CN113943143B - 一种用于外墙饰面砖空鼓修复的注浆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是一种用于外墙饰面砖空鼓修复的注浆料,采用一种三组份聚合物改性磷酸盐水泥注浆料，三组份包括以下原料：甲组份：金属氧化物、塑性膨胀剂、纤维素醚、纤维、调凝剂、石英粉，乙组份：磷酸盐、矿物掺合料、石英砂，丙组份：憎水型乳液、分散剂、消泡剂、水；制备时，将甲组份、乙组份、丙组份按一定比例进行搅拌。本发明是一种用于外墙饰面砖空鼓修复的注浆料及其制备方法，适合基层含水率较高工程，其制浆设备由粉料计量混合输送设备、高速变频搅拌机、液料输送装置等部件组成，具备全自动、精度高、可自清洁等技术特征，解决了因材料可操作时间短而造成设备易堵塞、清洗频次多、施工效率低等不足。

Description

一种用于外墙饰面砖空鼓修复的注浆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是一种用于外墙饰面砖空鼓修复的注浆料及其制备方法。
背景技术
外墙饰面砖具有质地坚实、强度高、防水、耐腐、耐久性好、色泽丰富等特点，是一种比较普遍应用的外墙装饰材料。但随着时间推移部分建筑外墙饰面砖由于胶粘剂选择不当、施工方法不正确、分隔缝设置不合理、以及受环境温差变化等因素影响，出现渗漏、空鼓、脱落等质量缺陷，这些缺陷不仅会影响建筑物的装饰功能和使用功能，严重的会造成安全事故的发生。
为了整治建筑外墙饰面砖空鼓、渗漏等缺陷，传统修复工艺常采用局部置换法进行修复，但由于该修复工艺复杂、新旧饰面砖色差大、搭接难处理、凿除饰面砖产生大量建筑垃圾等不足，逐渐被淘汰。近几年注浆法修复技术较为流行，其修复过程：使用空鼓锤检查并标注空鼓缺陷位置→在缺陷区域按设计要求钻孔形成注浆孔道→封闭饰面砖拼缝处渗漏孔缝→采用压紧装置固定空鼓区域面砖→将注浆料搅拌均匀后注入空鼓缺陷层→检查验收。该工艺具有施工简便、修复后外观好、不产生建筑垃圾等优势，注浆材料按材料性能可分为无机类和有机类。有机类注浆材料一般为环氧树脂类材料，具有流动性好、硬化快、粘结力牢、施工效率高、流水化作业等优势，但存在以下不足：①对基层含水率要求高，不适合有渗漏情况的外墙饰面修复工程；②透气性差，在寒冷地区易造成外墙因结露而发生冻融破坏；③耐久性较差，与建筑物不同寿命；④价格较高等。传统无机类注浆材料一般以硅酸盐水泥为胶凝材料，虽力学性能、耐久性等指标较好，但其硬化速度慢、早强强度低，施工效率，不利于流水作业，往往通过掺加早强剂、促凝剂等组份改性又易产生饰面砖泛碱等缺陷，且其收缩大，在界面位置剪切应力较大，也存在二次空鼓风险。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种用于外墙饰面砖空鼓修复的注浆料及其制备方法。
本发明采用的技术方案是：一种用于外墙饰面砖空鼓修复的注浆料，是一种三组份聚合物改性磷酸盐水泥注浆料，各组份由以下重量百分比的原料组成：
甲组份：
Figure BDA0003389005970000021
乙组份：
磷酸盐 15-25％，
矿物掺合料 40-60％，
石英砂 15-45％；
丙组份：
Figure BDA0003389005970000022
Figure BDA0003389005970000031
进一步的，在甲组份中，所述的金属氧化物采用氧化镁，煅烧温度为1250-1400℃，比表面积为2000cm2/g；所述的塑性膨胀剂采用偶氮类化合物，细度为325目；所述的纤维素醚采用羟乙基纤维素醚(HEC)，粘度为300-400mPa·s；所述的纤维采用纳米级纤维素纤维；所述的调凝剂采用硼砂，细度为100目；所述的石英粉细度为200-300目。
进一步的，在乙组份中，所述的磷酸盐采用磷酸二氢钾、磷酸二氢胺中一种或两种的混合物；所述的矿物掺合料采用粉煤灰、硅灰中一种或两种的混合物，其中粉煤灰的等级为一级；所述的石英砂细度为100-200目。
进一步的，在丙组份中，所述的憎水型乳液采用有机硅改性的乙烯、月桂酸乙烯酯、氯乙烯的三元共聚乳液，固含量为48％；所述的分散剂为嵌段酯类聚羧酸减水剂，固含量为50％；所述的消泡剂采用聚醚类消泡剂；所述的水为满足《混凝土拌合用水》(JGJ 63-2006)的标准第3.1.1条中“预应力混凝土”拌合用水水质要求。
纳米级纤维素纤维，对浆体粘度和流动性影响较小，且与磷酸盐水泥浆体具有良好的相容性，可在浆体中形成三维网格结构，起到悬浮稳定作用，能有效减少和限制了浆体变形，提升了塑性阶段的稳定性和抗开裂性能；塑性膨胀剂，不但可以抵消塑性阶段收缩，还可保证饰面砖空鼓区域被完全填充，使浆体与饰面砖等基层充分接触、粘结牢固；嵌段酯类聚羧酸减水剂，赋予注浆料拌合物良好的流动性和保持性，也减少了用水量，提升硬化体密实度；憎水型乳液，在磷酸盐水泥水化反应促进下，于注浆料硬化体中形成连续的互交网状聚合物膜，增强了注浆料内聚强度、柔韧性、与界面层的粘结强度，以及憎水耐水性能。通过各物料的配合，使注浆料粘结力、耐水、抗冻融等性能得到明显改善。
上述用于外墙饰面砖空鼓修复的注浆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将金属氧化物、塑性膨胀剂、纤维素醚、纤维、调凝剂、石英粉依次按比例加入混合机搅拌，混合均匀后包装形成甲组份；
(2)将磷酸盐、矿物掺合料、石英砂依次按比例计量加入混合机搅拌，混合均匀后包装形成乙组份；
(3)将憎水型乳液、分散剂、消泡剂、水依次按比例计量加入搅拌容器，混合均匀后包装形成丙组份；
(4)使用时，将甲组份、乙组份、丙组份按1:1:0.6-0.7的比例进行搅拌，具体如下：先将甲组份、乙组份分别放入甲储存仓、乙储存仓，丙组分放入液料箱中；再通过PLC设置甲组份、乙组份、丙组份的比例(此比例可被存储便于下次调取)，将采取失重法微计量混合后的甲组份、乙组份通过变频螺旋输送装置以及采用高精度齿轮计量泵控制的丙组份分别输送至二次混合器中；然后将甲组份、乙组份、丙组份在二次混合器中搅拌均匀，得到注浆料；最后将所得的注浆料经活塞气缸由注浆输送管道输送到注浆枪进行注浆；
(5)注浆完成后，进行清洁流程。
进一步的，所述的二次混合器采取高速励磁电机，二次混合器内设有与所述高速励磁电机相连的搅拌桨叶，所述的搅拌桨叶采取剪切和刮壁双重模式。
进一步的，所述的二次混合器下部设有与PLC相连的切换阀，进行清洁流程时，通过PLC控制切换阀调整位置，调整清洁流程。设置切换阀便于清理二次混合器，同时便于活塞气缸动作对管道进行自清理。
进一步的，所述的清洁流程分为二次混合器清洁流程和注浆输送管道清洁流程，
所述的二次混合器清洁流程为：打开切换阀，二次混合器中剩余浆料由活塞气缸吸入，残余浆料再经水气枪清理后从切换阀排出；
所述的注浆输送管道清洁流程为：打开切换阀，活塞气缸吸入大量空气后关闭切换阀，活塞气缸动作，空气经过压缩后进入注浆输送管道将管道中的浆料压出进入注浆枪排出，多次反复操作把管道中的浆料清理干净，注浆输送管道残余管壁浆料再通活塞气缸吸入适量清水反复冲洗至干净。
甲组份、乙组份、丙组份的比例可以通过PLC设置，遥控按钮远程控制，实现全自动续性生产注浆功能；甲组份、乙组份、丙组份的用量通过相应的精密仪器控制，实现高精度控制；由于本注浆料属于快干型产品，设计中考虑到自清洁问题，设有自清洁装置和流程，混合器下部有切换阀，便于清理混合器同时便于活塞气缸动作对管道进行自清理。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1、本发明是一种用于外墙饰面砖空鼓修复的注浆料，可以完全替代环氧树脂类材料用于注浆修复外饰面砖空鼓缺陷，适合基层含水率较高工程，其制浆设备由粉料计量混合输送设备、高速变频搅拌机、液料输送装置等部件组成，具备全自动、精度高、可自清洁等技术特征，解决了因材料可操作时间短而造成设备易堵塞、清洗频次多、施工效率低等不足；
2、本发明的注浆料选用磷酸盐水泥作为胶凝材料，其硬化快、早期强度高(3h抗压强度大于10MPa)、透气性优、收缩小、碱含量低等技术特征，可有效规避传统硅酸盐水泥等无机注浆料硬化速度慢、早期强度低、施工效率低、不利于流水作业、饰面砖泛碱、二次空鼓，以及有机类注浆料耐久性较差、透气性差、价格高等不足；本发明的注浆料克服了磷酸盐水泥耐水性差等技术弊端，注浆料粘结力、耐水、抗冻融等性能得到明显改善。
3、本发明的注浆料配方中通过添加适量的纳米级纤维素纤维，其对浆体粘度和流动性影响较小，且与磷酸盐水泥浆体具有良好的相容性，可在浆体中形成三维网格结构，起到悬浮稳定作用，能有效减少和限制了浆体变形，提升了塑性阶段的稳定性和抗开裂性能；同时在配方中加入了适量塑性膨胀剂，不但可以抵消塑性阶段收缩，还可保证饰面砖空鼓区域被完全填充，使浆体与饰面砖等基层充分接触、粘结牢固；
4、本发明的注浆料配方中加入适量嵌段酯类聚羧酸减水剂，赋予注浆料拌合物良好的流动性和保持性，也减少了用水量，提升硬化体密实度；同时通过加入憎水型乳液，在磷酸盐水泥水化反应促进下，注浆料硬化体中形成连续的互交网状聚合物膜，增强了注浆料内聚强度、柔韧性、与界面层的粘结强度，以及憎水耐水性能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中标号：1-甲储存仓，2-乙储存仓，3-液料箱，4-二次混合器，5-活塞气缸，6-变频螺旋输送装置，7-注浆枪，8-注浆输送管道，9-切换阀，31-齿轮计量泵。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种用于外墙饰面砖空鼓修复的注浆料，采用一种三组份聚合物改性磷酸盐水泥注浆料，所述的三组份由以下重量百分比的原料组成：甲组份由以下重量百分比的原料组成：氧化镁80％，塑性膨胀剂0.2％，纤维素醚0.01％，纤维0.05％，调凝剂7％，石英粉12.74％；所述的乙组份由以下重量百分比的原料组成：磷酸盐二氢钾13％，磷酸二氢胺7％，粉煤灰45％，石英砂35％；所述的丙组份由以下重量百分比的原料组成：憎水型乳液13％，分散剂3.5％，消泡剂0.02％，水83.48％。
一种用于外墙饰面砖空鼓修复的注浆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将金属氧化物、塑性膨胀剂、纤维素醚、纤维、调凝剂、石英粉依次按比例加入混合机搅拌，混合均匀后包装形成甲组份；
(2)将磷酸盐、矿物掺合料、石英砂依次按比例计量加入混合机搅拌，混合均匀后包装形成乙组份；
(3)将憎水型乳液、分散剂、消泡剂、水依次按比例计量加入搅拌容器，混合均匀后包装形成丙组份；
(4)使用时，将甲组份、乙组份、丙组份按1:1:0.65的比例进行搅拌，具体如下：如图一所示，
先将甲组份、乙组份分别放入甲储存仓1、乙储存仓2，丙组分放入液料箱3中；再通过PLC设置甲组份、乙组份、丙组份的比例(此比例可被存储便于下次调取)，将采取失重法微计量混合后的甲组份、乙组份通过变频螺旋输送装置6以及采用高精度齿轮计量泵31控制的丙组份分别输送至二次混合器4中；然后将甲组份、乙组份、丙组份在二次混合器4中搅拌均匀，得到注浆料；最后将所得的注浆料经活塞气缸5由注浆输送管道8输送到注浆枪7进行注浆；
(5)注浆完成后，进行清洁流程。
所述的二次混合器4采取高速励磁电机，二次混合器4内设有与所述高速励磁电机相连的搅拌桨叶，所述的搅拌桨叶采取剪切和刮壁双重模式。
所述的二次混合器4下部设有切换阀9，便于清理二次混合器4同时切换阀9切管便于活塞气缸5动作对管道进行自清理。
所述的清洁流程分为二次混合器4清洁流程和注浆输送管道8清洁流程，
所述的二次混合器4清洁流程为：打开切换阀9，二次混合器4中剩余浆料由活塞气缸5吸入，残余浆料再经水气枪清理后从切换阀9排出；
所述的注浆输送管道8清洁流程为：打开切换阀9，活塞气缸5吸入大量空气后关闭切换阀9，活塞气缸5动作，空气经过压缩后进入注浆输送管道8将管道中的浆料压出进入注浆枪7排出，多次反复操作把管道中的浆料清理干净，注浆输送管道8中残余管壁浆料再通活塞气缸5吸入适量清水反复冲洗至干净。
所述的二次混合器4采用不锈钢材质，其内径为500mm，高度为750mm，底部弧形高度为100mm，内壁光滑度为1200目；所述的活塞气缸5采用铝合金材质，其内径为200mm，长度为500mm，壁厚为3mm，气缸耐压为6MPa，气缸推进速度由压值控制。
所述的二次混合器4分为多段速搅拌，第一段速度为800r/min，让粉料和液体慢速混合；第二段速度为1500r/min，搅拌桨叶线速度为20m/s，让粉料和液体在高速剪切桨叶的作用下充分混合均匀；第三段速度为300r/min，让充分混合的注浆料中微量分子充分融合。
所述的切换阀9下安装有可拆卸膨胀感应套管以避免活塞气缸5吸料过程中吸入空气，膨胀感应套管内径为50mm，长度为80mm。当切换阀9打开膨胀感应套管感应到物料时活塞气缸5回抽，当膨胀感应套管无感应时切换阀9卸料立即关闭，活塞气缸5可推进注浆。
实施例2
与实施例1的区别在于：甲组份由以下重量百分比的原料组成：氧化镁75％，塑性膨胀剂0.2％，纤维素醚0.02％，纤维0.03％，调凝剂7％，石英粉17.75％；所述的乙组份由以下重量百分比的原料组成：磷酸盐二氢钾13％，磷酸二氢胺5％，粉煤灰35％，硅灰6％，石英砂41％；所述的丙组份由以下重量百分比的原料组成：憎水型乳液18％，分散剂3％，消泡剂0.03％，水78.97％。
使用时，将甲组份、乙组份、丙组份按1:1:0.68的比例进行搅拌。
实施例3
与实施例1的区别在于：甲组份由以下重量百分比的原料组成：氧化镁70％，塑性膨胀剂0.8％，纤维素醚0.05％，纤维0.1％，调凝剂10％，石英粉19.05％；所述的乙组份由以下重量百分比的原料组成：磷酸盐二氢钾12％，磷酸二氢胺3％，粉煤灰60％，石英砂25％；所述的丙组份由以下重量百分比的原料组成：憎水型乳液10％，分散剂2％，消泡剂0.05％，水87.95％。
使用时，将甲组份、乙组份、丙组份按1:1:0.7的比例进行搅拌。
实施例4
与实施例1的区别在于：甲组份由以下重量百分比的原料组成：氧化镁83％，塑性膨胀剂1％，纤维素醚0.03％，纤维0.09％，调凝剂5％，石英粉10.88％；所述的乙组份由以下重量百分比的原料组成：磷酸盐二氢钾20％，磷酸二氢胺5％，粉煤灰35％，硅灰5％，石英砂35％；所述的丙组份由以下重量百分比的原料组成：憎水型乳液20％，分散剂4.5％，消泡剂0.01％，水75.49％。
使用时，将甲组份、乙组份、丙组份按1:1:0.6的比例进行搅拌。
表1实施例1-实施例4所得注浆料的性能参数表
Figure BDA0003389005970000101

Claims (10)

1.一种用于外墙饰面砖空鼓修复的注浆料，其特征在于：采用一种三组份聚合物改性磷酸盐水泥注浆料，所述的三组份由以下重量百分比的原料组成：
甲组份：
金属氧化物 70-85%，
塑性膨胀剂 0.1-1%，
纤维素醚 0.01-0.05%，
纤维 0.03-0.1%，
调凝剂 5-10%，
石英粉 10-20%；
乙组份：
磷酸盐 15-25%，
矿物掺合料 40-60%，
石英砂 15-45%；
丙组份：
憎水型乳液 10-20%，
分散剂 2-5%，
消泡剂 0.01-0.05%，
水 75-88%；
在甲组份中，所述的金属氧化物采用氧化镁，其煅烧温度为1250-1400℃，比表面积为2000 cm2/g；所述的塑性膨胀剂采用偶氮类化合物，其细度为325目；所述的纤维采用纤维素纤维，其长度为纳米级；
在丙组份中，所述的分散剂为嵌段酯类聚羧酸减水剂，其固含量为50%；
其中，甲组份、乙组份、丙组份的用量比为1：1：0.6-0.7；氧化镁和磷酸盐的用量比为3.3-4.7：1。
2.根据权利要求1所述的注浆料，其特征在于：所述的纤维素醚采用羟乙基纤维素醚；所述的调凝剂采用硼砂。
3.根据权利要求2所述的注浆料，其特征在于：所述的羟乙基纤维素醚粘度为300-400mPa•s；所述的硼砂细度为100目；所述的石英粉细度为200-300目。
4.根据权利要求1所述的注浆料，其特征在于：在乙组份中，所述的磷酸盐采用磷酸二氢钾、磷酸二氢胺中一种或两种的混合物；所述的矿物掺合料采用粉煤灰、硅灰中一种或两种的混合物。
5.根据权利要求4所述的注浆料，其特征在于：所述的粉煤灰的等级为一级；所述的石英砂细度为100-200目。
6.根据权利要求1所述的注浆料，其特征在于：在丙组份中，所述的憎水型乳液采用有机硅改性的乙烯、月桂酸乙烯酯、氯乙烯的三元共聚乳液，其固含量为48%；所述的消泡剂采用聚醚类消泡剂。
7.如权利要求1-6任一项所述注浆料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤 ：
（1）将金属氧化物、塑性膨胀剂、纤维素醚、纤维、调凝剂、石英粉依次按比例加入混合机搅拌，混合均匀后包装形成甲组份；
（2）将磷酸盐、矿物掺合料、石英砂依次按比例计量加入混合机搅拌，混合均匀后包装形成乙组份；
（3）将憎水型乳液、分散剂、消泡剂、水依次按比例计量加入搅拌容器，混合均匀后包装形成丙组份；
（4）使用时，将甲组份、乙组份、丙组份按1:1:0.6-0.7的比例进行搅拌，具体如下：先将甲组份、乙组份分别放入甲储存仓、乙储存仓，丙组分放入液料箱中；再通过PLC设置甲组份、乙组份、丙组份的比例，将采取失重法微计量混合后的甲组份、乙组份以及采用高精度齿轮计量泵控制的丙组份分别输送至二次混合器中；然后将甲组份、乙组份、丙组份在二次混合器中搅拌均匀，得到注浆料；最后将所得的注浆料经活塞气缸由注浆输送管道输送到注浆枪进行注浆；
（5）注浆完成后，进行清洁流程。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述的甲组份、乙组份通过变频螺旋输送装置输送至二次混合器中；所述的二次混合器采取高速励磁电机，二次混合器内设有与所述高速励磁电机相连的搅拌桨叶，所述的搅拌桨叶采取剪切和刮壁双重模式。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述的二次混合器下部设有与PLC相连的切换阀，进行清洁流程时，通过PLC控制切换阀调整位置，调整清洁流程。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述的清洁流程分为二次混合器清洁流程和注浆输送管道清洁流程，
所述的二次混合器清洁流程为：打开切换阀，二次混合器中剩余浆料由活塞气缸吸入，残余浆料再经水气枪清理后从切换阀排出；
所述的注浆输送管道清洁流程为：打开切换阀，活塞气缸吸入大量空气后关闭切换阀，活塞气缸动作，空气经过压缩后进入注浆输送管道将管道中的浆料压出进入注浆枪排出，多次反复操作把管道中的浆料清理干净，注浆输送管道残余管壁浆料再通活塞气缸吸入适量清水反复冲洗至干净。
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