CN110963757A - 一种免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆及其施工方法。本发明所述免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆由以下按重量份计算的成分组成：普通硅酸盐水泥30‑40份，河砂30‑40份，膨胀组分5‑20份，湿密度调控组分1‑5份，抗流挂组分2‑8份，胶粉1‑5份，增稠剂0.1‑1份，调凝组分1‑5份，早强组分1‑5份，化学短纤维0.01‑0.05份。本发明采用普通硅酸盐水泥‑河砂体系，从骨料级配优化，外加剂调控湿密度、抗流挂外加剂复合控制技术等方法研制的免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆，具有更好的抗下坠效果，施工过程中无需支模，单次施工层更厚（5‑10cm）。

Description

一种免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆及其施工方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，特别涉及一种免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆及其施工方法。
背景技术
混凝土作为一种非均匀的多孔材料，在外界侵蚀介质如二氧化碳、氯离子、硫酸盐、水或生物的侵蚀作用下，在服役期间一般均会发生劣化而破坏。随着我国的基本建设全面展开，在未来的很长一段时间内我国混凝土结构的修补、加固等问题将会日益突出。
混凝土修补是指用修补材料替换混凝土结构中受到损害的部位，以恢复混凝土结构的安全性和使用性。按照修补加固部位及性能需求的不同，对修补材料性能要求也各不相同。表层外观修补由于修补后无需受力，一般对修补材料的力学性能要求较低，如ZL201010042858.6提出了一种轻质节能修补砂浆，采用特殊轻集料降低修补砂浆的比重，可有效防止因砂浆弹模相差大后发生开裂，但这种材料也其存在抗压强度低、粘结强度较低（约为0.5MPa左右）的问题。在加固修复工程中，更多工程存在混凝土劣化使得混凝土结构出现了开裂、脱落，对构筑物的受力与表观质量均造成了严重影响。ZL201610342762.9发明的超早强型塑性膨胀修补砂浆按适当水料比搅拌后的浆体具有高流动性，靠自身重力的条件短时间内就可以流动到狭小复杂的填充空间内，但该材料的高流动性并不适用于无支模条件下的修补工程。目前，对于难以支模的建筑修补部位，还没有一种免支模时可一次性厚涂覆的修补砂浆材料，一般还需要采用多次涂抹砂浆的方法进行施工，ZL201810004015.3提出的一种高性能聚合物修补砂浆虽可涂抹应用于混凝土构件的表面，但需要多次作业，难以达到一次性填充修补厚度的效果，在增加成本造价的同时，工序繁琐，施工效率低下，且采用硫铝酸盐水泥体系，成本高，早期水化速度快，还易集中放热产生温度裂缝等问题。
因此，对放热速率更平稳的普通硅酸盐水泥体系修补砂浆进行开发，如无支模时可在立面、顶面进行单次厚层涂抹施工作业，将可直接提高修补施工的质量与速度，对提高施工质量及效率，具有积极的促进作用。
发明内容
为了解决无支模时构筑物修补工程的施工速度与质量问题，本发明提供了一种免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆及其施工方法。
本发明所述免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆，由以下按重量份计算的成分组成：
普通硅酸盐水泥 30-40份，
河砂 30-40份，
膨胀组分 5-20份，
湿密度调控组分 1-5份，
抗流挂组分 2-8份，
胶粉 1-5份，
增稠剂 0.1-1份，
调凝组分 1-5份，
早强组分 1-5份，
化学短纤维 0.01-0.05份；
所述普通硅酸盐水泥为等于或高于42.5号普通硅酸盐水泥；
所述河砂为0-0.3mm和0.3-0.6mm粒径的河砂按质量比1:1-3的混合；
所述膨胀组分为硫铝酸钙膨胀剂、氧化钙类膨胀剂中的一种；
所述湿密度调控组分为质量比1:3-4的疏水二氧化硅消泡剂与三萜皂甙类引气剂的混合物；
所述抗流挂组分为500-700 kg/m3的加密硅灰、钠基膨润土、偏高岭土按1:1-2:1-2的重量比配制的混合物；
所述胶粉为可再分散醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉、丙烯酸类聚合胶粉中的一种；
所述增稠剂为质量比1:5-10的羟丙基淀粉醚与纤维素醚的混合物；
所述调凝组分为糖类缓凝剂；
所述早强组分为甲酸钙；
所述化学短纤维为3-6mm长的聚丙烯纤维。
本发明所述一种免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量份称取普通硅酸盐水泥、河砂、膨胀组分、早强组分、湿密度调控组分、抗流挂组分、胶粉、增稠剂、调凝组分、化学短纤维；
（2）将称量好的各组分倒入搅拌机，对材料倒入的次序没有要求，搅拌3-5分钟，混合均匀，即得所述免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆。
本发明所述一种免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆的施工方法，包括以下步骤：
（1）确定修补区域，清洁基面，洒水润湿并清除明水；
（2）按水料比0.15~0.20调整用水量，添加水与免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆，搅拌均匀，当跳桌流动度达到200~230mm时，制作出的修补砂浆即可满足施工要求；
（3）无需支模，将步骤（2）制得的修补砂浆用手或抹刀在混凝土表面进行涂抹，立面可一次性涂抹5~10cm的厚度，顶面可一次性涂抹5~6cm的厚度；
（4）待步骤（3）中涂抹的高强度水泥基修补砂浆变硬后，可在砂浆表面覆盖薄膜或洒水养护。
本发明采用普通硅酸盐水泥-河砂体系，从骨料级配优化，外加剂调控湿密度、抗流挂外加剂复合控制技术等方法研制的免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆，具有更好的抗下坠效果，施工过程中无需支模，单次施工层更厚（5-10cm）；同时，砂浆强度发展速率适中，粘结强度高，与旧基面结合力强，不易发生开裂，且具有生产便捷、性能稳定、施工速度快的优势，可显著提升构筑物修补工程的施工效率与整体质量。
具体而言，本发明相对于现有技术，具有以下突出的优势：
（1）该修补砂浆具有更好的抗下坠效果，施工过程中无需支模，单次施工层更厚。采用普通硅酸盐水泥与河砂，优选合适级配，调整浆体密度调控组分中消泡与引气组分的比例可使浆体的湿密度控制在1800~1900kg/m3，在提高了砂浆一次可厚层施工的条件下，不影响材料各龄期的强度。在普通硅酸盐水泥体系中，抗流挂组分中加密硅灰可大幅度降低涂抹或喷射过程中的落地灰，有利于提高单次施工层厚度；钠基膨润土加水后分散性好，对浆体触变性、粘度、润滑性改善明显；偏高岭土可与Ca(OH)2 和水发生火山灰反应，形成铝硅酸盐网络状结构，有利于增强水泥砂浆的内聚力及与基层的结合力。按特定配比配制的抗流挂化合物可显著提高修补砂浆施工操作性，立面可一次性涂抹5~10cm的厚度，顶面可一次性涂抹5~6cm的厚度。多种技术的复合应用，使得修补材料具有单次施工层厚、抗下坠效果优，施工效率高的优点。
（2）该修补砂浆强度发展速率适中，与旧基面结合力强，粘结强度高，抗裂效果优。采用普通硅酸盐水泥体系，强度发展速率适中，水化热量缓慢释放，修补后不易开裂。该材料的1d强度超过20MPa，3d强度超过30MPa，28d强度超过50 MPa，28d粘结抗拉强度可超2.0MPa，避免了采用快凝水泥带来的早期强度发展迅速、温升快、与旧基面结合力差的问题。既可进行构筑物的表层修复，也可应用于结构的加固修补工程。
（3）该修补砂浆具有采用采用普通硅酸盐水泥与河砂，生产便捷，性能稳定。采用普通河砂为细骨料，原料易得，性能稳定，同时避免了采用轻骨料降低湿密度带来的生产、包装、运输过程中轻重骨料易分离的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步说明本发明。
各实施例中：普通硅酸盐水泥为等于或高于42.5号普通硅酸盐水泥，其中，实施例1至2为普通硅酸盐水泥为42.5型号普通硅酸盐水泥，实施例3至5为普通硅酸盐水泥为52.5型号普通硅酸盐水泥。膨胀组分为硫铝酸钙膨胀剂、氧化钙类膨胀剂中的一种。其中实施例1至3膨胀组分为氧化钙类膨胀剂，实施例4至5膨胀组分为硫铝酸钙膨胀剂。化学短纤维为3-6mm长的聚丙烯纤维。其中，实施例1至3为3mm长的聚丙烯纤维；实施例4至5为6mm长的聚丙烯纤维。调凝组分为糖类缓凝剂。早强组分为甲酸钙。
实施例1
一种免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆，由以下重量份的组份混合而成：
普通硅酸盐水泥 36份，
河砂 41.77份，
膨胀组分 10份，
湿密度调控组分 2份，
抗流挂组分 3份，
胶粉 3份，
增稠剂 0.2份，
缓凝组分 2份，
早强组分 2份，
化学短纤维 0.03份。
其中，河砂为质量比1:2的0-0.3mm和0.3-0.6mm河砂的混合；湿密度调控组分为质量比1:3的疏水二氧化硅消泡剂与三萜皂甙类引气剂的混合物。抗流挂组分为500kg/m3的加密硅灰、钠基膨润土、偏高岭土按1:1:1的重量比配制的混合物。胶粉为可再分散醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉。增稠剂为质量比1:5的羟丙基淀粉醚与纤维素醚的混合物。
实施例2
一种免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆，由以下重量份的组份混合而成：
普通硅酸盐水泥 36份，
河砂 36.57份，
膨胀组分 10份，
湿密度调控组分 2份，
抗流挂组分 6份，
胶粉 5份，
增稠剂 0.4份，
缓凝组分 2份，
早强组分 2份，
化学短纤维 0.03份。
其中，河砂为质量比1:2的0-0.3mm和0.3-0.6mm河砂的混合；湿密度调控组分为质量比1:3的疏水二氧化硅消泡剂与三萜皂甙类引气剂的混合物。抗流挂组分为500kg/m3的加密硅灰、钠基膨润土、偏高岭土按1:1:1的重量比配制的混合物。胶粉为可再分散醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉。增稠剂为质量比1:5的羟丙基淀粉醚与纤维素醚的混合物。
实施例3
一种免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆，由以下重量份的组份混合而成：
普通硅酸盐水泥 35份，
河砂 35.77份，
膨胀组分 15份，
湿密度调控组分 3份，
抗流挂组分 3份，
胶粉 3份，
增稠剂 0.2份，
缓凝组分 3份，
早强组分 2份，
化学短纤维 0.03份。
其中，河砂为质量比1:3的0-0.3mm和0.3-0.6mm河砂的混合；湿密度调控组分为质量比1:2的疏水二氧化硅消泡剂与三萜皂甙类引气剂的混合物。抗流挂组分为500kg/m3的加密硅灰、钠基膨润土、偏高岭土按1:1:1的重量比配制的混合物。胶粉为可再分散醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉。增稠剂为质量比1:5的羟丙基淀粉醚与纤维素醚的混合物。
实施例4
一种免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆，由以下重量份的组份混合而成：
普通硅酸盐水泥 30份，
河砂 33.77份，
膨胀组分 18份，
湿密度调控组分 3份，
抗流挂组分 5份，
胶粉 5份，
增稠剂 0.2份，
缓凝组分 3份，
早强组分 2份，
化学短纤维 0.03份。
其中，河砂为质量比1:3的0-0.3mm和0.3-0.6mm河砂的混合；湿密度调控组分为质量比1:2的疏水二氧化硅消泡剂与三萜皂甙类引气剂的混合物。抗流挂组分为700kg/m3的加密硅灰、钠基膨润土、偏高岭土按1:2:2的重量比配制的混合物。胶粉为可再分散丙烯酸类聚合胶粉。增稠剂为质量比1:8的羟丙基淀粉醚与纤维素醚的混合物。
实施例5
一种免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆，由以下重量份的组份混合而成：
普通硅酸盐水泥 30份，
河砂 33.75份，
膨胀组分 16份，
湿密度调控组分 3份，
抗流挂组分 8份，
胶粉 5份，
增稠剂 0.2份，
缓凝组分 2份，
早强组分 2份，
化学短纤维 0.05份。
其中，河砂为质量比1:3的0-0.3mm和0.3-0.6mm河砂的混合；湿密度调控组分为质量比1:2的疏水二氧化硅消泡剂与三萜皂甙类引气剂的混合物。抗流挂组分为700kg/m3的加密硅灰、钠基膨润土、偏高岭土按1:2:3的重量比配制的混合物。胶粉为可再分散丙烯酸类聚合胶粉。增稠剂为质量比1:8的羟丙基淀粉醚与纤维素醚的混合物。
对比例1
选用现有修补砂浆测试性能，作为对比例：
P.O52.5普通硅酸盐水泥 45份；
河砂 49.45份；
减水剂 0.50份；
纤维素醚 0.05份；
胶粉 5份
对比例2
选用现有修补砂浆测试性能，作为对比例：
52.5硫铝酸盐水泥 40份
细骨料 51.7份
早强剂 1份
减水剂 0.8份
缓凝剂 1份
胶粉 5份
纤维素醚 0.5份
用实施例1-5所得到的修补砂浆与对比例普通修补砂浆，进行工作性能、力学性能及现场施工性能对比试验，其初始流动性能测试方法按照GB/T 2419-2005《水泥胶砂流动度试验标准》测试；湿密度测试方法按照JGJ 70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法》测试；抗压强度按照GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度试验》测试；水泥砂浆粘接抗拉强度测试方法按照DL /T 5193-2004《环氧树脂砂浆技术规程》测试。单次最大施工厚度的测试方法采用比较各材料涂覆在JC/T547-2005《陶瓷墙地砖胶粘剂》中7.2.3中混凝土板上长宽分别为1m×1m立面区域时不流挂时的最大厚度。主要试验结果见表1。
表1 免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆性能测试结果
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表1数据表明：采用本发明的免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆材料施工性能好，单次最大施工厚度更厚，具有更好的抗下坠效果，施工过程中无需支模。同时，该材料强度发展速率适中，与旧基面结合力强，粘结抗拉强度优，具有生产便捷、性能稳定、施工速度快的优势，显著提升了构筑物修补工程的施工效率与整体质量。
以上显示和描述了本方法的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本方法不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本方法的原理，在不脱离本方法精神和范围的前提下，本方法还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本方法范围内。本方法要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆，其特征在于，由以下按重量份计算的成分组成：
普通硅酸盐水泥 30-40份，
河砂 30-40份，
膨胀组分 5-20份，
湿密度调控组分 1-5份，
抗流挂组分 2-8份，
胶粉 1-5份，
增稠剂 0.1-1份，
调凝组分 1-5份，
早强组分 1-5份，
化学短纤维 0.01-0.05份；
所述普通硅酸盐水泥为等于或高于42.5号普通硅酸盐水泥，所述膨胀组分为硫铝酸钙膨胀剂、氧化钙类膨胀剂中的一种，所述胶粉为可再分散醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉、丙烯酸类聚合胶粉中的一种所述增稠剂为质量比1:5-10的羟丙基淀粉醚与纤维素醚的混合物，所述调凝组分为糖类缓凝剂，所述早强组分为甲酸钙，所述化学短纤维为3-6mm长的聚丙烯纤维。
2.根据权利要求1所述的免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆，其特征在于，所述河砂为0-0.3mm和0.3-0.6mm粒径的河砂按质量比1:1-3的混合物。
3.根据权利要求2所述的免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆，其特征在于，所述湿密度调控组分为质量比1:3-4的疏水二氧化硅消泡剂与三萜皂甙类引气剂的混合物。
4. 根据权利要求3所述的免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆，其特征在于，所述抗流挂组分为500-700 kg/m3的加密硅灰、钠基膨润土、偏高岭土按1:1-2:1-2的重量比配制的混合物。
5.权利要求1至4任一项所述的免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按重量份称取普通硅酸盐水泥、河砂、膨胀组分、湿密度调控组分、抗流挂组分、胶粉、增稠剂、调凝组分、早强组分、化学短纤维；
（2）将称量好的各组分倒入搅拌机，对材料倒入的次序没有要求，搅拌3-5分钟，混合均匀，即得所述免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆。
6.权利要求1-4任一项所述的免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）确定修补区域，清洁基面，洒水润湿并清除明水；
（2）按水料比0.15~0.20调整用水量，添加水与免支模厚涂覆型水泥基修补砂浆，搅拌均匀，当跳桌流动度达到200~230mm时，制作出的修补砂浆即可满足施工要求；
（3）无需支模，将步骤（2）制得的修补砂浆用手或抹刀在混凝土表面进行涂抹，立面可一次性涂抹5~10cm的厚度，顶面可一次性涂抹5~6cm的厚度；
（4）待步骤（3）中涂抹的高强度水泥基修补砂浆变硬后，可在砂浆表面覆盖薄膜或洒水养护。
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