一种碳纤维网格加固专用砂浆及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种碳纤维网格加固专用砂浆及制备方法，包括砂浆粉料和聚合物乳液；聚合物乳液占砂浆的质量比为17‑36％，聚合物乳液是由苯乙烯、聚丁二烯乳液、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酸(MAA)制备而成的四元共聚的羧基丁苯乳液；砂浆粉料包括占砂浆粉料质量比的如下各组分：40‑50％水泥、40‑60％级配砂、2‑4％微硅粉、0.04‑0.08％减水剂、0.01‑0.02％消泡剂、0.03‑0.05％羟丙基甲基纤维素醚和0.1％‑0.3％聚丙烯纤维。该生产工艺简单、生产成本低，所得砂浆耐久性和力学性能优异。

A special mortar for strengthening carbon fiber mesh and its preparation method

The invention relates to a special mortar and preparation method for carbon fiber mesh reinforcement, including mortar powder and polymer emulsion; the mass ratio of polymer emulsion to mortar is 17 and 36%, and the polymer emulsion is made from styrene, polybutadiene emulsion, 2 acrylamide acrylamide 2 methyl propyl sulfonic acid (AMPS) and methacrylic acid (MAA). The four element copolymerization of carboxyl styrene butadiene emulsion; mortar powder including the following components of the mass ratio of mortar powder: 40, 50%, 2, 0.04, 0.08%, 0.08%, 0.01, 0.01, 0.02%, methyl cellulose, 0.03, 0.05% hydroxypropyl methyl cellulose and polypropylene fiber. The production process is simple, the production cost is low, and the mortar obtained has excellent durability and mechanical properties.

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维网格加固专用砂浆及制备方法
本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及一种碳纤维网格加固专用砂浆及制备方法。
技术介绍
碳纤维网格加固系统指的是碳纤维网格与之配套的砂浆技术，砂浆保证了碳纤维网格与混凝土的共同作用。国内使用聚合物砂浆已有40多年的历史，用的比较多的是作为工程修补材料。现有技术中，普通砂浆或其它一些聚合物改性的砂浆的硬化体在长期处于冷热、干湿、冻融等不同循环周期的自然条件下，容易引起砂浆材料与被胶接材料之间结合强度弱化；由于砂浆自身结构和强度的削弱，容易出现开裂、起鼓等质量问题。而在实际使用中，砂浆层开裂不仅影响结构的外观质量，而且有害介质通过面层砂浆的裂缝可能渗入到内部结构，引起钢筋锈蚀、使工程耐久性劣化。相比于普通砂浆，现有聚合物砂浆在强度、韧性、粘接性和耐久性等方面有较大提高。如林玉梅等在《聚合物改性砂浆耐久性的试验研究》一文中，采用正交试验表明聚合物干粉砂浆与普通砂浆作对比，聚合物改性砂浆均表现出良好的力学性能、粘接性能和耐久性能。但聚合物乳液砂浆仍旧存在耐久性和成本方面存在问题，由于聚合物高分子链的刚性及交联程度，其内部存在的不饱和键影响耐久性能的进一步提高；再者聚合物的成本是水泥的10倍甚至100倍以上，成本较高。此外，并非所有的聚合物乳液对水泥砂浆的粘接性能都有改善的作用，如在砂浆中加入丙烯酸酯乳液可能是因为有些聚合物与水泥体系不相容，影响水泥水化进程；并且有些聚合物本身也会因为水泥体系的碱性而降解，如氯偏乳液在砂浆中会发生降解。因此，选择合适的聚合物乳液并制备成性能优异的聚合物砂浆，特别是开发一种与碳纤维网格配套使用的双组分聚合物乳液改性砂浆是本专利技术的重点。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中聚合物乳液改性砂浆存在的力学性能、耐久性能不足，提供一种碳纤维网格加固专用砂浆及制备方法，该生产工艺简单、生产成本低，所得砂浆耐久性和力学性能优异。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种碳纤维网格加固专用砂浆，所述砂浆包括砂浆粉料和聚合物乳液；所述聚合物乳液占砂浆的质量比为17-36％，聚合物乳液是由苯乙烯、聚丁二烯乳液、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酸(MAA)制备而成的四元共聚的羧基丁苯乳液；所述砂浆粉料包括占砂浆粉料质量比的如下各组分：40-50％水泥、40-60％级配砂、2-4％微硅粉、0.04-0.08％减水剂、0.01-0.02％消泡剂、0.03-0.05％羟丙基甲基纤维素醚和0.1％-0.3％聚丙烯纤维。优选的，所述聚合物乳液占砂浆的质量比为18％；所述水泥为44％、级配砂为53％、微硅粉为1.8％、减水剂为0.09％、消泡剂为0.02％、羟丙基甲基纤维素醚为0.04％、聚丙烯纤维为0.22％。优选的，所述水泥为硅酸盐水泥52.5；所述级配砂的目数为20-80目；所述微硅粉的目数为1000-5000目；所述减水剂为聚羧酸减水剂；所述消泡剂为固体消泡剂5315；所述纤维为3-9mm短切聚丙烯纤维按2:1的比例组成。一种碳纤维网格加固专用砂浆的制备方法，包括如下步骤：S1：聚合物乳液改性：采用半连续核壳种子乳液聚合方法，按质量比12:6:1:1将聚丁二烯乳液、苯乙烯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酸加入反应釜中混合，温度设置为65-70℃，搅拌时间5h；S2：聚合物乳液砂浆制备：40-50％水泥、40-60％级配砂、2-4％微硅粉、0.04-0.08％减水剂、0.01-0.02％消泡剂、0.03-0.05％纤维素醚和0.1％-0.3％聚丙烯纤维均匀混合得混合料，随后将混合料加入到水泥中，持续搅拌10-20min，即得砂浆粉料；将聚合物乳液加入到砂浆粉料中，聚合物乳液占砂浆的质量比为18-20％，持续搅拌10-20min，即得到聚合物乳液砂浆。优选的，步骤S1中所述聚丁二烯乳液为、苯乙烯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酸；温度设置为68℃；搅拌速度为200r/min。优选的，步骤S2中将混合料加入到水泥中持续搅拌15min；将聚合物乳液加入到砂浆粉料持续搅拌15min。有益效果：1.本专利技术所选用的聚合物乳液为经改性的四元共聚的羧基丁苯乳液，其中羧基的引入增加了乳液的极性，提高了粘接性能和结膜强度；并且通过引入2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)提高了乳液耐温和抗盐性能。当聚合物乳液与水泥砂浆形成共混体系得到聚合物乳液改性砂浆时，改性的羧基丁苯乳液在浆体中干燥成膜对硬化水泥浆体的孔结构会有所改善，使砂浆内部毛细孔变细，从而提高砂浆的密实度，提高抗压与抗折强度；同时使砂浆的吸水率降低，堵塞了水分向界面集中的通道，防止水分的迁移；由于通道被堵塞，水分迁移的途径变得迂回曲折，从而使得砂浆的抗渗性能与抗干湿循环破坏的能力得以提高。另外，当砂浆受到冻融循环的作用，内部产生膨胀压力时，砂浆中的聚合物膜可以缓冲这一膨胀压力，因此，改性砂浆具有良好的抗冻性。聚合物乳液和减水剂复合后的协同效应，提高了新拌聚合物砂浆的工作性。聚合物乳液和纤维素醚的协同效应，提高了新拌砂浆的保水率和粘接强度。2.本专利技术产品和易性好，便于施工，耐久性能优异，能够满足碳纤维网格加固法所需要的各项砂浆性能。本专利技术所提供的聚合物砂浆含有聚合物乳液活性成分，提高了砂浆与碳纤维网格之间的握裹力，同时提升了对各种石料颗粒包裹力，提高了砂浆的抗裂性。本方面通过采用聚合物乳液和无机物共同作用来改性水泥砂浆，并优化制备工艺能够满足使用条件的前提下显著降低成本。具体实施方式以下结合下述实施方式进一步说明本专利技术，下述实施方式仅用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。实施例1将1000g硅酸盐水泥52.5、1200g石英砂(20-80目)、40g微硅粉(1000-5000目)、1.0g聚羧酸减水剂、0.3g固体消泡剂5315、0.8g羟丙基甲基纤维素醚、5.0g聚丙烯纤维依次加入砂浆搅拌机中，经搅拌机混合均匀，得到预混粉料；改性丁苯乳液的制备：按质量比12:6:1:1将聚丁二烯乳液、苯乙烯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酸加入反应釜中混合，温度设置为65-70℃，搅拌时间5h；将800g改性丁苯乳液(固含量16％)加入到搅拌机中，经搅拌机混合均匀，得到碳纤维网格加固用聚合物乳液砂浆。碳纤维网格加固专用砂浆测试结果检验项目鉴定合格指标实验结果抗折强度≥1213.4抗压强度≥5570与混凝土的正拉粘接强度≥2.5，且为混凝土内聚破坏3.3耐水性能≥1.5，且为混凝土内聚破坏3.1实施例2将1100g硅酸盐水泥52.5、1200g石英砂(20-80目)、30g微硅粉(1000-5000目)、1.0g聚羧酸减水剂、0.3g固体消泡剂5315、0.8g羟丙基甲基纤维素醚、5.0g聚丙烯纤维依次加入砂浆搅拌机中，经搅拌机混合均匀，得到预混粉料；改性丁苯乳液的制备同实施例1；然后将450g改性丁苯乳液(固含量16％)加入到搅拌机中，经搅拌机混合均匀，得到碳纤维网格加固用聚合物乳液砂浆。碳纤维网格加固专用砂浆测试结果检验项目鉴定合格指标实验结果抗折强度≥1212.4抗压强度≥5565与混凝土的正拉粘接强度≥2.5，且为混凝土内聚破坏3.0耐水性能≥1.5，且为混凝土内聚破坏2.5实施例3将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维网格加固专用砂浆，其特征在于，所述砂浆包括砂浆粉料和聚合物乳液；所述聚合物乳液占砂浆的质量比为17‑36％，聚合物乳液是由苯乙烯、聚丁二烯乳液、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酸(MAA)制备而成的四元共聚的羧基丁苯乳液；所述砂浆粉料包括占砂浆粉料质量比的如下各组分：40‑50％水泥、40‑60％级配砂、2‑4％微硅粉、0.04‑0.08％减水剂、0.01‑0.02％消泡剂、0.03‑0.05％羟丙基甲基纤维素醚和0.1％‑0.3％聚丙烯纤维。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维网格加固专用砂浆，其特征在于，所述砂浆包括砂浆粉料和聚合物乳液；所述聚合物乳液占砂浆的质量比为17-36％，聚合物乳液是由苯乙烯、聚丁二烯乳液、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酸(MAA)制备而成的四元共聚的羧基丁苯乳液；所述砂浆粉料包括占砂浆粉料质量比的如下各组分：40-50％水泥、40-60％级配砂、2-4％微硅粉、0.04-0.08％减水剂、0.01-0.02％消泡剂、0.03-0.05％羟丙基甲基纤维素醚和0.1％-0.3％聚丙烯纤维。2.根据权利要求1所述的一种碳纤维网格加固专用砂浆，其特征在于，所述聚合物乳液占砂浆的质量比为18％；所述水泥为44％、级配砂为53％、微硅粉为1.8％、减水剂为0.09％、消泡剂为0.02％、羟丙基甲基纤维素醚为0.04％、聚丙烯纤维为0.22％。3.根据权利要求1所述的一种碳纤维网格加固专用砂浆，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥52.5；所述级配砂的目数为20-80目；所述微硅粉的目数为1000-5000目；所述减水剂为聚羧酸减水剂；所述消泡剂为固体消泡剂5315；所述纤维为3-9mm短切聚丙烯纤维按2:1的比例组成。4.一种碳纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛雪雪，张宏泽，许小海，汤飞，
申请(专利权)人：卡本复合材料天津有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12