CN114644497A - 一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料及其制备方法，涉及裂缝修补领域，由如下原料制成：超细硅酸盐水泥、超细硫铝酸盐水泥、铁铝酸四钙、硅酸二钙、渗透结晶材料和辅助剂；其中铁铝酸四钙和硅酸二钙由石灰石、页岩、硅土、黄铁矿石的原料高温煅烧加工而成。本发明中，结晶渗透型产品是由硅酸盐水泥、骨料和可溶性硅酸盐混合物组成的，同时加入一些辅助剂来缓解可溶性硅酸盐与游离钙发生化学反应的程度；可溶性硅酸盐能与混凝土结构中的游离钙发生化学反应生成硅酸钙晶体，这些硅酸钙晶体是不溶于水的，它们就象塞子一样，将一定深度结构层中的毛细孔堵塞，提高结构和涂层的水密性，达到防水的效果，保证混凝土的整体密封效果。
Description
技术领域
本发明涉及裂缝修补领域，尤其涉及一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料及其制备方法。
背景技术
提到混凝土，大家都比较了解，其在运用上极其广泛。我们所见的道路桥梁，墙面地面等都要用到它。但是混凝土存在一个弊端，就是裂缝问题。混凝土裂缝如何修补：
1、表面修补法，顾名思义就是对于表面裂缝进行处理，直接使用混凝土或其他修补材料涂抹。通常这种裂缝不会影响承载力。也可以用于大面积细裂缝的防漏。
2、灌胶法，对结构的整体性会造成影响的裂缝，或者对防渗要求比较高的时候可以采用这个方法。利用压力设备加压，对着裂缝把灌缝胶压进去，这样等胶干燥变硬之后，就把裂缝给封堵住了，和原来的混凝土变成了一个整体。
3、使用填充的方法对进行的局部修复，还可以采用预应力法，将部分凿除而后重新浇筑混凝土。
4、混凝土替换的方法。如果混凝土损坏严重的话就可以采取这个方法。对于出现这样的情况，这个方法是比较有效的。先剔除掉损坏的区域，替换成新的混凝土或者其他的修补材料进行处理。
国内近几年对灌浆修补材料的研究十分活跃并取得了很大进展，从材料的性能和成本方面都有所突破。但目前总体上市面常见的聚氨酯灌浆材料进行裂缝修补，其中聚氨酯灌浆材料中多含有机溶剂如甲苯、苯和丙酮等，这些溶剂具有易燃易爆、易挥发、毒性大等缺点，不仅污染环境还对现场施工人员造成严重的健康危害。由于常见溶剂的沸点和燃点都比较低，因此不适用于密闭空间或地下作业，运输过程中也存在易燃易爆等安全隐患。
常见的聚氨酯灌浆材料多为单组分产品，单组分产品存在可操作时间短、固化效果和固化强度易受水量影响等缺点，导致了其应用范围有一定的局限性，因此会再次造成混凝土出现二次裂缝等缺陷；
基于上述问题，本发明提出一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料及其制备方法，以解决上述技术问题。
本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：
一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料及其制备方法，由如下重量配比的原料制成：
超细硅酸盐水泥5-10％、超细硫铝酸盐水泥20-30％、铁铝酸四钙10-20％、硅酸二钙10-15％、渗透结晶材料5-15％和辅助剂5-10％；
其中铁铝酸四钙和硅酸二钙由石灰石、页岩、硅土、黄铁矿石的原料高温煅烧加工而成；
渗透结晶材料包含有可溶性硅酸盐和游离钙，其中游离钙分布在混凝土结构中，可溶性硅酸盐和游离钙反应生成硅酸钙晶体。
优选的，辅助剂包含有发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂和防冻剂。
优选的，泡沫稳定剂为水溶性有机硅氧烷类化合物或者水溶性的聚醚硅氧烷化合物。
优选的，发泡剂选用过氧化叔丁醇或者非离子表面活性剂型发泡剂。
优选的，防冻剂由硫酸钠，氯化钠，亚硝酸钠，木质磺酸钙和萘系高效减水剂混合组成。
优选的，渗透结晶材料的化学方程式为：
Ca(OH)2+Si02+H2O→Ca0·Si02·H2O。
优选的，铁铝酸四钙的水化反应式为：
4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O＝3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O。
优选的，硅酸二钙的水化反应式为：
2CaO·SiO2+nH2O＝2CaO·SiO2·nH2O。
优选的，铁铝酸四钙和硅酸二钙的制作包括如下步骤：
(1)使用前，需要对搅拌机进行预热；
(2)使用时，首先将石灰石、页岩、硅土和黄铁矿石送入到破碎机内进行破碎，并打磨碾碎，随后进行混合处理，混合后导入搅拌机内进行搅拌处理，使多个原料混合均匀；
(3)将步骤(2)中产生的混合原料进行烘干处理，随后逐渐高温预热，最后导入到旋窑内进行煅烧处理，最后形成铁铝酸四钙和硅酸二钙的混合物，即C4AF·C2S；
(4)在步骤(2)的混合搅拌过程中，搅拌机需要进行加热处理，即物料在搅拌机内搅拌的同时，搅拌机进行加热处理，边加热边混合，实现物料的充分混合处理，直至形成粉末状。
优选的，一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、首先取上述步骤制得的超细硅酸盐水泥5-10％、超细硫铝酸盐水泥20-30％、铁铝酸四钙10-20％、硅酸二钙10-15％和渗透结晶材料，将上述材料导入到搅拌机内进行混合，混合后形成初步灌装混合物；
S2、随后取辅助剂，将辅助剂导入到步骤(1)中的初步灌装混合物内，并与灌装混合物在搅拌机内进行再次混合搅拌处理；进而形成灌装材料；
S3、最后将灌装材料取出，并使用烘干机进行烘干处理，烘干后灌装材料烘干形成粉末状，最后导入到包装袋内，放入到干燥空间内进行存放，便于后期分批使用。
本发明的有益效果是：
本发明通过设计一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料及其制备方法，首先，结晶渗透型产品是由硅酸盐水泥、骨料和可溶性硅酸盐混合物组成的，同时加入一些辅助剂来缓解可溶性硅酸盐与游离钙发生化学反应的程度；可溶性硅酸盐能与混凝土结构中的游离钙发生化学反应生成硅酸钙晶体，这些硅酸钙晶体是不溶于水的，它们就象塞子一样，将一定深度的结构层中的毛细孔堵塞，从而提高结构和涂层的水密性，达到防水的效果，进而保证混凝土的整体密封效果。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料及其制备方法，按重量组份计，由如下配比的原料制成：
超细硅酸盐水泥10％、超细硫铝酸盐水泥30％、铁铝酸四钙20％、硅酸二钙15％、渗透结晶材料15％和辅助剂10％；
其中铁铝酸四钙和硅酸二钙由石灰石、页岩、硅土、黄铁矿石的原料高温煅烧加工而成；
渗透结晶材料包含有可溶性硅酸盐和游离钙，其中游离钙分布在混凝土结构中，可溶性硅酸盐和游离钙反应生成硅酸钙晶体。
实施例2
一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料及其制备方法，按重量组份计，由如下配比的原料制成：
超细硅酸盐水泥20％、超细硫铝酸盐水泥30％、铁铝酸四钙20％、硅酸二钙20％、渗透结晶材料5％和辅助剂5％；
其中铁铝酸四钙和硅酸二钙由石灰石、页岩、硅土、黄铁矿石的原料高温煅烧加工而成；
渗透结晶材料包含有可溶性硅酸盐和游离钙，其中游离钙分布在混凝土结构中，可溶性硅酸盐和游离钙反应生成硅酸钙晶体。
实施例3
一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料及其制备方法，按重量组份计，由如下配比的原料制成：
超细硅酸盐水泥15％、超细硫铝酸盐水泥20％、铁铝酸四钙20％、硅酸二钙20％、渗透结晶材料15％和辅助剂10％；
其中铁铝酸四钙和硅酸二钙由石灰石、页岩、硅土、黄铁矿石的原料高温煅烧加工而成；
渗透结晶材料包含有可溶性硅酸盐和游离钙，其中游离钙分布在混凝土结构中，可溶性硅酸盐和游离钙反应生成硅酸钙晶体。
实施例4
具体的，辅助剂包含有发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂和防冻剂。泡沫稳定剂为水溶性有机硅氧烷类化合物。选用机硅氧烷类化合物，是因为有机硅氧烷结构化合物其表面张力很低,容易吸附于表面,在液面上易铺展,因此是一种优良的泡沫稳定剂，可以在相当长的时间内防止泡沫生成，且还具有消泡的作用。
实施例5
具体的，辅助剂包含有发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂和防冻剂。泡沫稳定剂为水溶性的聚醚硅氧烷化合物。聚醚硅氧烷化合物也是效果良好的泡沫稳定剂。
实施例6
具体的，辅助剂包含有发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂和防冻剂。发泡剂选用过氧化叔丁醇。
实施例7
具体的，辅助剂包含有发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂和防冻剂。发泡剂选用非离子表面活性剂型发泡剂。
实施例8
具体的，辅助剂包含有发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂和防冻剂。防冻剂由硫酸钠，氯化钠，亚硝酸钠，木质磺酸钙和萘系高效减水剂混合组成。由硫酸钠，氯化钠，亚硝酸钠，木质磺酸钙和萘系高效减水剂形成的防冻剂，其主要效果为：防冻剂混凝土在负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期性能以及在低温下防止物料中水分结冰的物质。保证负温下混凝土的正常施工，降低混凝土拌和物中的冰点。可以与减水剂、引气剂等复合防冻，效果更好。用于各种混凝土工程，在寒冷季节施工时使用。
实施例9
作为进一步实施例，渗透结晶材料的化学方程式为：Ca(OH)2+Si02+H2O→Ca0·Si02·H2O；
铁铝酸四钙的水化反应式为：
4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O＝3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O；
硅酸二钙的水化反应式为：
2CaO·SiO2+nH2O＝2CaO·SiO2·nH2O；
可溶性硅酸盐能与混凝土结构中的游离钙发生化学反应生成硅酸钙晶体，这些硅酸钙晶体是不溶于水的，它们就象塞子一样，将一定深度的结构层中的毛细孔堵塞，从而提高结构和涂层的水密性，达到防水的效果，进而保证混凝土的整体密封效果。
本申请一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料的制备方法，其中铁铝酸四钙和硅酸二钙的制作包括如下步骤：
(1)使用前，需要对搅拌机进行预热；
(2)使用时，首先将石灰石、页岩、硅土和黄铁矿石送入到破碎机内进行破碎，并打磨碾碎，随后进行混合处理，混合后导入搅拌机内进行搅拌处理，使多个原料混合均匀；
(3)将步骤(2)中产生的混合原料进行烘干处理，随后逐渐高温预热，最后导入到旋窑内进行煅烧处理，最后形成铁铝酸四钙和硅酸二钙的混合物，即C4AF·C2S；
(4)在步骤(2)的混合搅拌过程中，搅拌机需要进行加热处理，即物料在搅拌机内搅拌的同时，搅拌机进行加热处理，边加热边混合，实现物料的充分混合处理，直至形成粉末状。
本申请一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、首先取上述步骤制得的超细硅酸盐水泥5-10％、超细硫铝酸盐水泥20-30％、铁铝酸四钙10-20％、硅酸二钙10-15％和渗透结晶材料，将上述材料导入到搅拌机内进行混合，混合后形成初步灌装混合物；
S2、随后取辅助剂，将辅助剂导入到步骤(1)中的初步灌装混合物内，并与灌装混合物在搅拌机内进行再次混合搅拌处理；进而形成灌装材料；
S3、最后将灌装材料取出，并使用烘干机进行烘干处理，烘干后灌装材料烘干形成粉末状，最后导入到包装袋内，放入到干燥空间内进行存放，便于后期分批使用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明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发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料，其特征在于：由如下重量配比的原料制成：
超细硅酸盐水泥10-20％、超细硫铝酸盐水泥20-30％、铁铝酸四钙10-20％、硅酸二钙10-20％、渗透结晶材料5-15％和辅助剂5-10％；
其中铁铝酸四钙和硅酸二钙由石灰石、页岩、硅土、黄铁矿石的原料高温煅烧加工而成；
渗透结晶材料包含有可溶性硅酸盐和游离钙，其中游离钙分布在混凝土结构中，可溶性硅酸盐和游离钙反应生成硅酸钙晶体。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料，其特征在于：所述辅助剂包含有发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂和防冻剂。
3.根据权利要求2所述的一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料，其特征在于：所述泡沫稳定剂为水溶性有机硅氧烷类化合物或者水溶性的聚醚硅氧烷化合物。
4.根据权利要求2所述的一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料，其特征在于：所述发泡剂选用过氧化叔丁醇或者非离子表面活性剂型发泡剂。
5.根据权利要求2所述的一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料，其特征在于：所述防冻剂由硫酸钠，氯化钠，亚硝酸钠，木质磺酸钙和萘系高效减水剂混合组成。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料，其特征在于：所述渗透结晶材料的化学方程式为：
Ca(OH)2+Si02+H2O→Ca0·Si02·H2O。
7.根据权利要求6所述的一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料，其特征在于：所述铁铝酸四钙的水化反应式为：
4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O＝3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O。
8.根据权利要求7所述的一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料，其特征在于：所述硅酸二钙的水化反应式为：
2CaO·SiO2+nH2O＝2CaO·SiO2·nH2O。
9.根据权利要求8所述的一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料的制备方法，其特征在于：所述铁铝酸四钙和硅酸二钙的制作包括如下步骤：
(1)使用前，需要对搅拌机进行预热；
(2)使用时，首先将石灰石、页岩、硅土和黄铁矿石送入到破碎机内进行破碎，并打磨碾碎，随后进行混合处理，混合后导入搅拌机内进行搅拌处理，使多个原料混合均匀；
(3)将步骤(2)中产生的混合原料进行烘干处理，随后逐渐高温预热，最后导入到旋窑内进行煅烧处理，最后形成铁铝酸四钙和硅酸二钙的混合物，即C4AF·C2S；
(4)在步骤(2)的混合搅拌过程中，搅拌机需要进行加热处理，即物料在搅拌机内搅拌的同时，搅拌机进行加热处理，边加热边混合，实现物料的充分混合处理，直至形成粉末状。
10.根据权利要求9所述的一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、首先取上述步骤制得的超细硅酸盐水泥5-10％、超细硫铝酸盐水泥20-30％、铁铝酸四钙10-20％、硅酸二钙10-15％和渗透结晶材料，将上述材料导入到搅拌机内进行混合，混合后形成初步灌装混合物；
S2、随后取辅助剂，将辅助剂导入到步骤(1)中的初步灌装混合物内，并与灌装混合物在搅拌机内进行再次混合搅拌处理；进而形成灌装材料；
S3、最后将灌装材料取出，并使用烘干机进行烘干处理，烘干后灌装材料烘干形成粉末状，最后导入到包装袋内，放入到干燥空间内进行存放，便于后期分批使用。
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| CN202210432514.9A CN114644497A (zh) | 2022-04-23 | 2022-04-23 | 一种混凝土裂缝修补用自结晶型灌浆材料及其制备方法 |
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2022
- 2022-04-23 CN CN202210432514.9A patent/CN114644497A/zh active Pending
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