TWI616422B - 用以填充於裂縫的混凝土修補材料及其膠結材 - Google Patents
用以填充於裂縫的混凝土修補材料及其膠結材 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI616422B TWI616422B TW105109586A TW105109586A TWI616422B TW I616422 B TWI616422 B TW I616422B TW 105109586 A TW105109586 A TW 105109586A TW 105109586 A TW105109586 A TW 105109586A TW I616422 B TWI616422 B TW I616422B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- concrete
- stone powder
- repairing material
- cement
- concrete repairing
- Prior art date
Links
Abstract
一種用以填充於裂縫的混凝土修補材料，其係由膠結材、拌合水及細骨材混拌而成，膠結材包含7-12wt%高爐石粉、10-20wt%轉爐石粉及餘量的水泥，藉由膠結材中的轉爐石粉所具有的回脹性，控制該混凝土修補材料的體積變化率，使該混凝土修補材料硬固後的體積變化率介於收縮0.20%及膨脹0.10%之間，以利該混凝土修補材料填補小於1mm的混凝土結構體裂縫。
Description
本發明有關一種用以填充於裂縫的混凝土修補材料及其膠結材，特別是一種藉由膠結材控制硬固後的修補材料體積變化率介於收縮0.20%及膨脹0.10%的混凝土修補材料及其膠結材。
混凝土結構體常因環境因素或人為因素造成劣化並產生裂縫，使得水氣滲透至混凝土結構體內部，同時裂縫會影響混凝土結構體的結構強度，因此必須注入修補材料進行填補以補強混凝土結構體強度，若修補材料為水泥質系修補材料時，填補於混凝土結構體裂縫的水泥質系修補材料會因水分散失而造成體積乾縮，使水泥質系修補材料與混凝土結構體之間產生間隙，因此水氣仍然會從間隙滲透至混凝土結構體內部，且間隙仍然會影響該混凝土結構體的結構強度，若修補材料為非水泥質系修補材料時，則常因修補材料與混凝土結構體之間的黏結力不足，在非水泥質系修補材料與混凝土結構體之間仍然會產生間隙。
本發明之主要目的在於提供一種用以填充於裂縫的混凝土修補材料及其膠結材，藉由膠結材中的轉爐石粉所具有的回脹性，以使該混凝土修補材料硬固後的體積變化率介於收縮0.20%及膨脹0.10%之間，以提高混凝土修補材料之修補強度及與混凝土結構體之間的黏結強度。
本發明之一種用以填充於裂縫的混凝土修補材料，其用以填補小於1mm的一混凝土結構體裂縫，該混凝土修補材料係由一膠結材、一拌合水及一細骨材混拌而成，重量比介於1:0.45-0.55:1.5-2.0，該膠結材用以提高該混凝土修補材料與一混凝土結構體之間的黏結力，該細骨材之細度模數(FM)介於2.5-3.0，該膠結材包含7-12wt%高爐石粉、10-20wt%轉爐石粉及餘量的水泥，該高爐石粉及該轉爐石粉的粒徑不大於300μm，該轉爐石粉用以控制該混凝土修補材料的體積變化率，使該混凝土修補材料硬固後的體積變化率介於收縮0.20%及膨脹0.10%之間。
本發明將7-12wt%的該高爐石粉及10-20wt%的該轉爐石粉混拌於該水泥中作為該混凝土修補材料的該膠結材，藉由該高爐石粉及該轉爐石粉的膠結性提高該混凝土修補材料之黏結力，同時藉由該轉爐石粉的回脹性控制該混凝土修補材料的體積變化率，因此將該混凝土修補材料填補至該混凝土結構體裂縫時，可避免該混凝土修補材料因過度收縮而與該混凝土結構體裂縫之間形成間隙，或因過度膨脹使得該混凝土結構體裂縫持續擴大。
請參考第1圖，本發明之混凝土修補材料100係用以填補小於1mm的一混凝土結構體裂縫200，該混凝土結構體裂縫200形成於一混凝土結構體300，該混凝土修補材料100由一膠結材、一拌合水及一細骨材混拌而成，於該膠結材中加入該拌合水拌勻後，再加入該細骨材混拌均勻，該膠結材:該拌合水:該細骨材的重量比介於1:0.45-0.55:1.5-2.0，該膠結材用以提高該混凝土修補材料100與該混凝土結構體300之間的黏結強度，該拌合水符合CNS1237之規範要求，該細骨材之細度模數(FM)介於2.5-3.0並符合CNS1240之規範要求，在本實施例中，該細骨材之細度模數為2.86。
該膠結材包含7-12wt%高爐石粉、10-20wt%轉爐石粉及餘量的水泥，該高爐石粉比重為2.89，該轉爐石粉比重為3.15，在本實施例中，該高爐石粉及該轉爐石粉使用ASTM #50 篩網過篩後與該水泥混合均勻，該高爐石粉及該轉爐石粉的粒徑不大於300μm，該水泥選自於波特蘭第I型水泥，較佳地，該轉爐石粉為經6個月自然熟成後的轉爐石粉，使其游離氧化物(f-CaO及f-MgO)較低，由於該轉爐石粉具有回脹性，因此該轉爐石粉可用以控制該混凝土修補材料100的體積變化率，請參考第1圖，當該混凝土修補材料100注入該混凝土結構體裂縫200時，該混凝土修補材料100硬固後體積不會因過度收縮，而與該混凝土結構體裂縫200之間形成間隙，亦不會因過度膨脹而將該混凝土結構體裂縫200撐大。
其中，該膠結材可另包含6-10wt%矽灰，該矽灰平均粒徑約為0.1μm，該矽灰用以填充於該細骨材之間的孔隙，可提高該混凝土修補材料之緻密度及黏結性，然而該矽灰添加量與該混凝土修補材料之流度成反比，因此根據不同的工作性需求，該混凝土修補材料可另包含一減水劑，該減水劑重量為該膠結材重量的0.6-1.0wt%，該減水劑用以增加該混凝土修補材料之流度，因此本發明可藉由該矽灰及該減水劑調整該混凝土修補材料的黏結性及流度，較佳地，該減水劑為AE減水劑。
請參考第2a及2b圖，其為該混凝土修補材料之配比設計表，N表示一般配比，其水膠比為0.4，C表示CNS1010設計標準配比，其水膠比為0.485，S表示矽灰，E表示膨脹劑，B表示轉爐石粉， A表示減水劑，數字分別表示矽灰、轉爐石粉、膨脹劑或減水劑的重量百分比，其中，膨脹劑為石灰系邦得士S.E膨脹劑(Bonddex S.E. Expansion agent)，作為對照組與轉爐石粉進行比較。
本發明係將不同配比的混凝土修補材料分別混拌均勻後，於兩分鐘內分兩次分別灌入模具中均勻搗實，放置於陰涼乾燥處使不同配比的混凝土修補材料硬固，於24小時後拆模，拆模後的試體立即放入飽和石灰水中進行養護，直至所需養護齡期時取出。
請參考第3a至3c圖，其為不同配比試體的體積變化試驗結果，於養護齡期3天時分別量測各試體的初始長度，並於養護齡期7、14、21及28天時分別量測各試體長度，將各試體長度與各試體的初始長度相減以取得不同養護齡期的長度變化值，並將各試體的長度變化值除以各試體的初始長度，以換算成各試體的體積變化率，其中，負值的體積變化率表示試體呈現收縮狀態，正值的體積變化率表示試體呈現膨脹狀態，請參考第3a圖，舉例來說，CS10E20試體於養護齡期28天時的體積變化量為0.041，表示CS10E20試體於養護齡期28天時的體積相較於養護齡期3天時膨脹0.041%，而CS10B20試體於養護齡期28天時的體積變化量為-0.011，表示CS10B20試體於養護齡期28天時的體積相較於養護齡期3天時收縮0.011%。
請參考第3a及3b圖，其中第3b圖為不同膨脹劑比例的試體於不同養護齡期的體積變化率趨勢圖，由第3b圖可知，無添加轉爐石粉的試體(CS10)體積於養護齡期7至28天之間持續收縮，體積變化率由-0.059%變化至-0.139%，表示CS10試體於養護齡期7至28天的體積收縮率由0.059%增加至0.139%，而添加膨脹劑的試體(CS10E10、CS10E12、CS10E15、CS10E20)於養護齡期14天後開始出現回脹現象，且 CS10E12、CS10E15及CS10E20試體於養護齡期28天時體積變化量已呈正值，表示添加膨脹劑的試體於養護齡期28天時已呈現膨脹狀態。
請參考第3a及3c圖，其中第3c圖為不同轉爐石粉比例的試體於不同養護齡期的體積變化趨勢圖，由第3c圖可知，添加轉爐石粉的試體(CS10B10、CS10B12、CS10B15、CS10B20)於養護齡期21天時開始出現回脹現象，使混凝土修補材料的體積不再持續收縮，而於養護齡期28天時的體積變化率接近0%，表示添加轉爐石粉的試體於養護齡期28天時已呈現低收縮狀態，若延長其養護齡期，轉爐石粉可使混凝土修補材料達零收縮或微膨脹，由此可知，藉由轉爐石粉的回脹性確實可避免混凝土修補材料的體積持續收縮，且比較轉爐石粉試體及膨脹劑試體的體積變化率可知，雖然轉爐石粉試體的回脹現象晚於膨脹劑試體，但轉爐石粉不像膨脹劑會造成混凝土修補材料過度膨脹，而破壞混凝土結構體的強度，較佳地，本發明之該混凝土修補材料硬固後的體積變化率介於-0.20%至0.10%之間，即表示該混凝土修補材料硬固後的體積變化率介於收縮0.20%至膨脹0.10%之間。
請參考第4a至4c圖，其為不同配比的試體(水膠比0.4)於養護齡期7及14天的抗壓強度試驗結果，將達所需養護齡期的各種配比試體取出後，修飾磨平試體表面，並將各種配比試體放置於抗壓試驗機上進行抗壓強度試驗，抗壓試驗機設定為2kgf/sec，抗壓強度為最大荷重值/試體受力面積(kgf/cm2
)，各種配比試體分別進行三次抗壓試驗並取其抗壓強度平均值。
請參考第4a及4b圖，其中第4b圖為不同配比的試體於養護齡期7天的抗壓強度柱狀圖，由第4a及4b圖可知，添加矽灰可提升混凝土修補材料的抗壓強度，因矽灰所含的二氧化矽會與水泥水化所產生的氫氧化鈣生成水化矽酸鈣凝膠，水化矽酸鈣凝膠會填塞於混凝土修補材料的孔隙中而形成堅硬的矽酸鈣，因而提高混凝土修補材料的抗壓強度，而添加膨脹劑則使混凝土修補材料的抗壓強度明顯下降，因膨脹劑降低水泥水化過程所產生的氫氧化鈣生成量，使得混凝土修補材料中的主要強度來源C-S-H膠體生成量減少，因而降低抗壓強度，而添加該轉爐石粉對於該混凝土修補材料的抗壓強度則無明顯影響。
請參考第4a及4c圖，其中第4c圖為不同配比的試體於養護齡期14天的抗壓強度柱狀圖，其與養護齡期7天的抗壓強度試驗結果相似，添加矽灰可提升混凝土修補材料的抗壓強度，而添加膨脹劑則使混凝土修補材料的抗壓強度明顯下降，添加轉爐石粉對於混凝土修補材料的抗壓強度則無明顯影響，因此根據不同養護齡期的抗壓強度試驗結果可知，轉爐石粉試體相較於膨脹劑試體具有較高的抗壓強度，因此使用添加轉爐石粉的混凝土修補材料填補混凝土結構體裂縫時，其混凝土結構體強度會大於使用添加膨脹劑的混凝土修補材料，較佳地，本發明之該混凝土修補材料硬固後的抗壓強度介於210-350kgf/cm2
。
請參考第5a至5c圖，其為不同配比的試體(水膠比0.485)於養護齡期3、7及28天的抗壓強度試驗結果，第5b圖為不同膨脹劑比例的試體於不同養護齡期的抗壓強度變化趨勢圖，第5c圖為不同轉爐石粉比例的試體於不同養護齡期的抗壓強度變化趨勢圖，比較第5b及5c圖可知，當試體含有10wt%矽灰的情況下，膨脹劑仍然使混凝土修補材料的抗壓強度明顯下降，而轉爐石粉相較於膨脹劑對於混凝土修補材料的抗壓強度影響較小，因此再次證明添加轉爐石粉的混凝土修補材料相較於添加膨脹劑的混凝土修補材料具有較高的抗壓強度。
請參考第6a及6b圖，其為不同配比(水膠比0.485)的試體黏結強度試驗結果，其中黏結強度試驗係將一混凝土基座400(請參考第6c圖)置於模具中，該混凝土基座400具有一斜切面410、一底面420、一第一側面430及一第二側面440，該斜切面410具有一尖角θ，在本試驗中，該混凝土基座400強度大於4500psi，該斜切面410長度為150±2 mm，該底面420長度為75±2 mm，該第一側面430長度為10±2 mm，該第二側面440長度為140±2 mm，該尖角θ角度為30度，將不同配比的該混凝土修補材料100分別灌入模中均勻搗實，使不同配比的該混凝土修補材料100分別與該混凝土基座400的該斜切面410接觸，24小時後拆模，硬固後的該混凝土修補材料100與該混凝土基座400形成一試體500，將各種配比的該試體500放置於飽和石灰水進行養護，直到試驗所需養護齡期時取出，將達所需養護齡期的該試體500置於抗壓試驗機進行黏結強度試驗，黏結強度為最大荷重值/黏結面積(kgf/cm2
)，其中，黏結面積為該混凝土基座400的該斜切面410面積。
請參考第6a圖， CA10試體的黏結強度為70.98kgf/cm2
，而CA10S10試體的黏結強度為92.97kgf/cm2
，由此可知添加矽灰可提高試體的黏結強度，因此得知矽灰確實可提高該混凝土修補材料之黏結力。
請參考第6b圖，其為不同配比試體的黏結強度柱狀圖，由第6b圖可知，膨脹劑造成試體的黏結強度明顯下降，而轉爐石粉對於黏結強度的影響較小，可證明轉爐石粉試體相較於膨脹劑試體具有較高的黏結強度，當使用添加轉爐石粉的混凝土修補材料填補混凝土結構體裂縫時，其與混凝土結構體之間的黏結力會大於使用添加膨脹劑的混凝土修補材料，較佳地，本發明之該混凝土修補材料硬固後的黏結強度介於72-90kgf/cm2
。
根據上述試驗結果可知，將該膠結材混拌於該混凝土修補材料時，該膠結材中的該轉爐石粉確實可控制該混凝土修補材料的體積變化率，且將該轉爐石粉與膨脹劑相比，該轉爐石粉可使該混凝土修補材料具有較高的抗壓強度及黏結強度，因此當使用該混凝土修補材料填補該混凝土結構體裂縫時，可提高修補後的混凝土結構體強度。
本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。
100‧‧‧混凝土修補材料
200‧‧‧混凝土結構體裂縫
300‧‧‧混凝土結構體
400‧‧‧混凝土基座
410‧‧‧斜切面
420‧‧‧底面
430‧‧‧第一側面
440‧‧‧第二側面
500‧‧‧試體
θ‧‧‧尖角
第1圖：依據本發明之較佳實施例，一種混凝土修補材料填補於一混凝土結構體裂縫的示意圖。 第2a及2b圖：依據本發明之較佳實施例，該混凝土修補材料之配比設計表。 第3a至3c圖：依據本發明之較佳實施例，該混凝土修補材料之體積變化試驗結果。 第4a至4c圖：依據本發明之較佳實施例，該混凝土修補材料之抗壓強度試驗結果。 第5a至5c圖：依據本發明之較佳實施例，該混凝土修補材料之抗壓強度試驗結果。 第6a至6c圖：依據本發明之較佳實施例，該混凝土修補材料之黏結強度試驗結果。
Claims (7)
- 一種用以填充於裂縫的混凝土修補材料，其用以填補小於1mm的一混凝土結構體裂縫，該混凝土修補材料係由一膠結材、一拌合水及一細骨材混拌而成，重量比介於1:0.45-0.55:1.5-2.0，該膠結材用以提高該混凝土修補材料與一混凝土結構體之間的黏結強度，該細骨材之細度模數(FM)介於2.5-3.0，該膠結材包含7-12wt%高爐石粉、10-20wt%轉爐石粉及餘量的水泥，該高爐石粉及該轉爐石粉的粒徑不大於300μm，該轉爐石粉用以控制該混凝土修補材料的體積變化率，使該混凝土修補材料硬固後的體積變化率介於收縮0.20%及膨脹0.10%之間。
- 一種用以填充於裂縫的混凝土修補材料，其用以填補小於1mm的一混凝土結構體裂縫，該混凝土修補材料係由一膠結材、一拌合水及一細骨材混拌而成，重量比介於1:0.45-0.55:1.5-2.0，該膠結材用以提高該混凝土修補材料與一混凝土結構體之間的黏結強度，該細骨材之細度模數(FM)介於2.5-3.0，該膠結材包含7-12wt%高爐石粉、10-20wt%轉爐石粉、6-10wt%矽灰及餘量的水泥，該高爐石粉及該轉爐石粉的粒徑不大於300μm，該轉爐石粉用以控制該混凝土修補材料的體積變化率，使該混凝土修補材料硬固後的體積變化率介於收縮0.20%及膨脹0.10%之間。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之混凝土修補材料，其另包含一減水劑，該減水劑重量為該膠結材重量的0.6-1.0wt%。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之混凝土修補材料，其硬固後的抗壓強度介於210-350kgf/cm2 。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之混凝土修補材料，其硬固後的黏結強度介於72-90kgf/cm2 。
- 一種用以填充於裂縫的混凝土修補材料之膠結材，其混拌於一混凝土修補材料，以填補小於1mm的一混凝土結構體裂縫，該膠結材用以提高該混凝土修補材料與一混凝土結構體之間的黏結強度，該膠結材包含7-12wt%高爐石粉、10-20wt%轉爐石粉及餘量的水泥，該高爐石粉及該轉爐石粉的粒徑不大於300μm，該轉爐石粉用以控制該混凝土修補材料的體積變化率，使該混凝土修補材料硬固後的體積變化率介於收縮0.20%及膨脹0.10%之間。
- 一種用以填充於裂縫的混凝土修補材料之膠結材，其混拌於一混凝土修補材料，以填補小於1mm的一混凝土結構體裂縫，該膠結材用以提高該混凝土修補材料與一混凝土結構體之間的黏結強度，該膠結材包含7-12wt%高爐石粉、10-20wt%轉爐石粉、6-10wt%矽灰及餘量的水泥，該高爐石粉及該轉爐石粉的粒徑不大於300μm，該轉爐石粉用以控制該混凝土修補材料的體積變化率，使該混凝土修補材料硬固後的體積變化率介於收縮0.20%及膨脹0.10%之間。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW105109586A TWI616422B (zh) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | 用以填充於裂縫的混凝土修補材料及其膠結材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW105109586A TWI616422B (zh) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | 用以填充於裂縫的混凝土修補材料及其膠結材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201733957A TW201733957A (zh) | 2017-10-01 |
| TWI616422B true TWI616422B (zh) | 2018-03-01 |
Family
ID=61021589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW105109586A TWI616422B (zh) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | 用以填充於裂縫的混凝土修補材料及其膠結材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI616422B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3889122A1 (en) | 2020-04-02 | 2021-10-06 | Sika Technology Ag | Method for the control of volume expansion of hydraulically setting compositions comprising steel making slag |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200521100A (en) * | 2003-12-31 | 2005-07-01 | China Hi Ment Corp | Method of manufacturing concrete working assistant by using air cooling slag as the basis |
| TWI239324B (en) * | 2002-07-15 | 2005-09-11 | Wen-Chen Jau | Normal strength self-compacting concrete |
| TW201103881A (en) * | 2009-07-23 | 2011-02-01 | China Hi Ment Corp | A compound mineral admixture with multiple functions applied to the concrete |
-
2016
- 2016-03-25 TW TW105109586A patent/TWI616422B/zh active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI239324B (en) * | 2002-07-15 | 2005-09-11 | Wen-Chen Jau | Normal strength self-compacting concrete |
| TW200521100A (en) * | 2003-12-31 | 2005-07-01 | China Hi Ment Corp | Method of manufacturing concrete working assistant by using air cooling slag as the basis |
| TW201103881A (en) * | 2009-07-23 | 2011-02-01 | China Hi Ment Corp | A compound mineral admixture with multiple functions applied to the concrete |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201733957A (zh) | 2017-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nepomuceno et al. | Mechanical performance evaluation of concrete made with recycled ceramic coarse aggregates from industrial brick waste | |
| Lim et al. | Effect of different sand grading on strength properties of cement grout | |
| Lim et al. | Strength and toughness of lightweight foamed concrete with different sand grading | |
| JP2008184353A (ja) | 補修用モルタルおよびこれを用いたトンネル補修工法 | |
| JP6346519B2 (ja) | 高強度コンクリートおよびコンクリート部材の製造方法 | |
| JP2011195364A (ja) | コンクリート組成物およびコンクリート硬化体 | |
| CN103387363A (zh) | 一种水泥基修补砂浆 | |
| CN107265969A (zh) | 微膨胀混凝土 | |
| JP6830826B2 (ja) | 自己平滑性モルタル | |
| JP2016023103A (ja) | 補修補強用速硬性ポリマーセメントモルタル組成物及びそれを用いた補修補強方法 | |
| JP6653077B2 (ja) | 超速硬性セメントモルタル | |
| TWI616422B (zh) | 用以填充於裂縫的混凝土修補材料及其膠結材 | |
| Li et al. | Effect of surface roughness on the bond between ultrahigh-performance and precast concrete in bridge deck connections | |
| Bradu et al. | Compressive strength of self compacting concrete | |
| CN110759684B (zh) | 一种双骨料水泥砂浆及其制备方法 | |
| JP2011006297A (ja) | コンクリート組成物およびコンクリート硬化体 | |
| JP2019026540A (ja) | 即時脱型方式用のセメント組成物、及び、それを用いたプレキャストコンクリート成型品の製造方法 | |
| Bradu et al. | Modulus of elasticity of self compacting concrete with diferents levels of limestone powder | |
| JP6264644B2 (ja) | 混和材、セメント組成物およびセメント硬化体 | |
| CN109437696B (zh) | 一种超缓凝混凝土及其制备方法 | |
| Stogia et al. | Study of different binders for restoration applications | |
| KR102217843B1 (ko) | 단면 확대공법을 위한 유동성 및 접착성이 개선된 보수 및 보강용 모르타르 및 콘크리트 조성물 | |
| CN113087452A (zh) | 一种抗拉弯抗冲击防爆防震钢纤维混凝土及其制备工艺 | |
| KR101456024B1 (ko) | 지하구조물에 사용하는 친환경 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 균열 저감 시공법 | |
| CN110002818B (zh) | 一种高致密混凝土及其制备方法 |