CN110981377B - 一种碱矿渣基快速堵漏剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碱矿渣基快速堵漏剂及其制备方法，该快速堵漏剂以矿渣粉为胶凝材料，以生石灰、固体硅酸钠粉末和固体氢氧化钠为激发剂，以稻壳灰、氧化镁、蛭石粉、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素醚和减水剂调控堵漏剂材料的工作性能和体积稳定性。与现有技术相比，本发明的碱矿渣基快速堵漏剂具备良好抗渗性和体积稳定性的同时满足堵漏施工中“快速”的需求；而且材料制备工艺简单，固体原料易于储存运输，使用安全性高，也符合国家低碳环保的发展要求。

Description

一种碱矿渣基快速堵漏剂及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种碱矿渣基快速堵漏剂及其制备方法，尤其涉及一种适用于混凝土结构中防水堵漏的碱矿渣基快速堵漏剂及其制备方法。

背景技术

目前，在混凝土等建筑设施的使用过程中，由于设施老化等因素，经常会出现渗水或漏水的情况。此时，需要对漏水点进行快速修补。市面上常见的堵漏剂材料在漏水水压不大时尚能满足工程需求，但当漏水点水压过大时，往往会出现堵漏剂材料尚未凝固就已被冲散的现象，不能满足快速堵漏的需要。

碱激发胶凝材料是一种低碳型建筑材料，与传统硅酸盐水泥相比，碱激发胶凝材料，特别是碱激发矿渣体系胶凝材料，具有抗渗耐火性好、早期强度高、凝结时间短等特性。但不能回避的是碱激发矿渣体系胶凝材料的耐久性通常不及硅酸盐水泥，同时其新拌浆体的黏度也较大，不利于快速堵漏施工。

在现有的关于将碱激发材料用作堵漏剂材料的研究与应用中(如1)专利号CN102826819A，彭小芹等，一种新型无机防水堵漏材料及其制备方法；2)专利号CN104343188A，吕孟龙，一种防水板堵漏方法；3)邓智中.矿渣可固化堵漏液的碱激发硬化特性研究及应用[D].2017.4)姬广祥等.地聚合物基防水堵漏材料的性能及机理研究[J].新型建筑材料,2018.)，研究人员大多采用液体水玻璃和氢氧化钠溶液作为激发剂，而液体激发剂不易存储运输，高浓度高碱性的激发剂溶液也给施工带来了安全隐患。从另一个角度来看，这些研究与应用中多是以粉煤灰或偏高岭土等低钙材料为主，或按照一定比例复掺硅酸盐水泥和其他快凝快硬水泥，这类胶凝材料在本质上应归于地质聚合物体系，与碱矿渣体系属于两种不同胶凝材料体系。地质聚合物体系的抗渗性差，凝结慢、早期强度也远低于碱矿渣体系。尽管这些堵漏剂材料也能在一定程度上满足堵漏修补的需要，但由于地质聚合物体系固有的性能缺陷，当漏水点水压过大时，这些堵漏剂材料尚未凝结就已被冲散，且后期抗渗性也不及碱矿渣体系。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碱矿渣基快速堵漏剂及其制备方法，以解决现有堵漏剂凝结慢、早期强度低和后期易收缩的缺陷。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明一方面提供一种碱矿渣基快速堵漏剂，由以下重量份含量的组分组成：

作为本发明优选的技术方案，碱矿渣基快速堵漏剂由以下重量份含量的组分组成：

作为本发明优选的技术方案，所述的矿渣粉为S95或S105矿渣粉中的一种。

作为本发明优选的技术方案，所述的氧化镁为轻烧氧化镁。

作为本发明优选的技术方案，所述的稻壳灰的含碳量低于3％，二氧化硅含量大于90％，平均粒径小于10μm。

作为本发明优选的技术方案，所述的蛭石粉的平均粒径为3-5mm。

作为本发明优选的技术方案，所述的可再分乳胶粉为瓦克

5044N或瓦克

5010N中的一种。

作为本发明优选的技术方案，所述的羟丙基甲基纤维素醚的黏度为100000mPa·s-160000mPa·s。

作为本发明优选的技术方案，所述的减水剂为聚羧酸系高效减水剂或萘系高效减水剂中的一种。

本发明另一方面还提供所述的碱矿渣基快速堵漏剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照配比称取矿渣粉、生石灰、氧化镁、蛭石粉、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素醚和固体硅酸钠粉末，在搅拌机中搅拌均匀，得到产物A，备用；

(2)按配比称取稻壳灰，按照水与产物A的质量比0.3-0.5:1加水浸泡稻壳灰，再依次加入产物A和减水剂拌合，静置后按照配比加入固体氢氧化钠拌合；

(3)拌合完成，得到所述的碱矿渣基快速堵漏剂。

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)中，按配比称取稻壳灰，按照水与产物A的质量比0.3-0.5:1加水浸泡稻壳灰1分钟，再加入产物A拌合2分钟，然后按配比加入减水剂后拌合1分钟，静置30秒后按照配比加入固体氢氧化钠拌合1分钟。

作为本发明优选的技术方案，本发明的碱矿渣基快速堵漏剂在步骤(3)拌合完成后10分钟内使用完毕。

本发明提出的是一种碱矿渣基快速堵漏剂材料，以矿渣粉为胶凝材料，以生石灰、固体硅酸钠粉末和固体氢氧化钠为激发剂，以稻壳灰、氧化镁、蛭石粉、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素醚和减水剂调控堵漏剂材料的工作性能和体积稳定性。

通过添加稻壳灰、氧化镁、生石灰和蛭石等和其他化学外加剂组份来解决碱矿渣体系体积稳定性差、新拌浆体黏度大的缺陷。同时，利用碱矿渣体系本身快凝快硬的固有属性，辅以生石灰、固体硅酸钠和固体氢氧化钠溶于水放出的热量以加快胶凝材料凝结，使该堵漏剂在具备良好抗渗性和体积稳定性的同时满足堵漏施工中“快速”的需求。该堵漏剂材料制备工艺简单，固体原料易于储存运输，使用安全性高，也符合国家低碳环保的发展要求。

本发明中，矿渣粉作为主要的胶凝材料，氧化镁、生石灰、蛭石粉、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素醚的掺入保证了堵漏剂后期体积不收缩，对提高堵漏剂的耐久性非常有益。

本发明中，稻壳灰不仅能与矿渣中的钙质组分和生石灰反应生产水化硅酸钙凝胶，提升碱激发矿渣的耐久性，同时，稻壳灰为多孔材料，会在拌合过程中吸收拌合水，当浆体硬化后，随着硬化浆体内部相对湿度降低，稻壳灰吸收的拌合水会逐渐释放，并补充内部相对湿度的损失，起到“内养护”作用，缓解自干燥收缩，提升堵漏剂的体积稳定性。

本发明中，生石灰不仅能保证堵漏剂后期体积的稳定性，也作为一种碱激发剂存在于反应体系中。除此以外，生石灰、固体硅酸钠粉末和固体氢氧化钠在溶解的过程中会释放热量，从而进一步加速碱矿渣的凝结。可以说，生石灰和其他两种固体碱激发剂的加入是一举多得的。

本发明中，在碱矿渣基快速堵漏剂的制备和使用过程中，为保证堵漏剂材料的流动性，使其能充分流入破损的混凝土结构中，减水剂和固体氢氧化钠分开加入，能有效避免强碱性环境破坏减水剂分子结构，保证减水剂的减水效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明与既有以碱激发材料作为堵漏剂材料的成果相比，充分利用了碱矿渣体系凝结快、早期强度高和抗渗性好的特点，保证了快速堵漏剂的“快速”与“堵漏”的特性。

(2)本发明所有原料均为固体原料，与既有成果相比，使用固体原料一举多得，具有诸多优点：固体原料易于存储和运输，使其具有广泛的适应性；在复杂狭窄的环境堵漏施工时，固体激发剂能保证安全性，避免安全事故；固体激发剂溶于水时放出的热量也能促进水化反应，进一步加快堵漏剂凝结，保证其优异的早期强度。

(3)本发明使用稻壳灰、氧化镁、生石灰和蛭石等辅助胶凝组份消除碱激发矿渣的收缩，克服碱矿渣体系体积稳定性差的缺陷，为其作为快速堵漏剂扫清了最后的障碍。

(4)本发明低碳环保，充分利用矿渣粉等固体废弃物，避免使用硅酸盐水泥等，生产成本低，环境负担小，具有良好的经济和社会效益。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种碱矿渣基快速堵漏剂，按质量计，配合比如下：70.3份S95矿渣粉、8份氧化镁、5份生石灰、5份固体硅酸钠粉末、6份固体氢氧化钠、2份稻壳灰、1份蛭石粉、1.5份“瓦克”

5044N可再分散乳胶粉、0.2份羟丙基甲基纤维素醚、1份减水剂。

实施例2

一种碱矿渣基快速堵漏剂，按质量计，配合比如下：74.4份S105矿渣粉、8份氧化镁、3份生石灰、5份固体硅酸钠粉末、5份固体氢氧化钠、1份稻壳灰、1份蛭石粉、1.5份“瓦克”

5044N可再分散乳胶粉、0.1份羟丙基甲基纤维素醚、1.0份减水剂

实施例3

一种碱矿渣基快速堵漏剂，按质量计，配合比如下：76份S95矿渣粉、7份氧化镁、5份生石灰、4份固体硅酸钠粉末、4份固体氢氧化钠、1.5份稻壳灰、0.7份蛭石粉、1.0份“瓦克”

5010N可再分散乳胶粉、0.1份羟丙基甲基纤维素醚、0.7份减水剂。

实施例4

一种碱矿渣基快速堵漏剂，按质量计，配合比如下：76份S105矿渣粉、6份氧化镁、4份生石灰、5份固体硅酸钠粉末、5份固体氢氧化钠、1.8份稻壳灰、0.6份蛭石粉、0.8份“瓦克”

5044N可再分散乳胶粉、0.2份羟丙基甲基纤维素醚、0.6份减水剂。

实施例5

一种碱矿渣基快速堵漏剂，按质量计，配合比如下：83.4份S95矿渣粉、5份氧化镁、3份生石灰、3份固体硅酸钠粉末、3份固体氢氧化钠、1份稻壳灰、0.5份蛭石粉、0.5份“瓦克”

5010N可再分散乳胶粉、0.1份羟丙基甲基纤维素醚、0.5份减水剂。

相关参数测试结果如表1。

表1

所有试块100℃煮沸12小时均未出现明显开裂脱落。

实施例6

一种碱矿渣基快速堵漏剂，按质量计，配合比如下：76.7份S95矿渣粉、6.5份氧化镁、4.5份生石灰、4.5份固体硅酸钠粉末、4.5份固体氢氧化钠、1份稻壳灰、0.8份蛭石粉、0.6份“瓦克”

5010N可再分散乳胶粉、0.2份羟丙基甲基纤维素醚、0.7份减水剂。

实施例7

一种碱矿渣基快速堵漏剂，按质量计，配合比如下：76.6份S105矿渣粉、6份氧化镁、4份生石灰、5份固体硅酸钠粉末、5份固体氢氧化钠、1.8份稻壳灰、0.6份蛭石粉、1.2份“瓦克”

5044N可再分散乳胶粉、0.2份羟丙基甲基纤维素醚、0.8份减水剂。

上述碱矿渣基快速堵漏剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照配比称取矿渣粉、生石灰、氧化镁、蛭石粉、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素醚和固体硅酸钠粉末，在搅拌机中搅拌均匀，得到产物A，备用(装袋)；

(2)称取稻壳灰，按照水固比(水与产物A的质量比)0.3-0.5加入水后浸泡1分钟，再加入产物A拌合2分钟，然后按配比加入减水剂后拌合1分钟，静置30秒后按照配比加入固体氢氧化钠拌合1分钟；

(3)拌合完成，得到所述的碱矿渣基快速堵漏剂。

上述实施例优选氧化镁为轻烧氧化镁。优选稻壳灰的含碳量低于3％，二氧化硅含量大于90％，平均粒径小于10μm。优选蛭石粉的平均粒径为3-5mm。优选羟丙基甲基纤维素醚的黏度为100000mPa·s-160000mPa·s。优选减水剂为聚羧酸系高效减水剂或萘系高效减水剂中的一种，例如：耐高温型聚羧酸高效减水剂或减缩型聚羧酸高效减水剂，固含量不小于40％。

上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碱矿渣基快速堵漏剂，其特征在于，由以下重量份含量的组分组成：

2.根据权利要求1所述的一种碱矿渣基快速堵漏剂，其特征在于，由以下重量份含量的组分组成：

3.根据权利要求1所述的一种碱矿渣基快速堵漏剂，其特征在于，所述的矿渣粉为S95或S105矿渣粉中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种碱矿渣基快速堵漏剂，其特征在于，所述的氧化镁为轻烧氧化镁。

5.根据权利要求1所述的一种碱矿渣基快速堵漏剂，其特征在于，所述的稻壳灰的含碳量低于3％，二氧化硅含量大于90％，平均粒径小于10μm。

6.根据权利要求1所述的一种碱矿渣基快速堵漏剂，其特征在于，所述的蛭石粉的平均粒径为3-5mm。

7.根据权利要求1所述的一种碱矿渣基快速堵漏剂，其特征在于，所述的可再分散 乳胶粉为瓦克

5044N或瓦克

5010N中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种碱矿渣基快速堵漏剂，其特征在于，所述的羟丙基甲基纤维素醚的黏度为100000mPa·s-160000mPa·s。

9.根据权利要求1所述的一种碱矿渣基快速堵漏剂，其特征在于，所述的减水剂为聚羧酸系高效减水剂或萘系高效减水剂中的一种。

10.如权利要求1～9任一所述的碱矿渣基快速堵漏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照配比称取矿渣粉、生石灰、氧化镁、蛭石粉、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素醚和固体硅酸钠粉末，在搅拌机中搅拌均匀，得到产物A，备用；

(2)按配比称取稻壳灰，按照水与产物A的质量比0.3-0.5:1加水浸泡稻壳灰，再依次加入产物A和减水剂拌合，静置后按照配比加入固体氢氧化钠拌合；

(3)拌合完成，得到所述的碱矿渣基快速堵漏剂。