石灰水中，温度32℃，养护60h，获得所述的水泥基修复材料。
水泥基修复材料从修复后的原混凝土结构上拆除方法，包括如下拆除步骤：
(1)在距离修复材料与原有结构界面4mm处，在修复材料上使用电钻钻取8mm孔，钻孔深度为距修复材料底部的8mm，钻孔的距离为40mm，自修复界面依次往修复材料边缘钻孔，钻孔位置呈平行于修复界面网状分布；
(2)钻孔中放置无水乙醇，直至液体距顶面5mm，然后使用玻璃胶或者环氧树脂封堵孔；
(3)30d去除玻璃胶或环氧树脂，取出无水乙醇晾晒24h，然后注入新的无水乙醇，再次使用玻璃胶或者环氧树脂封堵孔；
(4)以步骤(2)和(3)为一个周期进行，经历五个周期。
实施例3.可回收利用的水泥基修复材料的制备及对原混凝土结构无损伤的拆除方法。
水泥基修复材料由以下重量份的组分组成：100份的水泥，16份的稻壳灰，14份的UEA膨胀剂，2份的纳米二氧化钛，3.5份的聚羧酸减水剂，150份的标准砂作为细骨料，0.4份碳纳米管，1.8份碳纤维和22份的水组成。
水泥基修复材料的制备方法，按照如下步骤进行制备：
(1)将膨胀剂、稻壳灰、纳米二氧化钛和碳纳米管混合搅拌12min；
(2)加入水泥搅拌7min；
(3)加入预先混合的水和减水剂，搅拌2min；
(4)加入碳纤维搅拌5min；
(5)加入细骨料搅拌2.5min，得到砂浆拌合物；
(6)将砂浆拌合物放入模具中，覆膜恒温20℃放置30h，获得硬化后的水泥基材料；
(7)将硬化后的水泥基材料放置清水中或饱和石灰水中，温度20℃，养护52h，获得所述的水泥基修复材料。
水泥基修复材料从修复后的原混凝土结构上拆除方法，包括如下拆除步骤：
(1)在距离修复材料与原有结构界面3.5mm处，在修复材料上使用电钻钻取6mm孔，钻孔深度为距修复材料底部的7mm，钻孔的距离为35mm，自修复界面依次往修复材料边缘钻孔，钻孔位置呈平行于修复界面网状分布；
(2)钻孔中放置无水乙醇，直至液体距顶面4mm，然后使用玻璃胶或者环氧树脂封堵孔；
(3)40d去除玻璃胶或环氧树脂，取出无水乙醇晾晒24h，然后注入新的无水乙醇，再次使用玻璃胶或者环氧树脂封堵孔；
(4)以步骤(2)和(3)为一个周期进行，经历八个周期。
按照上述三个实施例进行操作，均可以实现将修复材料和原有的混凝土结构自然分离，并且对原混凝土结构不造成机械损伤，拆除后的水泥基材料中的细骨料和水泥石可以自然分离或者轻微振动分离。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种可回收利用的水泥基修复材料，其特征在于，所述的水泥基修复材料由以下重量份的组分组成：100份的水泥，3-16份的稻壳灰，6-14份的UEA膨胀剂，0.5-2份的纳米二氧化钛，1-3.5份的减水剂，100-150份的细骨料，0.05-0.4份碳纳米管，0.8-1.8份碳纤维和18-22份的水。
2.权利要求1所述的水泥基修复材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：
(1)将膨胀剂、稻壳灰、纳米二氧化钛和碳纳米管混合搅拌10min～15min；
(2)加入水泥搅拌6min～8min；
(3)加入预先混合的水和减水剂，搅拌1.3～2.2min；
(4)加入碳纤维搅拌4～6min；
(5)加入细骨料搅拌2～3min，得到砂浆拌合物；
(6)将砂浆拌合物放入模具中，覆膜恒温16℃～32℃放置12～36h，获得硬化后的水泥基材料；
(7)将硬化后的水泥基材料放置清水中或饱和石灰水中，温度16℃～32℃，养护＞44h，获得所述的水泥基修复材料。
3.一种对原混凝土结构无损伤的水泥基修复材料的拆除方法，其特征在于，包括如下拆除步骤：
(1)在水泥基修复材料上钻孔；
(2)向孔中注入无水乙醇后用胶剂封堵孔；
(3)20-40天后去除胶剂，去除无水乙醇后进行晾晒，再次注入无水乙醇，并再次用胶剂封孔；
以步骤(2)和(3)为一个周期进行，经历3-8个周期；
所述水泥基修复材料含有质量占总修复材料6％-14％的UEA膨胀剂。
4.根据权利要求3所述的水泥基修复材料的拆除方法，其特征在于，步骤(1)所述的在水泥基修复材料上钻孔是在距离修复材料与原有结构界面3～4mm处，在修复材料上钻取直径为4～8mm的钻孔，钻孔深度为距修复材料底部6～8mm，钻孔之间的距离为25mm～40mm，自修复界面依次往修复材料边缘钻孔，钻孔位置呈平行于修复界面网状分布。
5.根据权利要求3所述的水泥基修复材料的拆除方法，其特征在于，步骤(2)所述向孔中注入无水乙醇是向钻孔中放置无水乙醇，直至液体距顶面3～5mm。
6.根据权利要求3所述的水泥基修复材料的拆除方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(3)所述胶剂是玻璃胶或环氧树脂。
7.根据权利要求3所述的水泥基修复材料的拆除方法，其特征在于，步骤(3)所述20-40天去除封孔胶剂是30天后去除玻璃胶或环氧树脂，取出无水乙醇晾晒24-48h，再次注入无水乙醇，再次使用玻璃胶或者环氧树脂封堵孔。
8.根据权利要求3所述的拆除方法，其特征在于，所述的水泥基修复材料由以下重量份的组分组成：100份的水泥，3-16份的稻壳灰，6-14份的UEA膨胀剂，0.5-2份的纳米二氧化钛，1-3.5份的减水剂，100-150份的细骨料，0.05-0.4份碳纳米管，0.8-1.8份碳纤维和18-22份的水组成。
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