CN1154346A - 混凝土快速修复水泥 - Google Patents

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Abstract

本发明叙述的混凝土快速修复水泥是一种无机建筑材料，用含镁材料，含磷材料、白云岩、石英岩等填充材料，粉煤灰、玻璃纤维，缓凝剂等添加剂经破碎，分级、烘干粉磨制成的粉粒状单组分产品。本产品2小时抗压强度可达45MPa，适用于公路路面、工厂地面、飞机场跑道、桥梁盖板等承载混凝土快速修复。在使用中，只需用适量的水将本产品调和成流动性砂浆，注入混凝土的损坏处即可。在-10℃-38℃环境温度范围内均可使用，修复后的混凝土在数小时内恢复永久性使用。

Description

混凝土快速修复水泥
混凝土快速修复水泥属于建筑材料领域，更具体地说，属于承载混凝土修复材料。
用混凝土制备原材料或高分子化工材料对损坏的承载混凝土进行修复，概括起来有如下几个问题：
1、修复时间长；
2、与旧混凝土粘接强度低；
3、施工与养护制度要求严格；
4、耐久性差；
5、总体造价或材料成本高。
美国专利3879209(1995、4、22)和4059455(1977、11、22)叙述的快凝混凝土，是由液体组分与固体组分两部分组成，液体组分的有效组成是磷酸铵，固体组分由含镁材料与集料组成，在施工现场将两种按一定比例混合均匀即可使用。该产品确实能够得到快凝的目的。但是还存在如下不足：
1、贮运困难，因为其是由两个组分组成，尤其是磷酸铵溶液随着存放时间与环境温度变化，其聚合度与溶解度都会发生变化，严重影响混凝土的性能。
2、可操作时间短。
EP0133733(1984、9、8)叙述了一种快凝土泥，其是由粉状含磷材料与粉状含镁材料组成。粉状含磷材料是将含五氧化二磷溶液吸附到多孔材料中，通过干燥脱水、磨细而成。在施工现场只需将水泥，普通集料和适量水混合均匀，即可用于混凝土修补。该产品贮存、运输与使用都比较方便。但存在如下几个问题：
1、多孔材料吸附含P2O5溶液形成的泥状场脱水较困难，且对烘干设备有强的腐蚀性，烘干设备需采用昂贵的不锈钢制造。
2、干燥后的物料粉磨困难，容易堵塞磨机，常常被迫停产处理。
3、早期强度较低，最高2小时抗压强度只能运到28MPa。
本发明的目的就是要为各种混凝土的修复提供一种理想的材料，以及这种材料的适宜生产与使用方法，满足混凝土快速修复的如下性能：
1小时强度要高，尽量缩短因修复施工与养护中断旧混凝土的使用时间；
2、与旧混凝土界面粘接强度高，能与旧混凝土凝固成一个整体，
3、有适宜的操作时间，在较宽的环境温度范围内能满足拌和，铺设、密实、镘光等操作的要求。
4、耐久性好，能够经受各种自然因素的侵蚀，使旧混凝土得到永久性修复。
本发明的目的可通过以下措施来实现：
混凝土快速修复水泥是由含镁材料、含磷材料、填充材料和添加剂，各组份的含量为：含镁材料5—50％，含磷材料5—50％，填充材料0—85％，添加剂1—9％。其中含镁材料是经过1500℃以上高温煅烧，氧化镁含量为30—98％，最好为50—88％，经粉磨至4000—10000cm2/g勃氏比表面积的细粉；含磷材料是水溶性五氧化二磷含量为15—60％，经粉磨至粒径小于0.6mm的细粉；填充材料为白云岩、石英岩、玄武岩、安山岩或水洗河沙等，其中白云岩最好，粒径大于0.15mm，小于3.0mm，湿含量小于0.2％；添加剂为纤维材料，粉煤灰和缓凝剂，纤维材料为玻璃纤维、钢纤维、棉纤维、石棉纤维等。其中，纤维材料的长度为0.5—1.0mm，长径比应大于20，使用量为混凝土快速修复水泥重量的0.5—2％；粉煤灰细度为3000—6000cm2/g勃氏比表面积，含碳量不得超过8.0％，用量为混凝土快速修复水泥重量的1.5—50％；缓凝剂用量为混凝土快速修复水泥重量的0.2—2.0％。
混凝土快速修复水泥的生产工艺为：
1、含镁材料在球磨(风扫磨或盘式磨)机中粉磨到勃氏比表面积为4000—10000cm2/g的细粉；
2、含磷材料在盘式磨(或其他型式的磨)机中粉磨到粒径小于0.6mm的细粉；
3、填充材料经破碎、分级、烘干成粒径小于3.0mm，大于0.15mm，湿含量低于0.2％的粒状材料；
4、将以上材料与粉煤灰、纤维材料混合均匀，包装成袋，即为本发明的产品——混凝土快速修复水泥。
混凝土快速修复水泥具有如下性能：
1、操作时间，可在30分钟内调节；
2、2小时抗折、抗压强度分别可以达到8.0和45.0MPa；
3、28天抗折、抗压强度可达12.0和70.0MPa；
4、与旧混凝土界面粘接强度可达3.0Pa；
5、耐磨损、热胀冷缩率与C40级水泥混凝土相当；
6、抗硫酸盐能力≥85％；
7、抗水能力≥70％；
8、抗冻融能力≥90％；
9、生产成本低于350元/吨。
混凝土快速修复水泥适用于公路路面、飞机场跑道、桥梁盖板，工厂地面、市政工程等各种承压混凝土局部损坏处的快速修复，并能在数小时内恢复永久性使用。
混凝土快速修复水泥施工与养护方法为：
1、将待修复处的松散与外来物剔除干净，直到坚实的基础暴露出来为止；
2、根据待修理处的体积大小计算出混凝土快速修复水泥和水的用量；
3、将水注入一容器中。若此时环境温度较高，又要求较长操作时间，可将适当的缓凝剂加入水中，充分搅动使之完全溶解。
4、边搅拌、边将快速修复水泥注入水中，强制搅拌2-3分钟使之成为流动性(或塑性)砂浆；
5、迅速将搅拌好的砂浆注入已清理的待修处，铺开、密实、整平、镘光；
6、在自然空气中养护，待修理材料表面温度降至环境温度即可投入使用；
7、若待修理处的深度(或厚度)较大时，可以分层处理。先用适当大小的片石与混凝土快速修复水泥砂浆做成毛石混凝土或干砌毛石底层，再用混凝土快速修复水泥砂浆进行面层处理；
8、从混凝土快速修复水泥与水搅拌开始，在4小时之内，不得进行湿养护。
实施例：
材料组成：
  含镁材料   含磷材料      填充材料       添加剂
 死烧菱镁石    磷酸铵 白云石    河砂   粉煤灰    糖蜜
例1     18％     16％   61％     /     5％     /
例2     12％     9％    /     76％     2％     1.0％
加工方法：
(1)将死烧菱镁石粉磨到4200cm2/g；
(2)将磷酸铵粉碎到在0.5mm圆孔筛上筛余量为10％；
(3)将碎白云石或河砂分离成粒径大于0.15mm，小于3.0mm，烘干到湿含量为0.2％；
(4)粉煤灰与糖蜜为原状；
(5)将以上各种材料按例1、例2比例混合成两种混凝土快速修复水泥。
应用环境与测试性能。
    例1     例2
      应用环境     -10—20℃     20—38℃
凝结时间 初凝     0∶7     0∶10
(h∶m) 终凝     0∶8     0∶12
抗折强度 2h     8.1     5.0
(MPa) 28d     11.3     9.0
抗压强度 2h     45.9     23.3
(MPa) 28d     70.0     54.5
粘接强度 2h     2.5     1.5
(MPa) 28d     3.9     2.4

Claims (7)

1、一种混凝土快速修复水泥，其特征是由含镁材料、含磷材料、填充材料和添加剂组成，各组份的含量为含镁材料5—50％，含磷材料5—50％，填充材料0—85％，添加剂1—9％。
2、根据权利要求1所述的混凝土快速修复水泥，其特征是所述的含镁材料是经过1500℃以上高温煅烧，氧化镁含量为30—98％，最好为50—88％，经粉磨至4000—10000cm2/g勃氏比表面积的细粉。
3、根据权利要求1所述的混凝土快速修复水泥，其特征是所述的含磷材料是水溶性五氧化二磷含量为15—60％，经粉磨至粒径小于0.6mm的细粉。
4、根据权利要求1所述的混凝土快速修复水泥，其特征是所述的填充材料为白云岩、石英岩、玄武岩、安山岩或水洗河沙等，其中白云岩最好，粒径大于0.15mm，小于3.0mm，湿含量小于0.2％。
5、根据权利要求1所述的混凝土快速修复水泥，其特征是添加剂为纤维材料，粉煤灰和缓凝剂，纤维材料为玻璃纤维、钢纤维、棉纤维、石棉纤维等。
6、根据权利要求5所述的混凝土快速修复水泥，其特征是所述的纤维材料的长度为0.5—1.0mm，长径比应大于20，使用量为混凝土快速修复水泥重量的0.5—2％；所述的粉煤灰细度为3000—6000cm2/g勃氏比表面积，含碳量不得超过8.0％，用量为混凝土快速水泥重量的1.5—50％；缓凝剂用量为混凝土快速修复水泥重量的0.2—2.0％。
7、根据权利要求1所述的混凝土快速修复水泥的制造方法，其特征是由如下步骤：
(1)、含镁材料在球磨机中粉磨到勃氏比表面积为4000—10000cm2/g的细粉；
(2)、含磷材料在盘式磨机中粉磨到粒径小于0.6mm的细粉；
(3)、填充材料经破碎、分级、烘干成粒径小于3.0mm，大于0.15mm，湿含量低于0.2％的粒状材料；
(4)将以上材料与粉煤灰、纤维材料混合均匀，包装成袋。
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