CN114573306A - 一种高强速凝混凝土修补材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强速凝混凝土修补材料，包括以下重量份的原料：玄武岩短切纤维0‑5份，短切碳纤维0‑5份，硫铝酸盐水泥35‑400份，硅酸盐水泥25‑400份，硬石膏10‑25份，硅灰10‑25份，粉煤灰10‑35份，膨胀剂10‑25份，可再分散乳胶粉8‑35份，石英砂450‑560份，减水剂2‑5份，促凝剂0.2‑1.2份，缓凝剂0‑0.8份，干粉消泡剂0.6‑2份，羟丙基甲基纤维素0‑0.6份。本发明将玄武岩短切纤维与短切碳纤维作为主要增强材料，加入快硬水泥与多种辅料相互作用，产品超早强性能，施工周期短，具有自动找平功能、高抗折、高强、抗冻融破坏、使用寿命长。
Description
技术领域
本发明属于混凝土技术领域，更具体的说是涉及一种高强速凝混凝土修补材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着国家经济发展，大兴土木，早期浇筑的混凝土逐渐开始出现破损，特别是一些重要领域，如：桥梁伸缩缝、道路检查井、机场跑道、码头、油库、加油站、化工仓库、地下车库，这些领域是只能浇筑混凝土而且没有材料能够代替，这些领域浇筑的的混凝土破损后严重影响经济发展，交通安全，人身安全，甚至造成国家财产的损失，如何快速修复更换混凝土破损部位成为很多施工单位亟待解决的问题。
传统维护方式是凿除原混凝土后浇筑新的混凝土，这种方法不仅人工和物料成本高昂，而且因为普通混凝土需要养护周期而影响使用，造成经济损失。
近年来，市场已经在流通一些快速抢修材料，但是由于采用的是耐老化性能差的石油类人工纤维，混凝土材料存在耐久性能差，易开裂、拉伸强度低、抗折强度低等弊端，导致抢修位置不能长期使用，损坏后影响使用，造成人力、物力等经济损失，甚至造成国家财产损失。聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维由石油提炼物制成的，石油作为不可再生资源，而且提炼过程会造成污染。
另外，外掺钢纤维的修补材料施工复杂，难以混合均匀，达不到产品最佳设计性能，掺加钢纤维材料混合需要振捣、难施工、在海工混凝土应用中易锈蚀，钢纤维材料混合对混凝土或修补层产生二次破坏，钢纤维在应用中，处理不好会裸露在外，对行人、车辆、飞机造成伤害，钢纤维不能用于薄层抢修，所以不适合大量推广。
因此，研发一种具有耐久、美观度，施工快、场景使用快等优点的高强速凝混凝土修补材料及其制备方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种高强速凝混凝土修补材料及其制备方法和应用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高强速凝混凝土修补材料，包括以下重量份的原料：玄武岩短切纤维0-5份，短切碳纤维0-5份，硫铝酸盐水泥35-400份，硅酸盐水泥25-400份，硬石膏10-25份，硅灰10-25份，粉煤灰10-35份，膨胀剂10-25份，可再分散乳胶粉10-35份，石英砂450-560份，减水剂2-5份，促凝剂0.2-1.2份，缓凝剂0-0.8份，干粉消泡剂0.6-2份，羟丙基甲基纤维素0-0.6份。
本发明的有益效果：本发明将玄武岩短切纤维与短切碳纤维作为主要增强材料，加入快硬水泥与多种辅料相互作用，产品具有超早强性能，施工周期短，具有自动找平功能、高抗折、高强、抗冻融破坏，使用寿命长。本发明掺加玄武岩纤维作为与水泥、石英砂同种的无机材料，相容性更好，比重相等，玄武岩纤维与碳纤维抗拉强度均高于同质量钢纤维或石油类纤维，玄武岩纤维与碳纤维热膨胀系数稳定、导热低、易分散、不老化、强度高，通过优化配比制得的特种修补材料各种性能指标更好。
进一步，上述一种高强速凝混凝土修补材料包括以下重量份的原料：玄武岩纤维2.5份，短切碳纤维2.5份，硫铝酸盐水泥400份，硅酸盐水泥40份，硬石膏10份，硅灰15份，粉煤灰10份，膨胀剂15份，可再分散乳胶粉8份，石英砂490份，减水剂5份，促凝剂1.2份，干粉消泡剂2份。
进一步，上述石英砂包括以下重量份的原料：粗砂300份，中砂100份，细砂90份，所述粗粒径砂的粒径为2.36mm-3.75mm，所述中粒径砂的粒径为0.6mm-1.18mm，所述细粒径砂的粒径为0.15mm-0.3mm。
进一步，上述膨胀剂为河南建文特材科技有限公司生产；
可再分散性乳胶粉是醋酸乙烯酯与乙烯的共聚缩合物或丙烯酸酯与乙烯醇共聚物类胶粉；
减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，巴斯夫(中国)有限公司生产，型号2651F；
促凝剂是电池级碳酸锂；
缓凝剂为硼酸与酒石酸的混合物，硼酸与酒石酸重量比为1:1；
干粉消泡剂是明凌P841；
羟丙基甲基纤维素是国产400粘度产品；
本发明还提供一种高强速凝混凝土修补材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述高强速凝混凝土修补材料称取各原料；
(2)将各原料投入搅拌罐中混合均匀，制得上述高强速凝混凝土修补材料。
本发明的有益效果：高强速凝混凝土修补材料的制备方法工艺简单，操作方便，适合大规模应用和发展。
进一步，上述混合转速为60转/分钟，混合时间为5-10分钟。
本发明还提供一种高强速凝混凝土修补材料的使用方法，将上述高强速凝混凝土修补材料加入水混合均匀，上述水的加入量为高强速凝混凝土修补材料重量的13-20％。
进一步，上述混合转速为300-400转/分钟，混合时间为3-5分钟。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1-5各组分具体如下：
膨胀剂为河南建文特材科技有限公司生产；
可再分散性乳胶粉是醋酸乙烯酯与乙烯的共聚缩合物或丙烯酸酯与乙烯醇共聚物类胶粉；
减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，巴斯夫(中国)有限公司生产，型号2651F；
促凝剂是电池级碳酸锂；
缓凝剂为硼酸与酒石酸的混合物，硼酸与酒石酸重量比为1:1；
干粉消泡剂是明凌P841；
羟丙基甲基纤维素是国产400粘度产品；
石英砂是由粗粒径砂、中粒径砂和细粒径砂组成，粗粒径砂的粒径为2.36mm-3.75mm，中粒径砂的粒径为0.6mm-1.18mm，细粒径砂的粒径为0.15mm-0.3mm。
实施例1
高强速凝混凝土修补材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取玄武岩短切纤维2.5千克，短切碳纤维2.5千克，硫铝酸盐水泥400千克，硅酸盐水泥40千克，硬石膏10千克，硅灰20千克，粉煤灰10千克，膨胀剂15千克，可再分散乳胶粉10千克，粗砂300千克，中砂100千克，细砂90千克，石英砂总数为490千克，减水剂5千克，促凝剂1.2千克，干粉消泡剂2千克；
(2)将各原料投入搅拌罐中混合均匀，混合转速为60转/分钟，混合时间为5分钟，制得高强速凝混凝土修补材料，将高强速凝混凝土修补材料加入水混合均匀，混合转速为300转/分钟，混合时间为3分钟,即可应用于低温环境抢修高强混凝土修补材料，水的加入量为高强速凝混凝土修补材料重量的13％。
实施例2
高强速凝混凝土修补材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取玄武岩短切纤维2千克，短切碳纤维2千克，硫铝酸盐水泥350千克，硅酸盐水泥35千克，硬石膏10千克，硅灰12千克，粉煤灰25千克，膨胀剂12千克，可再分散乳胶粉10千克，粗砂240千克，中砂170千克，细砂140千克，石英砂总数为550千克，减水剂3.0千克，促凝剂0.8千克，缓凝剂0.4千克，干粉消泡剂2千克，羟丙基甲基纤维素0.2千克；
(2)将各原料投入搅拌罐中混合均匀，混合转速为60转/分钟，混合时间为6分钟，制得高强速凝混凝土修补材料，将高强速凝混凝土修补材料加入水混合均匀，混合转速为350转/分钟，混合时间为3分钟,即可应用于混凝土专用抢修工程材料，水的加入量为高强速凝混凝土修补材料重量的13％。
实施例3
高强速凝混凝土修补材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取玄武岩短切纤维3千克，短切碳纤维0.5千克，硫铝酸盐水泥325千克，硅酸盐水泥50千克，硬石膏15千克，硅灰10千克，粉煤灰35千克，膨胀剂20千克，可再分散乳胶粉30千克，石英砂细砂510千克，减水剂4千克，促凝剂0.8千克，缓凝剂0.4千克，干粉消泡剂1.2千克，羟丙基甲基纤维素0.3千克；
(2)将各原料投入搅拌罐中混合均匀，混合转速为60转/分钟，混合时间为8分钟，制得高强速凝混凝土修补材料，将高强速凝混凝土修补材料加入水混合均匀，混合转速为400转/分钟，混合时间为4分钟,即可应用于高强速凝混凝土浅层修补材料的制备方法，水的加入量为高强速凝混凝土修补材料重量的20％。
实施例4
高强速凝混凝土修补材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取短切碳纤维5千克，硫铝酸盐水泥380千克，硅酸盐水泥35千克，硬石膏18千克，硅灰18千克，粉煤灰35千克，膨胀剂20千克，可再分散乳胶粉35千克，石英砂细砂450千克，减水剂5千克，促凝剂1千克，缓凝剂0.8千克，干粉消泡剂2千克，羟丙基甲基纤维素0.2千克；
(2)将各原料投入搅拌罐中混合均匀，混合转速为60转/分钟，混合时间为8分钟，制得高强速凝混凝土修补材料，将高强速凝混凝土修补材料加入水混合均匀，混合转速为400转/分钟，混合时间为5分钟,即可应用于机场跑道混凝土路面高强速凝修补材料，水的加入量为高强速凝混凝土修补材料重量的20％。
实施例5
高强速凝混凝土修补材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取玄武岩短切纤维1.6千克，硫铝酸盐水泥75千克，硅酸盐水泥285千克，硬石膏15千克，硅灰10千克，粉煤灰35千克，膨胀剂15千克，可再分散乳胶粉25千克，中砂200千克，细砂360千克，石英砂总数为560千克，减水剂3千克，促凝剂0.4千克，干粉消泡剂0.8千克，羟丙基甲基纤维素0.3千克；
(2)将各原料投入搅拌罐中混合均匀，混合转速为60转/分钟，混合时间为10分钟，制得高强速凝混凝土修补材料，将高强速凝混凝土修补材料加入水混合均匀，混合转速为400转/分钟，混合时间为5分钟,即可应用于经济型高强速凝混凝土修补材料，水的加入量为高强速凝混凝土修补材料重量的18％。
效果实验
测定实施例1-5高强速凝混凝土修补材料的抗压强度、抗折强度、粘结强度、流动度、300次冻融循环抗压强度和抗折强度变化。效果实验中使用的压力试验机为型号DYE-300D，无锡建仪实验器材有限公司生产；养护箱型号HBY-40A，无锡建仪实验器材有限公司生产，养护温度22℃；冻融循环试验箱，型号TDS300，南京安耐试验设备有限公司生产；抗压、抗折试模：40*40*160试模。测定结果见表1.
表1
由表1可知，本发明将玄武岩短切纤维与短切碳纤维作为主要增强材料，加入快硬水泥与多种辅料相互作用，产品具有超早强性能，施工周期短，具有自动找平功能、高抗折、高强、抗冻融破坏，使用寿命长。
对所公开的实施例的说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种高强速凝混凝土修补材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：玄武岩短切纤维0-5份，短切碳纤维0-5份，硫铝酸盐水泥35-400份，硅酸盐水泥25-400份，硬石膏10-25份，硅灰10-25份，粉煤灰10-35份，膨胀剂10-25份，可再分散乳胶粉8-35份，石英砂450-560份，减水剂2-5份，促凝剂0.2-1.2份，缓凝剂0-0.8份，干粉消泡剂0.6-2份，羟丙基甲基纤维素0-0.6份。
2.根据权利要求1所述一种高强速凝混凝土修补材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：玄武岩纤维2.5份，短切碳纤维2.5份，硫铝酸盐水泥400份，硅酸盐水泥40份，硬石膏10份，硅灰15份，粉煤灰10份，膨胀剂15份，可再分散乳胶粉8份，石英砂490份，减水剂5份，促凝剂1.2份，干粉消泡剂2份。
3.根据权利要求1所述一种高强速凝混凝土修补材料，其特征在于，所述石英砂包括以下重量份的原料：粗砂300份，中砂100份，细砂90份，所述粗粒径砂的粒径为2.36mm-3.75mm，所述中粒径砂的粒径为0.6mm-1.18mm，所述细粒径砂的粒径为0.15mm-0.3mm。
4.一种高强速凝混凝土修补材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照权利要求1-3任一项所述高强速凝混凝土修补材料称取各原料；
(2)将各原料投入搅拌罐中混合均匀，制得所述高强速凝混凝土修补材料。
5.根据权利要求4所述一种高强速凝混凝土修补材料的制备方法，其特征在于，所述混合转速为60转/分钟，混合时间为5-10分钟。
6.一种高强速凝混凝土修补材料的使用方法，其特征在于，将权利要求1-3任一项所述高强速凝混凝土修补材料加入水混合均匀，所述水的加入量为高强速凝混凝土修补材料重量的13-20％。
7.根据权利要求6所述一种高强速凝混凝土修补材料的使用方法，其特征在于，所述混合转速为300-400转/分钟，混合时间为3-5分钟。
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