CN115784691A - 一种混凝土用水下密封剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混凝土用水下密封剂及其制备方法，属于水下密封材料技术领域。本发明的混凝土用水下密封剂由质量配比为1：0.4～0.55的A组分和B组分混合制备得到。其中A组分包含30～45份硅酸盐水泥、35～45份粗砂、25～38份细砂、5～10份活性掺合料、2～5份复合抗分散剂、3～6份膨胀剂、20～30份粉煤灰、15～20份硅灰、1～3份减水剂；B组分由质量比为1：2～5：0.3～1的羟丙基纤维素、偏硅酸钙和黄原胶混合得到。本发明的密封剂使用方便，将A组分和B组分按照质量配比快速混合均匀即可使用。本发明的密封剂能够在水下快速凝结、水下抗压强度高，为水下混凝土修补工作提供方便。

Description

一种混凝土用水下密封剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及水下密封材料技术领域，尤其涉及一种混凝土用水下密封剂及其制备方法。

背景技术

混凝土缺陷是一种普遍存在的现象，如混凝土裂缝、孔洞、蜂窝等等，对于混凝土缺陷的修复材料也有许多，但大多均适用于干燥环境。而在水利、桥梁、港工、海洋等工程领域中经常会遇到水下混凝土的缺陷，这些缺陷会对混凝土的结构形成很大的危害，如对于水库大坝来说，一旦混凝土出现裂缝等缺陷，就会导致渗漏现象的产生，而渗漏的出现又会进一步造成钢筋锈蚀、析钙等现象，从而使混凝土的强度降低、使用寿命减少，最终有可能影响到水库大坝的正常运行，因此必须对这些缺陷进行有效的处理，常用的手段是水下灌浆+表面封闭或者直接表面封闭处理。

现有的水下灌浆用密封剂大部分为反应型材料，需要一定的反应时间才能发挥其密封的性能，当在有一定水流速度的状况下，往往在它们还未反应完全发挥密封性能便被流水大量冲散流失。因此，得到一种高粘聚力及快速固化的混凝土用水下密封剂是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土用水下密封剂及其制备方法，以解决现有密封材料粘聚力差、固化效果不好的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种混凝土用水下密封剂，包含质量比为1：0.4～0.55的A组分和B组分；

所述A组分包含以下质量份数的组分：

所述B组分由质量比为1：2～5：0.3～1的羟丙基纤维素、偏硅酸钙和黄原胶混合得到。

进一步的，所述活性掺合料包含熟石灰粉、微珠粉和石膏粉中的一种或几种。

进一步的，所述复合抗分散剂由质量比为1：0.2～0.5：0.3～0.8：0.01～0.1的水溶性聚丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵和三乙醇胺混合得到。

进一步的，所述膨胀剂包含偏铝酸盐、铝粉和氧化镁中的一种或几种。

进一步的，所述减水剂为聚羧酸减水剂和/或木质素磺酸盐减水剂。

本发明提供了一种混凝土用水下密封剂的制备方法，包括以下步骤：

称取质量配比的A组分和B组分进行混合，即可得到混凝土用水下密封剂。

进一步的，所述混合的转速为200～500rpm，混合的时间1～5min。

本发明的有益效果：

本发明的B组分中的高分子材料通过长链的桥接作用，使其和A组分中的活性组分形成稳定的空间网络结构，提高了密封剂的粘聚力，限制密封剂的分散、离析及避免密封剂的流失。

本发明采用特定配比1：0.2～0.5：0.3～0.8：0.01～0.1的水溶性聚丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵和三乙醇胺混合制备得到复合抗分散剂，该复合抗分散剂中各组分相互作用，在保证密封剂材料流动性的情况下，复合抗分散剂与水泥颗粒表面形成电位吸引作用，抗分散剂和水泥颗粒在范德华力的作用下形成稳定的絮凝体，不易分散，增加了密封剂的密封效果。

本发明中还掺入了活性掺合料，活性掺合料中的微珠粉能够提高密封剂的流动性，其自身的高活性可以提高固结体的强度，同时熟石灰粉和石膏粉能够促进胶凝材料生成钙矾石，加速凝结速度。

本发明在复合抗分散剂、活性掺合料及其他组分的相互配合作用下，不仅提高了混凝土用水下密封剂的粘聚力，还可在常温下短时间内迅速凝结，避免出现由于水流造成密封剂不易凝结的现象。

具体实施方式

本发明提供了一种混凝土用水下密封剂，包含质量比为1：0.4～0.55的A组分和B组分；

所述A组分包含以下质量份数的组分：

所述B组分由质量比为1：2～5：0.3～1的羟丙基纤维素、偏硅酸钙和黄原胶混合得到。

在本发明中，B组分优选由质量比为1：3～4：0.5～0.8的羟丙基纤维素、偏硅酸钙和黄原胶混合得到，进一步优选为1：3.5：0.6。

在本发明中，A组分和B组分的质量比优选为1：0.45～0.50，进一步优选为1：0.47。

在本发明中，按照质量份数计，所述硅酸盐水泥的含量为30～45份，优选为32～42份，进一步优选为35～40份。

在本发明中，按照质量份数计，所述粗砂的含量为35～45份，优选为37～42份，进一步优选为38～40份。所述粗砂的粒径为3～6mm，优选为4～5mm。

在本发明中，按照质量份数计，所述细砂的含量为25～38份，优选为28～35份，进一步优选为30～32份。所述细砂的粒径为1～3mm，优选为2～2.5mm。

在本发明中，按照质量份数计，所述活性掺合料的含量为5～10份，优选为6～9份，进一步优选为7～8份。

在本发明中，所述活性掺合料包含熟石灰粉、微珠粉和石膏粉中的一种或几种，优选为熟石灰粉和/或微珠粉。在本发明中，活性掺合料中的微珠粉能够提高密封剂的流动性，其自身的高活性可以提高固结体的强度，同时熟石灰粉和石膏粉能够促进胶凝材料生成钙矾石，加速凝结速度。

在本发明中，按照质量份数计，所述复合抗分散剂的含量为2～5份，优选为3～4份，进一步优选为3.5份。在本发明中，所述复合抗分散剂由质量比为1：0.2～0.5：0.3～0.8：0.01～0.1的水溶性聚丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵和三乙醇胺混合得到，质量比优选为1：0.3～0.4：0.4～0.7：0.02～0.08，进一步优选为1：0.35：0.55：0.05。

在本发明中，按照质量份数计，所述膨胀剂的含量为3～6份，优选为4～5份，进一步优选为4.5份。

在本发明中，所述膨胀剂包含偏铝酸盐、铝粉和氧化镁中的一种或几种，优选为偏氯酸钠和/或铝粉。

在本发明中，按照质量份数计，所述粉煤灰的含量为20～30份，优选为22～28份，进一步优选为25份。

在本发明中，按照质量份数计，所述硅灰的含量为15～20份，优选为16～19份，进一步优选为18份。

在本发明中，按照质量份数计，所述减水剂的含量为1～3份，优选为1.5～2.5份，进一步优选为2份。

在本发明中，所述减水剂为聚羧酸减水剂和/或木质素磺酸盐减水剂，优选为聚羧酸减水剂。

本发明提供了一种混凝土用水下密封剂的制备方法，包括以下步骤：

称取质量配比的A组分和B组分进行混合，即可得到混凝土用水下密封剂。

在本发明中，所述混合的转速为200～500rpm，优选为300～400rpm，进一步优选为350rpm；混合的时间1～5min，优选为2～4min，进一步优选为3min。

下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

混凝土用水下密封剂：

A组分：硅酸盐水泥35份、粗砂35份、细砂26.3份、熟石灰粉3份、微珠粉3份、复合抗分散剂5份、铝粉5份、粉煤灰25份、硅灰15份、聚羧酸减水剂2份。其中复合抗分散剂由质量比为1：0.5：0.4：0.01的水溶性聚丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵和三乙醇胺制备得到。

B组分：羟丙基纤维素10份、偏硅酸钙22份和黄原胶8份。

将A组分和B组分按照质量比1:0.4在300rpm的转速下快速混合3min至混合均匀即可。

实施例2

混凝土用水下密封剂：

A组分：硅酸盐水泥36份、粗砂40份、细砂27.5份、石膏粉5份、微珠粉3份、复合抗分散剂3份、氧化镁膨胀剂3份、粉煤灰22.5份、硅灰18份、聚羧酸减水剂3份。其中复合抗分散剂由质量比为1：0.3：0.8：0.5的水溶性聚丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵和三乙醇胺制备得到。

B组分：羟丙基纤维素10份、偏硅酸钙20份和黄原胶3份。

将A组分和B组分按照质量比1:0.5在300rpm的转速下快速混合3min至混合均匀即可。

实施例3

混凝土用水下密封剂：

A组分：硅酸盐水泥40份、粗砂35份、细砂27份、熟石灰粉3份、微珠粉3份、石膏粉1份、复合抗分散剂5份、偏铝酸钠3份、粉煤灰25份、硅灰15份、聚羧酸减水剂2份。其中复合抗分散剂由质量比为1：0.6：0.5：0.1的水溶性聚丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵和三乙醇胺制备得到。

B组分：羟丙基纤维素10份、偏硅酸钙34份和黄原胶10份。

将A组分和B组分按照质量比1:0.45在300rpm的转速下快速混合3min至混合均匀即可。

实施例4

混凝土用水下密封剂：

A组分：硅酸盐水泥30份、粗砂40.5份、细砂28份、熟石灰粉2份、微珠粉5份、复合抗分散剂5份、氧化镁膨胀剂5份、粉煤灰27份、硅灰15份、聚羧酸减水剂1份。其中复合抗分散剂由质量比为1：0.3：0.7：0.05的水溶性聚丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵和三乙醇胺制备得到。

B组分：羟丙基纤维素10份、偏硅酸钙25份和黄原胶9份。

将A组分和B组分按照质量比1:0.55在300rpm的转速下快速混合3min至混合均匀即可。

将实施例1～4所得密封剂用于水下混凝土修补中，根据DL/T5150-2017水工混凝土试验规程对混凝土的各项指标进行测试，结果如下表1：

表1实施例1～4所得密封剂的性能测试

由以上实施例可知，本发明提供了一种混凝土用水下密封剂及其制备方法。由性能测试可以看出，本发明密封剂在常温下即可快速凝结，初凝时间低于5min，水下1d抗压强度高达29MPa。可见，本发明的混凝土用水下密封剂具有凝结硬化快、早期强度高、水下抗分散性好的特点，可用于水下快速抢修工程。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种混凝土用水下密封剂，其特征在于，包含质量比为1：0.4～0.55的A组分和B组分；

所述A组分包含以下质量份数的组分：

所述B组分由质量比为1：2～5：0.3～1的羟丙基纤维素、偏硅酸钙和黄原胶混合得到。

2.根据权利要求1所述的混凝土用水下密封剂，其特征在于，所述活性掺合料包含熟石灰粉、微珠粉和石膏粉中的一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述的混凝土用水下密封剂，其特征在于，所述复合抗分散剂由质量比为1：0.2～0.5：0.3～0.8：0.01～0.1的水溶性聚丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵和三乙醇胺混合得到。

4.根据权利要求3所述的混凝土用水下密封剂，其特征在于，所述膨胀剂包含偏铝酸盐、铝粉和氧化镁中的一种或几种。

5.根据权利要求1或2或4所述的混凝土用水下密封剂，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂和/或木质素磺酸盐减水剂。

6.权利要求1～5任意一项所述的混凝土用水下密封剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

称取质量配比的A组分和B组分进行混合，即可得到混凝土用水下密封剂。

7.根据权利要求6所述的混凝土用水下密封剂的制备方法，其特征在于，所述混合的转速为200～500rpm，混合的时间1～5min。