CN117510140B - 一种镁渣基综合修补砂浆及其制备方法 - Google Patents
一种镁渣基综合修补砂浆及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117510140B CN117510140B CN202311477736.3A CN202311477736A CN117510140B CN 117510140 B CN117510140 B CN 117510140B CN 202311477736 A CN202311477736 A CN 202311477736A CN 117510140 B CN117510140 B CN 117510140B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- repair mortar
- magnesium slag
- mortar
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 title claims abstract description 152
- 230000008439 repair process Effects 0.000 title claims abstract description 152
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 136
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 title claims abstract description 135
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 132
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 132
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 14
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 87
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 52
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 52
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 48
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 21
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 claims abstract description 20
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims abstract description 6
- CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L Calcium formate Chemical compound [Ca+2].[O-]C=O.[O-]C=O CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 11
- 239000004281 calcium formate Substances 0.000 claims description 11
- 229940044172 calcium formate Drugs 0.000 claims description 11
- 235000019255 calcium formate Nutrition 0.000 claims description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 claims description 4
- 238000009775 high-speed stirring Methods 0.000 claims description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 abstract description 22
- 230000036571 hydration Effects 0.000 abstract description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 9
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 abstract description 4
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 17
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 14
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000011325 microbead Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010016807 Fluid retention Diseases 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A dialuminum;hexamagnesium;carbonate;hexadecahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-]C([O-])=O GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 229910001701 hydrotalcite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229960001545 hydrotalcite Drugs 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910018557 Si O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N [O].[Si] Chemical compound [O].[Si] OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/006—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mineral polymers, e.g. geopolymers of the Davidovits type
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
- C04B2201/52—High compression strength concretes, i.e. with a compression strength higher than about 55 N/mm2, e.g. reactive powder concrete [RPC]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本发明公开了一种镁渣基综合修补砂浆，包括以下组分原料：镁渣，矿粉，粉煤灰，硅灰，再生细骨料，氢氧化钠，聚羧酸减水剂，有机硅消泡剂，聚乙烯醇胶粉，纤维素醚，水；其制备方法为：一、称取除水以外的各原料搅拌得到干粉料；二、将水加入到干粉料中搅拌。本发明的修补砂浆利用镁渣与矿粉的水化过程促进粉煤灰水化，提高修补砂浆后期强度的增长，利用镁渣中氧化镁的膨胀作用，抵消修补砂浆硬化过程的界面收缩力，提高了界面粘接强度，同时通过对修补砂浆的组分及含量设计，开发出普通型、快凝型和自密实型修补砂浆，实现了修补砂浆的多功能、多场景应用，实现了资源再利用，降低了原料成本和能耗；本发明的制备工艺简单便捷，易于实现。
Description
技术领域
本发明属于砂浆材料技术领域，具体涉及一种镁渣基综合修补砂浆及其制备方法。
背景技术
修补砂浆是一种适用于混凝土结构表面缺陷和加固施工的专用水泥基聚合物砂浆，具有较高的抗压强度和粘结强度。可对已开裂、已损坏或不能满足设计要求的混凝土建筑物及道路进行修补。修补砂浆按其性能指标可分为普通型、快凝型和自密实型，目前大部分修补砂浆只可满足其中一种性能指标，功能单一，不能很好满足工程实际需求。且现有修补砂浆多采用硅酸盐类和硫铝酸盐类水泥作为胶凝材料，原材料制备能耗高，而且会对环境造成污染，其骨料也多采用天然砂或机制砂，成本较高。同时修补砂浆在硬化过程中往往由于干燥收缩和化学收缩产生的界面收缩应力导致其界面粘结强度不足，影响修补效果。
公开号为CN113121177A的发明专利《一种聚合物修补砂浆及其制备方法》中采用胶粉、减水剂、纤维素醚、淀粉醚、消泡剂、膨胀剂、水、聚乙烯醇、水泥、矿渣粉、微珠、水洗黄砂和石英砂为修补砂浆组分，通过加入聚乙烯醇与水化产物组成三维网格结构提高材料的刚度，结合胶粉提高粘合力，并加入矿渣粉和微珠提高砂浆的抗压和抗折强度，解决了传统建筑砂浆拉伸粘结强度低、导致其修补或加固的砌体墙稳固性较低的问题。但该聚合物修补砂浆仍使用了大量的水泥组分，且采用微珠、水洗黄砂和石英砂作为细骨料，其原材料成本高且制备能耗大，不利于环保；同时为了减少修补砂浆收缩，还需要额外加入膨胀剂，进一步增加成本。此外，该聚合物修补砂浆28d抗压、抗折强度分别为49.2MPa和9.6MPa，并未测试修补砂浆的关键性能指标界面粘结强度，主要用于砌体墙，应用范围较窄。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种高吸水性和膨胀性镁渣基填充材料外加剂的制备方法。该修补砂浆采用镁渣、矿粉、粉煤灰和硅灰作为胶凝材料，利用镁渣与矿粉的水化过程促进粉煤灰水化，提高修补砂浆后期强度的增长，利用镁渣中氧化镁的膨胀作用，抵消修补砂浆硬化过程的界面收缩力，提高了界面粘接强度，同时通过对修补砂浆的组分及含量设计，开发出普通型、快凝型和自密实型三种不同类型的修补砂浆，实现了修补砂浆的多功能、多场景应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种镁渣基综合修补砂浆，其特征在于，包括以下组分原料：镁渣，矿粉，粉煤灰，硅灰，再生细骨料，氢氧化钠，聚羧酸减水剂，有机硅消泡剂，聚乙烯醇胶粉，纤维素醚，水。
本发明的镁渣基综合修补砂浆采用镁渣、矿粉、粉煤灰和硅灰作为胶凝材料，其中，镁渣与矿粉的主要水化产物为C-S-H凝胶，而粉煤灰的玻璃体结构致密，在碱性环境中需要较长时间才能被有效侵蚀而生成水化产物。镁渣与矿粉初始水化过程中产生Mg2+、Ca2+和OH-等，可使得整个体系中的pH迅速升高，加速溶解粉煤灰颗粒表面的硅酸盐、铝硅酸盐，从而促进胶凝体系中Ca(OH)2、C-S-H凝胶等水化产物的生成，三者发挥协同作用，既有助于整体水化反应的进行，同时又激发了粉煤灰的火山灰活性，保证了修补砂浆后期强度的增长。硅灰的加入则增加了起始反应的硅含量，有助于水化产物的生成。另外，硅灰颗粒粒径较小，对修补砂浆结构起到填充作用，加之镁渣中氧化镁水化生成的氢氧化镁具有一定的膨胀作用，使得修补砂浆本身和修补界面处更加密实，从而有效提高了修补砂浆的力学性能。
本发明的镁渣基综合修补砂浆中添加有高分子聚合物聚乙烯醇胶粉和纤维素醚，其中，聚乙烯醇胶粉主要具有增加界面粘结强度的作用，纤维素醚则可改善修补砂浆和易性和稠度。两种聚合物的加入一方面可以提高修补砂浆的保水性，保证了修补砂浆水化反应时的需水量，同时也降低了修补界面处的砂浆泌水。另一方面，聚合物的加入可以改善修补砂浆的韧性，提高其抗折强度，聚合物在修补砂浆中脱水成膜后其膜结构可以在矿物之间形成柔性骨架作用，在一定程度上提高了修补砂浆的弹性模量。同时，聚合物的表面活性剂作用有助于胶凝材料颗粒分散均匀，使其水化程度提高。再者，聚合物具有良好的扩散渗透能力，在修补过程中可以充分渗入混凝土基体内部，进入空隙间，与混凝土基体界面处裸露的骨料、水泥石充分接触浸润，形成氢键、离子键、范德华力等相互作用，从而提高了修补砂浆界面粘结强度。
上述的一种镁渣基综合修补砂浆，其特征在于，包括以下质量份数组分原料：镁渣8.9～10.1份，矿粉9.4～10.6份，粉煤灰3.6份，硅灰1.9份，再生细骨料64份，氢氧化钠1.25份，聚羧酸减水剂0.20份，有机硅消泡剂0.05份，聚乙烯醇胶粉0.15份，纤维素醚0.15份，水9.2份；所述修补砂浆为镁渣基普通型修补砂浆。
上述的一种镁渣基综合修补砂浆，其特征在于，包括以下组分原料：镁渣，矿粉，粉煤灰，硅灰，再生细骨料，氢氧化钠，甲酸钙，聚羧酸减水剂，有机硅消泡剂，聚乙烯醇胶粉，纤维素醚，水。
上述的一种镁渣基综合修补砂浆，其特征在于，包括以下质量份数组分原料：镁渣6.5～7.7份，矿粉15.2～16.4份，粉煤灰3.7份，硅灰2.4份，再生细骨料58份，氢氧化钠1.45份，甲酸钙0.58份，聚羧酸减水剂0.29份，有机硅消泡剂0.06份，聚乙烯醇胶粉0.16份，纤维素醚0.16份，水10.3份；所述修补砂浆为镁渣基快凝型修补砂浆。
本发明根据《修补砂浆》规范中对快凝型和自密实型修补砂浆24h强度的要求，通过加入早强剂甲酸钙以提高修补砂浆早期强度，使修补砂浆的24h强度达到两种修补砂浆的规范要求。
上述的一种镁渣基综合修补砂浆，其特征在于，包括以下质量份数组分原料：镁渣10.6～11.8份，矿粉14.6～15.8份，粉煤灰4.0份，硅灰2.6份，再生细骨料49份，氢氧化钠1.65份，甲酸钙0.66份，聚羧酸减水剂0.33份，有机硅消泡剂0.06份，聚乙烯醇胶粉0.20份，纤维素醚0.20份，水14.9份；所述修补砂浆为镁渣基自密实型修补砂浆。
本发明通过控制各修补砂浆中镁渣与矿粉的占比、水胶比以及胶砂比的不同，从而使得不同类型修补砂浆的性能不同。其中，镁渣基普通型修补砂浆中镁渣与矿粉的比例为0.84～1.07，水胶比为0.37，胶砂比为0.39；镁渣基快凝型修补砂浆中镁渣与矿粉的比例为0.39-0.51，水胶比为0.36，胶砂比为0.5；镁渣基自密实型修补砂浆中镁渣与矿粉的比例为0.67-0.81，水胶比为0.45，胶砂比为0.67。
对于普通型修补砂浆，其主要强调后期强度要满足规范要求，而镁渣中存在水化活性的主要为慢硬型的硅酸二钙，其水化后的早期强度发展缓慢，但其后期强度增长明显，所以镁渣基普通型修补砂浆中镁渣占比与其他两种修补砂浆相比相对较大。
对于快凝型修补砂浆，其主要强调早期强度和凝结时间要满足规范要求，相比于镁渣，矿粉中Al2O3含量较高，在碱激发作用下，矿粉中铝硅酸盐的Al-O和Si-O键断裂，粉体中的Si、Al单体迅速溶解释放，溶解出的Si、Al单体发生重构，可以在较短时间内形成结构稳定的铝氧四面体或硅氧四面体，从而使其具有较短的凝结时间和较高的早期强度，所以镁渣基快凝型修补砂浆中矿粉占比相对较大。同时，考虑到快凝型修补砂浆对1d界面拉伸强度有做规范要求，故而其胶砂比高于普通型修补砂浆，以此来提供足够的水泥浆体从而提高其修补界面粘结强度。
对于自密实型修补砂浆，其主要性能指标为早期强度和流动性能，与快凝型修补砂浆类似，为了保证足够的早期强度，镁渣基自密实型修补砂浆胶凝材料中矿粉占比相对较大，同时，通过适当的增大胶砂比和水胶比使其在满足力学性能要求的前提下，流动性能达到规范要求。
上述的一种镁渣基综合修补砂浆，其特征在于，所述再生细骨料的粒径不超过4.75mm。
此外，本发明还公开了一种制备如上述的镁渣基综合修补砂浆的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、根据目标产物镁渣基综合修补砂浆的组分配比，分别称取除水以外的各原料放入搅拌机中搅拌40s～50s，得到混合均匀的干粉料；
步骤二、将水加入到步骤一中得到的干粉料中，先低速搅拌120s～150s，然后高速搅拌60s～90s，得到镁渣基综合修补砂浆。
上述的方法，其特征在于，步骤二中所述低速搅拌的转速为60r/min，高速搅拌的转速为120r/min。本发明通过采用先低速后高速的搅拌模式，使得砂浆拌合更加均匀。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的镁渣基综合修补砂浆采用镁渣、矿粉、粉煤灰和硅灰作为胶凝材料，利用镁渣与矿粉的水化过程促进粉煤灰水化，增加水化的硅含量，推动整体水化反应的进行，提高修补砂浆后期强度的增长，同时利用镁渣中氧化镁的膨胀作用，抵消修补砂浆硬化过程中因干燥收缩和化学收缩而产生的界面收缩力，使得修补砂浆在修补界面处填充密实，提高了界面粘接强度，保证了修补效果。
2、本发明的镁渣基综合修补砂浆中添加有高分子聚合物聚乙烯醇胶粉和纤维素醚，利用聚合物促进了胶凝材料颗粒分散均匀，提高水化程度，同时提高了修补砂浆的保水性，并降低修补界面处的砂浆泌水，并深入修补的混凝土基体内部并相互作用，有利于提高修补砂浆界面粘结强度。
3、本发明通过对镁渣基综合修补砂浆的组分及含量设计，开发出普通型、快凝型和自密实型三种不同类型的修补砂浆以满足不同的工程场景，实现了修补砂浆的多功能、多场景应用。
4、本发明采用镁渣、矿渣和粉煤灰等工业固废作为修补砂浆的胶凝材料，采用再生细骨料作为修补砂浆的细骨料，实现了资源再利用，避免对环境造成污染，且无需采用水泥作为胶凝材料，大大降低了原料成本和能耗。
5、本发明的镁渣基普通型修补砂浆的28d抗压强度大于90MPa，抗折强度大于13MPa，界面弯拉强度大于7MPa；镁渣基快凝型修补砂浆的初凝时间小于23min，终凝时间小于34min，6h抗压强度大于17.8MPa，24h抗压强度大于30.1MPa，1d界面拉伸粘结强度大于1.09MPa；镁渣基自密实型修补砂浆的初始流动性大于281mm，20min流动性大于257mm，24h抗压强度大于27.3MPa，且三种类型修补砂浆的28d干缩率均小于0.08％，故本发明的修补砂浆在降低原材料能耗和成本的前提下，具有更高的强度和更好的界面粘结性能。
6、本发明的镁渣基综合修补砂浆制备工艺先将干料拌合均匀，然后加入拌合水搅拌均匀即可，简单便捷，易于实现。
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例13的修补砂浆的XRD图谱。
具体实施方式
本发明实施例1～18中采用的再生细骨料的粒径不超过4.75mm。
本发明镁渣基普通型修补砂浆通过实施例1～实施例6进行详细描述。
实施例1
本实施例的镁渣基普通型修补砂浆包括以下质量份数组分原料：镁渣8.9份，矿粉10.6份，粉煤灰3.6份，硅灰1.9份，再生细骨料64份，氢氧化钠1.25份，聚羧酸减水剂0.20份，有机硅消泡剂0.05份，聚乙烯醇胶粉0.15份，纤维素醚0.15份，水9.2份。
本实施例的镁渣基普通型修补砂浆的制备方法包括以下步骤：
步骤一、根据目标产物镁渣基普通型修补砂浆的组分配比，分别称取镁渣、矿粉、粉煤灰、硅灰、再生细骨料、氢氧化钠、聚羧酸减水剂、有机硅消泡剂、聚乙烯醇胶粉和纤维素醚放入搅拌机中搅拌40s，得到混合均匀的干粉料；
步骤二、将水加入到步骤一中得到的干粉料中，先以60r/min的速度低速搅拌150s，然后以120r/min的速度高速搅拌90s，得到镁渣基普通型修补砂浆。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处为：镁渣9.2份，矿粉10.3份。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处为：镁渣9.4份，矿粉10.1份。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处为：镁渣9.6份，矿粉9.9份。
实施例5
本实施例与实施例1的不同之处为：镁渣9.8份，矿粉9.7份。
实施例6
本实施例与实施例1的不同之处为：镁渣10.1份，矿粉9.4份。
对本发明实施例1～实施例6中制备的镁渣基普通型修补砂浆进行性能检测，结果如表1所示。
表1
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 28d抗压强度/MPa | 90.6 | 91.5 | 93.0 | 94.4 | 95.8 | 98.2 |
| 28d抗折强度/MPa | 13.1 | 13.3 | 13.4 | 13.7 | 13.9 | 14.2 |
| 28d界面弯拉强度/MPa | 7.09 | 7.23 | 7.28 | 7.31 | 7.42 | 7.63 |
| 28d干缩率/％ | 0.07 | 0.05 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.02 |
从表1可以看出，实施例1～实施例6中镁渣掺量越高，矿粉掺量降低，镁渣基普通型修补砂浆的28d抗压强度、28d抗折强度和28d界面弯拉强度均越高，说明镁渣的加入很好地提高了镁渣基普通型修补砂浆后期强度；同时，随着镁渣掺量增加，镁渣基普通型修补砂浆的28d干缩率下降，说明镁渣对镁渣基普通型修补砂浆的28d干缩率影响至关重要，很好地改善了修补砂浆的干燥收缩。
本发明镁渣基快凝型修补砂浆通过实施例7～实施例12进行详细描述。
实施例7
本实施例的镁渣基快凝型修补砂浆包括以下质量份数组分原料：镁渣6.5份，矿粉16.4份，粉煤灰3.7份，硅灰2.4份，再生细骨料58份，氢氧化钠1.45份，甲酸钙0.58份，聚羧酸减水剂0.29份，有机硅消泡剂0.06份，聚乙烯醇胶粉0.16份，纤维素醚0.16份，水10.3份。
本实施例的镁渣基快凝型修补砂浆的制备方法包括以下步骤：
步骤一、根据目标产物镁渣基普通型修补砂浆的组分配比，分别称取镁渣、矿粉、粉煤灰、硅灰、再生细骨料、氢氧化钠、甲酸钙、聚羧酸减水剂、有机硅消泡剂、聚乙烯醇胶粉和纤维素醚放入搅拌机中搅拌50s，得到混合均匀的干粉料；
步骤二、将水加入到步骤一中得到的干粉料中，先以60r/min的速度低速搅拌130s，然后以120r/min的速度高速搅拌80s，得到镁渣基快凝型修补砂浆。
实施例8
本实施例与实施例7的不同之处为：镁渣6.7份，矿粉16.2份。
实施例9
本实施例与实施例7的不同之处为：镁渣7.0份，矿粉15.9份。
实施例10
本实施例与实施例7的不同之处为：镁渣7.2份，矿粉15.7份。
实施例11
本实施例与实施例7的不同之处为：镁渣7.5份，矿粉15.4份。
实施例12
本实施例与实施例7的不同之处为：镁渣7.7份，矿粉15.2份。
对本发明实施例7～实施例12中制备的镁渣基快凝型修补砂浆进行性能检测，结果如表2所示。
表2
| 实施例 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 初凝时间/min | 18 | 18 | 19 | 21 | 22 | 23 |
| 终凝时间/min | 28 | 29 | 31 | 32 | 33 | 34 |
| 6h抗压强度/MPa | 20.1 | 19.8 | 19.4 | 18.7 | 18.2 | 17.8 |
| 24h抗压强度/MPa | 32.9 | 32.5 | 31.9 | 31.2 | 30.5 | 30.1 |
| 1d界面拉伸强度/MPa | 1.27 | 1.23 | 1.20 | 1.18 | 1.15 | 1.09 |
| 28d干缩率/％ | 0.08 | 0.07 | 0.05 | 0.04 | 0.04 | 0.03 |
从表2可以看出，实施例7～实施例12中随着矿粉掺量的增加，镁渣掺量降低，镁渣基快凝型修补砂浆的凝结时间不断缩短，早期强度持续提高，而凝结时间和早期强度随镁渣掺量增加则变化不大，说明矿渣的加入可以很好地提高镁渣基快凝型修补砂浆早期强度，缩短凝结时间；另外，镁渣可以很好改善镁渣基快凝型修补砂浆干缩率。
本发明镁渣基自密实型修补砂浆通过实施例13～实施例18进行详细描述。
实施例13
本实施例的镁渣基自密实型修补砂浆包括以下质量份数组分原料：镁渣10.6份，矿粉15.8份，粉煤灰4.0份，硅灰2.6份，再生细骨料49份，氢氧化钠1.65份，甲酸钙0.66份，聚羧酸减水剂0.33份，有机硅消泡剂0.06份，聚乙烯醇胶粉0.20份，纤维素醚0.20份，水14.9份。
本实施例的镁渣基自密实型修补砂浆的制备方法包括以下步骤：
步骤一、根据目标产物镁渣基综合修补砂浆的组分配比，分别称取镁渣、矿粉、粉煤灰、硅灰、再生细骨料、氢氧化钠、甲酸钙、聚羧酸减水剂、有机硅消泡剂、聚乙烯醇胶粉和纤维素醚放入搅拌机中搅拌50s，得到混合均匀的干粉料；
步骤二、将水加入到步骤一中得到的干粉料中，先以60r/min的速度低速搅拌120s，然后以120r/min的速度高速搅拌60s，得到镁渣基自密实型修补砂浆。
实施例14
本实施例与实施例13的不同之处为：镁渣10.8份，矿粉15.6份。
实施例15
本实施例与实施例13的不同之处为：镁渣11.1份，矿粉15.3份。
实施例16
本实施例与实施例13的不同之处为：镁渣11.3份，矿粉15.1份。
实施例17
本实施例与实施例13的不同之处为：镁渣11.6份，矿粉14.8份。
实施例18
本实施例与实施例13的不同之处为：镁渣11.8份，矿粉14.6份。
对本发明实施例13～实施例18中制备的镁渣基快凝型修补砂浆进行性能检测，结果如表3所示。
表3
| 实施例 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
| 初始流动性/mm | 281 | 282 | 284 | 285 | 289 | 291 |
| 20min流动性/mm | 257 | 259 | 260 | 262 | 265 | 266 |
| 24h抗压强度/MPa | 29.9 | 29.5 | 28.7 | 28.4 | 28.0 | 27.3 |
| 28d干缩率/％ | 0.08 | 0.07 | 0.05 | 0.04 | 0.04 | 0.02 |
从表3可以看出，实施例13～实施例18中随着镁渣掺量的增加，矿粉掺量的降低，镁渣基自密实型修补砂浆的流动性不断提高，说明镁渣改善了镁渣基自密实型修补砂浆的工作性能；随着镁渣掺量的增加，镁渣基自密实型修补砂浆的干燥率降低，说明镁渣可以很好地减小修补砂浆干燥收缩；而矿渣则有利于提高修补砂浆早期强度。
图1为本发明实施例13的修补砂浆的XRD图谱，从图1可以看出，修补砂浆的主要水化产物为C-S-H和CaCO3，并有少量水滑石和Mg(OH)2生成。其中，大量凝胶状C-S-H和晶体状CaCO3二者相互包裹，相互填充，使得修补砂浆微观结构更加致密，这也是修补砂浆强度的主要来源；水滑石的生成也在一定程度上表明矿渣和镁渣水化程度较高，而Mg(OH)2的膨胀作用则使得修补砂浆可以填充密实，从而保证了修补效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种镁渣基综合修补砂浆，其特征在于，包括以下质量份数组分原料：镁渣8.9~10.1份，矿粉9.4~10.6份，粉煤灰3.6份，硅灰1.9份，再生细骨料64份，氢氧化钠1.25份，聚羧酸减水剂0.20份，有机硅消泡剂0.05份，聚乙烯醇胶粉0.15份，纤维素醚0.15份，水9.2份；所述修补砂浆为镁渣基普通型修补砂浆；
或者包括以下质量份数组分原料：镁渣6.5~7.7份，矿粉15.2~16.4份，粉煤灰3.7份，硅灰2.4份，再生细骨料58份，氢氧化钠1.45份，甲酸钙0.58份，聚羧酸减水剂0.29份，有机硅消泡剂0.06份，聚乙烯醇胶粉0.16份，纤维素醚0.16份，水10.3份；所述修补砂浆为镁渣基快凝型修补砂浆；
或者包括以下质量份数组分原料：镁渣10.6~11.8份，矿粉14.6~15.8份，粉煤灰4.0份，硅灰2.6份，再生细骨料49份，氢氧化钠1.65份，甲酸钙0.66份，聚羧酸减水剂0.33份，有机硅消泡剂0.06份，聚乙烯醇胶粉0.20份，纤维素醚0.20份，水14.9份；所述修补砂浆为镁渣基自密实型修补砂浆。
2.根据权利要求1所述的一种镁渣基综合修补砂浆，其特征在于，所述再生细骨料的粒径不超过4.75mm。
3.一种制备如权利要求1或2所述的镁渣基综合修补砂浆的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、根据目标产物镁渣基综合修补砂浆的组分配比，分别称取除水以外的各原料放入搅拌机中搅拌40s~50s，得到混合均匀的干粉料；
步骤二、将水加入到步骤一中得到的干粉料中，先低速搅拌120s~150s，然后高速搅拌60s~90s，得到镁渣基综合修补砂浆。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤二中所述低速搅拌的转速为60r/min，高速搅拌的转速为120r/min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311477736.3A CN117510140B (zh) | 2023-11-08 | 2023-11-08 | 一种镁渣基综合修补砂浆及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311477736.3A CN117510140B (zh) | 2023-11-08 | 2023-11-08 | 一种镁渣基综合修补砂浆及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117510140A CN117510140A (zh) | 2024-02-06 |
| CN117510140B true CN117510140B (zh) | 2024-05-28 |
Family
ID=89765603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311477736.3A Active CN117510140B (zh) | 2023-11-08 | 2023-11-08 | 一种镁渣基综合修补砂浆及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117510140B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1236747A (zh) * | 1999-04-17 | 1999-12-01 | 徐玉忠 | 镁渣灰砌筑砂浆粉及其制品 |
| CN102432206A (zh) * | 2011-09-16 | 2012-05-02 | 西安建筑科技大学 | 化学激发镁渣-矿渣基地质聚合物胶凝材料及其制备方法 |
| CN113831036A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-12-24 | 西安科技大学 | 一种高游离氧化钙固废基胶凝材料及其制备和应用 |
| CN114804675A (zh) * | 2022-05-09 | 2022-07-29 | 中路高科交通检测检验认证有限公司 | 一种复合碱激发胶凝材料及其制备方法 |
| CN116283170A (zh) * | 2023-02-15 | 2023-06-23 | 中国地质大学（北京） | 一种泡沫碱激发胶凝材料及其制备方法 |
-
2023
- 2023-11-08 CN CN202311477736.3A patent/CN117510140B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1236747A (zh) * | 1999-04-17 | 1999-12-01 | 徐玉忠 | 镁渣灰砌筑砂浆粉及其制品 |
| CN102432206A (zh) * | 2011-09-16 | 2012-05-02 | 西安建筑科技大学 | 化学激发镁渣-矿渣基地质聚合物胶凝材料及其制备方法 |
| CN113831036A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-12-24 | 西安科技大学 | 一种高游离氧化钙固废基胶凝材料及其制备和应用 |
| CN114804675A (zh) * | 2022-05-09 | 2022-07-29 | 中路高科交通检测检验认证有限公司 | 一种复合碱激发胶凝材料及其制备方法 |
| CN116283170A (zh) * | 2023-02-15 | 2023-06-23 | 中国地质大学（北京） | 一种泡沫碱激发胶凝材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117510140A (zh) | 2024-02-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101995844B1 (ko) | 수중 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 수중 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법 | |
| CN110342883B (zh) | 一种3d打印用环氧树脂混凝土材料及其制备方法 | |
| KR101608018B1 (ko) | 콘크리트 구조물 표면의 보수 보호 공법 | |
| KR101608015B1 (ko) | 속경성 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물 단면의 보수 보강 공법 | |
| CN114591049B (zh) | 利用建筑垃圾制备绿色砂浆的方法 | |
| CN103253916B (zh) | 一种用于提高磷石膏基水泥混凝土强度的早强剂及其制备方法 | |
| CN108569859B (zh) | 一种具有自修复功能的防水抗渗混凝土添加剂及其制备方法 | |
| CN111072366A (zh) | 一种既可止明水又可加固结构的无机注浆材料及其制备方法和应用 | |
| WO2015149176A1 (en) | Geopolymer cement compositions and methods of making and using same | |
| CN115159944A (zh) | 一种工业固废软黏土固化剂及其资源化利用方法 | |
| CN114605121B (zh) | 一种钨尾矿蒸压加气混凝土及其制备方法 | |
| CN115710105A (zh) | 一种高强度增强型混凝土及其制备方法 | |
| CN111875329A (zh) | 以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆及其制备 | |
| CN115594450B (zh) | 地聚物陶粒轻质混凝土及其制备方法 | |
| CN117510140B (zh) | 一种镁渣基综合修补砂浆及其制备方法 | |
| CN114477873B (zh) | 一种再生骨料自密实混凝土及其制备方法 | |
| CN115819025A (zh) | 一种适用于3d打印用碱激发改性烧结砖粉低碳砂浆及其制备方法 | |
| CN110723951B (zh) | 一种3d打印用改性生土材料及其制备方法 | |
| CN111302751A (zh) | 一种墙体材料复合料 | |
| CN111205005A (zh) | 胶凝材料、应用以及混凝土 | |
| CN110028295A (zh) | 一种ecp墙板配套灌浆料及其制备方法 | |
| CN112429985B (zh) | 一种利用工业废渣制备得到的中热硅酸盐水泥及其制备方法 | |
| CN114560667B (zh) | 一种轻质节能泡沫混凝土及其制备方法 | |
| CN116789433B (zh) | 一种醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液改性的地聚物修补材料及其制备方法 | |
| CN113603444B (zh) | 一种固废基干混砂浆及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |