CN114477941B - 一种快速修补灌浆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速修补灌浆料及其制备方法，其中快速修补灌浆料按重量份计，其是由如下原料组成的：水泥300‑350份；膨胀剂16‑20份；高强石膏60‑80份；偏高岭土30‑40份；石英砂400‑450份；消泡剂0.4‑0.6份；纤维素醚0.2‑0.4份；流变助剂0.2‑0.4份；甲酸钙5‑8份；碳酸锂1.5‑3份；酒石酸0.5‑2份；葡萄糖酸钠0.8‑1.5份。本发明的快速修补灌浆料能够快速硬化，有利于缩短工期；且快速硬化与膨胀率符合要求，超出预期。

Description

一种快速修补灌浆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种快速修补灌浆料及其制备方法。
背景技术
混凝土作为应用最广泛的建筑材料之一，在道路、桥梁、房屋等结构建筑中起到了至关重要的作用。虽然混凝土材料的耐久性较高，由于施工不当、过载使用、营运不当、冻融循环、自然灾害等因素，有混凝土工程出现裂缝、表面剥落等问题。因此研究可靠的快速修补材料对于混凝土结构的安全性和耐久性具有重要的意义。
理想的快速修补材料应具有易于施工、快硬早强、耐久性好的技术特点，由于新老混凝土界面在结构服役后较为薄弱，修补材料的粘结性能和收缩性能也至关重要。修补材料粘结性越强，新旧材料结合越稳固；旧混凝土已无收缩性，修补材料收缩性越大，剪应力和拉应力下越容易在界面形成开裂，造成二次破坏。目前针对混凝土结构的修补材料主要有普通水泥类混凝土(砂浆)、聚合物混凝土(砂浆)、特种水泥系列混凝土(砂浆)，但是上述三类修补材料对于高标准的满足结构需要还有所欠缺。
中国专利文献CN110041033A，公开了一种普通硅酸盐水泥外加甲酸钙、三异丙醇胺、聚乙烯醇等外加剂的路面快速修补材料，虽粘结强度高，但后期力学强度低，不利于工程长期服役。
中国专利文献CN105884253A，公开了一种快速修补的聚合物砂浆，该砂浆以天然彩砂为主要原料，以改性的双酚A环氧树脂为胶结料，以复配型改性脂肪胺为固化剂，以无机纳米粒子为增韧填料，添加适量的活性稀释剂、环氧树脂消泡剂、防老剂等，按比例配制而成，但该配方大规模应用成本高、凝结慢、早期强度低。
中国专利文献CN105130314A，公开了一种硫铝酸盐水泥外加膨胀剂、早强剂、增稠剂的快速修补改性水泥浆料，其早期强度虽然大幅度提高，但后期强度可能出现倒缩，且存在外加剂与特种水泥的适应性问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种快速修补灌浆料及其制备方法，该快速修补灌浆料能够快速硬化，有利于缩短工期；且快速硬化与膨胀率符合要求，超出预期。
所采用的技术方案为：
本发明的一种快速修补灌浆料，按重量份计，其是由如下原料组成的：
水泥300-350份；膨胀剂16-20份；高强石膏60-80份；偏高岭土30-40 份；石英砂400-450份；消泡剂0.4-0.6份；纤维素醚0.2-0.4份；流变助剂 0.2-0.4份；甲酸钙5-8份；碳酸锂1.5-3份；酒石酸0.5-2份；葡萄糖酸钠 0.8-1.5份。
进一步地，该快速修补灌浆料是由如下原料组成的：
水泥345份；膨胀剂18份；高强石膏70份；偏高岭土35份；石英砂430 份；消泡剂0.5份；纤维素醚0.2份；流变助剂0.2份；甲酸钙5份；碳酸锂 1.5份；酒石酸0.5份；葡萄糖酸钠0.8份。
高强石膏是一种强度较高的石膏。是石膏在1.3大气压下，124℃的饱和水蒸气下蒸炼，生成的α型半水石膏磨细制得高强石膏粉。由于在较高压力下分解而形成，高强石膏晶粒较粗，比表面积比较小，调成石膏浆体的可塑需水量很小，约为35-45％，因而硬化后孔隙率小，具有较高的强度(7天可达40MPa) 和密实度，故名高强石膏。
偏高岭土是以高岭土(Al2O3·2SiO2·2H2O)为原料，在适当温度下(600-900℃)经脱水形成的无水硅酸铝(Al2O3·2SiO2)。偏高岭土是经粉磨的细粉材料，颗粒尺寸为2μm左右，其比表面积约为25000m3/kg。该偏高岭土具有疏水特性，很容易地被分散到快速修补灌浆料中。掺入快速修补灌浆料中，偏高岭土会增加快速修补灌浆料的触变性，但不会影响快速修补灌浆料的流动特性。这可以减少泌水，改善自流平特性，并提供较好的平整面。
快速修补灌浆料具有分散的颗粒，需要用流变助剂来调整快速修补灌浆料的流动特性。流变助剂是使快速修补灌浆料的粘度提高的增稠剂。例如可以采用聚氨酯增稠剂作为流变助剂。聚氨酯增稠剂为嵌段结构的水溶性聚合物。中间部分包括一个或者是若干个亲水链段，端基则是亲水的。中间部分的链段间的连接，以及与端基的连接，主要是通过链段上的自由羟基与单/多异氰酸酯反应生成氨酯结构而实现。
进一步地，所述石英砂是由20-40目的石英砂与50-70目的石英砂混合而成的。
进一步地，所述石英砂是由20-40目的石英砂330份与50-70目的石英砂 100份混合而成的。
进一步地，所述水泥由42.5R普通硅酸盐水泥和高铝水泥混合而成的。
进一步地，所述水泥由42.5R普通硅酸盐水泥310份和高铝水泥35份混合而成的。
进一步地，所述膨胀剂为CSA膨胀剂。CSA膨胀剂是用回转窑特别烧制的以无水硫铝酸钙和氧化钙为主要矿物的熟料，配入适量天然硬石膏，通过特殊粉磨工艺制成的硫铝酸钙类膨胀剂。
进一步地，所述纤维素醚为聚阴离子纤维素。聚阴离子纤维素(PAC)属离子型纤维素醚类，是一种白色粉末。纤维素醚“包裹”住固体颗粒，并在其外表面形成一层润滑膜，使快速修补灌浆料体系更稳定，也提高了快速修补灌浆料在搅拌过程的流动性和施工的滑爽性。
本发明的上述的快速修补灌浆料的制备方法，包括如下步骤：
S1.将石英砂与偏高岭土、甲酸钙混合搅拌均匀，获得混合物A；
S2.将水泥与膨胀剂、高强石膏混合搅拌均匀，然后添加到混合物A中并混合均匀，获得混合物B；
S3.向混合物B中添加消泡剂、流变助剂、碳酸锂、酒石酸与葡萄糖酸钠，混合搅拌均匀，获得混合物C；
S4.向混合物C中添加所述纤维素醚，混合搅拌均匀，获得快速修补灌浆料。
进一步地，步骤S1-S4中搅拌时间均为10-20min。
本发明的有益效果在于：
本发明的快速修补灌浆料能够快速硬化，有利于缩短工期；且快速硬化与膨胀率符合要求，超出预期。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。
实施例1
一种快速修补灌浆料，按重量份计，其是由如下原料组成的：
水泥300份；CSA膨胀剂16份；高强石膏60份；偏高岭土30份；石英砂 400份；消泡剂0.4份；PAC 0.2份；流变助剂0.2份；甲酸钙5份；碳酸锂1.5-3 份；酒石酸0.5份；葡萄糖酸钠0.8份。
石英砂是由20-40目的石英砂320份与50-70目的石英砂90份混合而成的。
水泥由42.5R普通硅酸盐水泥270份和高铝水泥30份混合而成的。
该快速修补灌浆料的制备方法，包括如下步骤：
S1.将石英砂与偏高岭土、甲酸钙混合搅拌均匀，搅拌时间为10-20min，获得混合物A；
S2.将水泥与膨胀剂、高强石膏混合搅拌均匀，搅拌时间为10-20min，然后添加到混合物A中并混合均匀，获得混合物B；
S3.向混合物B中添加消泡剂、流变助剂、碳酸锂、酒石酸与葡萄糖酸钠，混合搅拌均匀，搅拌时间为10-20min，获得混合物C；
S4.向混合物C中添加所述纤维素醚，混合搅拌均匀，搅拌时间为10-20min，获得快速修补灌浆料。
实施例2
参照实施例1，与实施例1不同的是，本实施例的一种快速修补灌浆料，按重量份计，其是由如下原料组成的：
水泥345份；CSA膨胀剂18份；高强石膏70份；偏高岭土35份；石英砂 430份；消泡剂0.5份；PAC 0.2份；流变助剂0.2份；甲酸钙5份；碳酸锂1.5 份；酒石酸0.5份；葡萄糖酸钠0.8份。
石英砂是由20-40目的石英砂330份与50-70目的石英砂100份混合而成的。
水泥由42.5R普通硅酸盐水泥310份和高铝水泥35份混合而成的。
制备方法参照实施例1。
实施例3
参照实施例1，与实施例1不同的是，本实施例的一种快速修补灌浆料，按重量份计，其是由如下原料组成的：
水泥350份；CSA膨胀剂20份；高强石膏80份；偏高岭土40份；石英砂 450份；消泡剂0.6份；PAC 0.4份；流变助剂0.4份；甲酸钙8份；碳酸锂3 份；酒石酸2份；葡萄糖酸钠1.5份。
石英砂是由20-40目的石英砂340份与50-70目的石英砂110份混合而成的。
水泥由42.5R普通硅酸盐水泥300份和高铝水泥50份混合而成的。
制备方法参照实施例1。
快速修补灌浆料施工方法：
将待修复处的松散混凝土、碳化混凝土、油脂等污物清理干净，然后将实施例2的快速修补灌浆料加入适量水搅拌5-10min,得到均匀料液后，快速倒入修补处，用机械设备捣鼓密实、抹平即可。并注意浇水养护1-3天。
测试实施例2的快速修补灌浆料的性能，测试结果如下表1所示。
表1
指标 测试值
加水量/wt％ 14
初凝时间/min 45
终凝时间/h 3
初始流动度/mm 300
30min流动度/mm 280
3h竖向膨胀率/％ 0.80
24h和3h膨胀值之差/％ 0.05
3h抗压强度/MPa 24
1d抗压强度/MPa 37
3d抗压强度/MPa 62
28d抗压强度/MPa 87
氯离子含量/％ 0.01
泌水率/％ 0
从表1可以看出，本发明的快速修补灌浆料能够快速硬化，有利于缩短工期；且快速硬化与膨胀率符合要求，超出预期。
本发明只列举了几个实施例，并不意味着只有这些实施例，本发明还可以在公开的配方范围内进行适当调整，得到更多的实施例。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种快速修补灌浆料，其特征在于，按重量份计，其是由如下原料组成的：
水泥345份；膨胀剂18份；高强石膏70份；偏高岭土35份；石英砂430份；消泡剂0.5份；纤维素醚0.2份；流变助剂0.2份；甲酸钙5份；碳酸锂1.5份；酒石酸0.5份；葡萄糖酸钠0.8份；所述膨胀剂为CSA膨胀剂；所述纤维素醚为聚阴离子纤维素。
2.根据权利要求1所述的快速修补灌浆料，其特征在于，所述石英砂是由20-40目的石英砂与50-70目的石英砂混合而成的。
3.根据权利要求1所述的快速修补灌浆料，其特征在于，所述石英砂是由20-40目的石英砂330份与50-70目的石英砂100份混合而成的。
4.根据权利要求1所述的快速修补灌浆料，其特征在于，所述水泥由42.5R普通硅酸盐水泥和高铝水泥混合而成的。
5.根据权利要求1所述的快速修补灌浆料，其特征在于，所述水泥由42.5R普通硅酸盐水泥310份和高铝水泥35份混合而成的。
6.一种权利要求1-5任一所述的快速修补灌浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.将石英砂与偏高岭土、甲酸钙混合搅拌均匀，获得混合物A；
S2.将水泥与膨胀剂、高强石膏混合搅拌均匀，然后添加到混合物A中并混合均匀，获得混合物B；
S3.向混合物B中添加消泡剂、流变助剂、碳酸锂、酒石酸与葡萄糖酸钠，混合搅拌均匀，获得混合物C；
S4.向混合物C中添加所述纤维素醚，混合搅拌均匀，获得快速修补灌浆料。
7.根据权利要求6所述的快速修补灌浆料的制备方法，其特征在于，步骤S1-S4中搅拌时间均为10-20min。
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