一种聚合物快硬水泥砂浆以及防水卷材混凝土保护层快速维修的方法技术

本发明专利技术提供一种聚合物快硬水泥砂浆，按质量份数计，包括：水泥0.95～0.99份、水泥膨胀混合材0.01～0.05份、高分子乳液0.35～1.4份、硅烷偶联剂0.01～0.06份、砂1.5～2份、调凝剂0.001～0.005份、消泡剂0.0004～0.01份、减水剂0～0.02份、流变改性剂0～0.001份、水0～0.3份；其中，水泥和水泥膨胀混合材的总质量数为1份。本发明专利技术还提供该聚合物快硬水泥砂浆的制备方法及其在铁路混凝土桥梁桥面线间防水体系快速抢修中的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物快硬水泥砂浆以及防水卷材混凝土保护层快速维修的方法
本专利技术属于建筑防水
，具体涉及无砟轨道桥面防水卷材混凝土保护层的快速维修方法及采用的聚合物快硬水泥砂浆。
技术介绍
铁路混凝土桥梁桥面防水体系是提高桥梁结构耐久性的重要技术手段。既有桥梁由于桥面防水失效会造成桥面板渗水、钢筋锈蚀，直接影响到桥梁的使用寿命和列车的行车安全。传统上，我国铁路混凝土桥梁桥面的线间防水体系(即桥面上下行铁轨之间的防水体系)都采用先铺设防水卷材层，然后浇注一定厚度的混凝土作为保护层。目前某些高速无砟轨道仍然采用“防水卷材+保护层”这种防水体系。例如中国专利技术专利申请“用于严寒地区高速铁路桥面防水封闭体系及其施工方法”(公开号CN108149569A，公开日2018年1月25日)公开了一种用于严寒地区高速铁路桥面的线间防水体系，包括防水卷材层和纤维混凝土保护层。铁路高速化之前，由于全路网都采用有砟轨道，保护层上面覆盖道砟，整个铁路混凝土桥梁桥面的防水层在使用过程中的状态如何，一直没有得到关注。但是对于无砟轨道，上述传统的桥面线间防水体系很快暴露出一些问题：局部路段，尤其是高寒地带在短短两三年的时间内就出现了混凝土保护层粉化、掉块、拱起等病害。分析原因，可能是因为高寒地带因为温度变化剧烈，造成纤维混凝土保护层的反复冻融，破坏了混凝土的结构而使混凝土解体、破碎。破碎的混凝土极易被高速驶过的高铁吸入车厢底部而击伤车底，或者被吸上线路，造成轨面不平顺，影响行车安全。因此，一旦发现铁路桥梁桥面防水体系的混凝土保护层破损，就必须立即进行抢修，以免影响上下行的列车。与普速铁路相比，高速铁路具有运营时间长，维修天窗短的特点。所以，有必要研发出适用于高速铁路混凝土桥梁桥面线间防水卷材混凝土保护层的快速维修方法及相应的维修材料。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术的目的是提供一种聚合物快硬水泥砂浆以及应用所述聚合物快硬水泥砂浆的防水卷材混凝土保护层的快速维修方法。本专利技术所述的聚合物快硬水泥砂浆能够实现快速凝固，尤其是在环境温度很低的高寒地区，保证在天窗期完成维修，保证线路运行通畅和列车的行车安全。用于实现上述技术效果，本专利技术采用了如下的技术方案：一种聚合物快硬水泥砂浆，按质量份数计，包括：水泥0.95～0.99份、水泥膨胀混合材0.01～0.05份、高分子乳液0.35～1.4份、硅烷偶联剂0.01～0.06份、砂1.5～2份、调凝剂0.001～0.005份、消泡剂0.0004～0.01份、减水剂0～0.02份、流变改性剂0～0.001份、水0～0.3份；其中，水泥和水泥膨胀混合材的总质量数为1份。优选的，按质量份数计，所述聚合物快硬水泥砂浆包括：水泥0.97～0.99份、水泥膨胀混合材0.01～0.03份、高分子乳液0.4～0.6份、硅烷偶联剂0.02～0.05份、砂1.5～2份、调凝剂0.001～0.004份、消泡剂0.0004～0.005份、减水剂0～0.01份、流变改性剂0～0.0008份、水0～0.25份；其中，水泥和水泥膨胀混合材的总质量份数为1份。更优选的，按质量份数计，所述聚合物快硬水泥砂浆包括：水泥0.99份、水泥膨胀混合材0.01份、高分子乳液0.5份、硅烷偶联剂0.03份、砂2份、调凝剂0.001～0.004份、消泡剂0.001份、减水剂0.003～0.005份、流变改性剂0.0004～0.0007份、水0.15～0.2份；其中，水泥和水泥膨胀混合材的总质量份数为1份。优选的，所述调凝剂由促凝剂和缓凝剂中的一种或两种组成；其中，施工温度在5～15℃时，所述调凝剂的质量份数为0.002～0.003份，且所述调凝剂选自促凝剂；施工温度为15～27℃时，所述调凝剂的质量份数为0.001～0.002份，且所述调凝剂选自促凝剂；施工温度为27～40℃时，所述调凝剂的质量份数为0.003～0.004份，且所述调凝剂由促凝剂和缓凝剂组成，两者的质量比为促凝剂:缓凝剂＝1:2～3。优选的，所述促凝剂选自亚硝酸钠、碳酸锂、硫酸钠和硫酸铝中的一种或多种。优选的，所述缓凝剂选自酒石酸、硼酸、硼砂、葡萄糖酸钠和柠檬酸中的一种或多种。优选的，所述硅烷偶联剂选自3-氨丙基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、异丁烯三乙氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷中的一种或多种。优选的，所述高分子乳液选自丁苯乳液、羧基丁苯乳液、苯丙乳液、改性丙烯酸树脂乳液、乙烯/醋酸乙烯共聚物乳液中一种或多种。优选的，所述水泥选自早强硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥和双快水泥中的一种或多种；更优选为快硬硫铝酸盐水泥。优选的，所述水泥膨胀混合材选自硫铝酸钙熟料-石灰石类、硅铝酸盐熟料-氧化铝类、硅铝酸盐熟料-明矾石类、石灰-明矾石复合类、铝酸钙类、明矾石类、粉煤灰混合材中的一种或多种。优选的，所述砂选自河砂、海砂、山砂和机制硅砂中的一种或多种。更优选的，所述砂的细度模数为2.3～3.0，含泥量或石粉含量小于1％重量。优选的，所述减水剂选自萘系和聚羧酸类中的一种或多种；更优选为聚羧酸类。优选的，所述流变改性剂选自纤维素醚、丙烯酸类、聚醚类和聚氨酯增稠剂中的一种或多种；更优选为纤维素醚和聚氨酯增稠剂中的一种或两种。优选的，所述消泡剂选自有机硅类、高级醇类、脂肪酸类和聚醚类中一种或多种；更优选自有机磷酸酯、有机硅树脂、改性有机硅树脂和二氧化硅与有机硅树脂配合物中的一种或多种。本专利技术还提供所述的聚合物快硬水泥砂浆的制备方法，包括以下步骤：A.向搅拌机内依次加入所述质量份的高分子乳液、水、消泡剂、减水剂、硅烷偶联剂，并搅拌混匀，搅拌速度为20～40rpm；B.加入所述质量份的砂并搅拌混匀，搅拌速度为60～80rpm；C.再依次加入所述质量份的水泥、水泥膨胀混合材、调凝剂、流变改性剂并搅拌混匀，搅拌速度为100～140rpm；D.再以100～140rpm的搅拌速度搅拌3～5分钟，然后将搅拌速度调整为20～40rpm继续搅拌1分钟，即得；或A'.将所述质量份的水泥、水泥膨胀混合材、砂、流变改性剂、调凝剂混合均匀，得到干粉；B'.将高分子乳液、水、减水剂、消泡剂、硅烷偶联剂依次加入砂浆搅拌机内，慢速搅拌，搅拌速度为20～40rpm；C'.加入步骤I制备得到的所述干料，快速搅拌3～5分钟，搅拌速度为100～140rpm，然后将搅拌速度调整为20～40rpm继续搅拌1分钟，即得。本专利技术还有一个目的在于提供上述聚合物快硬水泥砂浆在铁路混凝土桥梁桥面线间防水体系快速抢修中的应用。本专利技术还提供一种铁路混凝土桥梁桥面线间防水体系的快速抢修方法，包括采用上述聚合物快硬水泥砂浆。优选的，所述快速抢修方法包括如下步骤：I.清理、去除破损的混凝土保护层，暴露出防水卷材层；II.在暴露出的防水卷材层及其四周的混凝土保护层断面上涂刷1～3遍硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂如前定义；III.根据需要修补的混凝土保护层的纵向宽度，分别采取如下操作：III-1.混凝土保护层的纵向宽度小于1m时，按照前述制备方法现场制备所述聚合物快硬水泥砂浆，灌注在清理后的防水卷材表面，与周边原混凝土保护层找平；或III-2.混凝土保护层的纵向宽度大于1m时，将预制的轻质混凝土板裁切成需要修复的混凝土保护层对应的大小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合物快硬水泥砂浆，按质量份数计，包括：水泥0.95～0.99份、水泥膨胀混合材0.01～0.05份、高分子乳液0.35～1.4份、硅烷偶联剂0.01～0.06份、砂1.5～2份、调凝剂0.001～0.005份、消泡剂0.0004～0.01份、减水剂0～0.02份、流变改性剂0～0.001份、水0～0.3份；其中，水泥和水泥膨胀混合材的总质量数为1份。

【技术特征摘要】
1.一种聚合物快硬水泥砂浆，按质量份数计，包括：水泥0.95～0.99份、水泥膨胀混合材0.01～0.05份、高分子乳液0.35～1.4份、硅烷偶联剂0.01～0.06份、砂1.5～2份、调凝剂0.001～0.005份、消泡剂0.0004～0.01份、减水剂0～0.02份、流变改性剂0～0.001份、水0～0.3份；其中，水泥和水泥膨胀混合材的总质量数为1份。2.根据权利要求1所述的聚合物快硬水泥砂浆，其特征在于，按质量份数计，所述聚合物快硬水泥砂浆包括：水泥0.97～0.99份、水泥膨胀混合材0.01～0.03份、高分子乳液0.4～0.6份、硅烷偶联剂0.02～0.05份、砂1.5～2份、调凝剂0.001～0.004份、消泡剂0.0004～0.005份、减水剂0～0.01份、流变改性剂0～0.0008份、水0～0.25份；其中，水泥和水泥膨胀混合材的总质量份数为1份；优选的，按质量份数计，所述聚合物快硬水泥砂浆包括：水泥0.99份、水泥膨胀混合材0.01份、高分子乳液0.5份、硅烷偶联剂0.03份、砂2份、调凝剂0.001～0.004份、消泡剂0.001份、减水剂0.003～0.005份、流变改性剂0.0004～0.0007份、水0.15～0.2份；其中，水泥和水泥膨胀混合材的总质量份数为1份。3.根据权利要求1或2所述的聚合物快硬水泥砂浆，其特征在于，所述调凝剂由促凝剂和缓凝剂中的一种或两种组成；其中，施工温度在5～15℃时，所述调凝剂的质量份数为0.002～0.003份，且所述调凝剂选自促凝剂；施工温度为15～27℃时，所述调凝剂的质量份数为0.001～0.002份，且所述调凝剂选自促凝剂；施工温度为27～40℃时，所述调凝剂的质量份数为0.003～0.004份，且所述调凝剂由促凝剂和缓凝剂组成，两者的质量比为促凝剂:缓凝剂＝1:2～3；优选的，所述促凝剂选自亚硝酸钠、碳酸锂、硫酸钠和硫酸铝中的一种或多种；优选的，所述缓凝剂选自酒石酸、硼酸、硼砂、葡萄糖酸钠和柠檬酸中的一种或多种。4.根据权利要求1或2所述的聚合物快硬水泥砂浆，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自3-氨丙基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、异丁烯三乙氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷中的一种或多种；优选的，所述高分子乳液选自丁苯乳液、羧基丁苯乳液、苯丙乳液、改性丙烯酸树脂乳液、乙烯/醋酸乙烯共聚物乳液中一种或多种。5.根据权利要求1或2所述的聚合物快硬水泥砂浆，其特征在于，所述水泥选自早强硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥和双快水泥中的一种或多种；更优选为快硬硫铝酸盐水泥；优选的，所述水泥膨胀混合材选自硫铝酸钙熟料-石灰石类、硅铝酸盐熟料-氧化铝类、硅铝酸盐熟料-明矾石类、石灰-明矾石复合类、铝酸钙类、明矾石类、粉煤灰混合材中的一种或多种；优选的，所述砂选自河砂、海砂、山砂和机制硅砂中的一种或多种；更优选的，所述砂的细度模数为2.3～3.0，含泥量或石粉含量小于1％重量；还优选的，所述减水剂选自萘系和聚羧酸类中的一种或多种；更优选为聚羧酸类；还优选的，所述流变改性剂选自纤维素醚、丙烯酸类、聚醚类和聚氨酯增稠剂中的一种或多种；更优选为纤维素醚和聚氨酯增稠剂中的一种或两种；还优选的，所述消泡剂选自有机硅类、高级醇类、脂肪酸类和聚醚类中一种或多种；更优选自有机磷酸酯、有机硅树脂、改性有机硅树脂和二氧化硅与有机硅树...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾恒琼，王涛，王鑫，祝和权，杜存山，李海燕，魏曌，吴韶亮，杜玮，南阳，张喆，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所，北京中铁科新材料技术有限公司，中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11