一种修补砂浆、其制备方法及施工方法技术

本发明专利技术提供了一种修补砂浆、其制备方法及施工方法，所述修补砂浆，包括原料：硅酸盐水泥、膨胀剂、聚合物乳液、粘改剂、水、粉体减水剂、复合纤维、高吸水性树脂及砂子。所述制备方法，包括步骤S1、将硅灰石针状粉、钾长石粉和聚合物乳液混匀，制得混合物A；步骤S2、将硅酸盐水泥、氧化镁、粘改剂、粉体减水剂、复合纤维、高吸水性树脂和砂子混匀，制得混合物B；步骤S3、将水与混合物A、B混合均匀，制得修补砂浆。所述施工方法，包括步骤W1、将待修补混凝土基体的施工面进行预处理；步骤W2、将步骤S3制得的修补砂浆直接成型在预处理后的施工面上。本发明专利技术所述的修补砂浆具有较好的触变性。

【技术实现步骤摘要】
一种修补砂浆、其制备方法及施工方法
本专利技术涉及混凝土材料
，具体涉及一种修补砂浆、其制备方法及施工方法。
技术介绍
混凝土结构普遍面临着严重的耐久性问题，极大的降低了混凝土的耐久性与服役寿命，同时也直接推动了混凝土修补行业的发展。混凝土的修补工程主要划分为结构性修补与非结构性修补两类。其中，非结构性修补应对的混凝土问题，一般是整个暴露面发生龟裂、剥落等，或者是非主要受力部位的开裂、缺损等。针对非结构性修补，主要是使用修补材料替换混凝土结构的问题部位。然而，非结构性修补也是一个需要兼顾混凝土宏观与微观性能的复杂工程问题。据统计，绝大多数非结构性修补工程的实际使用寿命未达到设计年限，重复施工导致了人力与物力的大量浪费。为了降低修补工程的开支，可以从施工成本与服役寿命两个方面开展研究。对于施工成本方面，一般来说，如果非结构性修补的施工面较大时，模板支护带来人工与经费支出将会严重影响修补施工的预算与工期；对于服役寿命方面，修补体系的耐久性与服役寿命很大程度上取决于修补材料与混凝土之间的粘结界面的粘结强度。此外，修补材料的收缩、渐变等直接影响修补体系内部的应力值及抵抗应力的能力，通过控制修补砂浆的收缩率，同时提高粘结界面的粘结强度，能够显著提高粘结界面的耐久性。为了节省在混凝土浇筑时模板支护带来的支出，国内外已有学者提出采用高触变性混凝土替代普通混凝土，达到无模板施工的目的。触变性是指流体的粘度在剪切作用下显著降低，而静置后又迅速恢复的性能。在搅拌状态下，高触变性混凝土的粘度低，工作性能良好，但当浇注在施工位置后，混凝土粘度迅速增大，内聚力增强，形状保持能力大幅度提高，可以在无模板支撑的条件下保持现有形状。现有的触变性水泥基材料，主要是关于3D打印建筑材料方面的。如专利号为CN201910968635.3的专利技术专利公开了一种触变性灌浆材料及其制备方法，具体公开了使用膨润土、纯碱与SM型植物胶提高灌浆料的触变性。专利号为CN201810603266.3的专利技术专利公开了一种高触变性3D打印混凝土及其制备方法，具体公开了一种3D打印混凝土专用触变剂，其由无机絮凝剂、有机高分子触变早强剂和稳泡剂组成。专利号为CN201910407942.4的专利技术专利公开了一种提高3D打印水泥基材料触变性的工艺方法，具体公开了向3D打印水泥基材料中添加了磁性固体材料，通过外加交变电磁场，使水泥基材料获得触变性。上述专利中获得具有触变性的水泥基材料存在成本高，功能单一，应用范围小的问题。综上所述，急需一种修补砂浆、其制备方法及施工方法以解决现有技术中触变性水泥基材料存在的成本高，功能单一，应用范围小的问题。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种修补砂浆，具体技术方案如下：一种修补砂浆，包括以下质量百分比的原料：硅酸盐水泥20％-30％、膨胀剂4％-7％、聚合物乳液4％-6％、粘改剂0.1％-0.3％、水8％-10％、粉体减水剂0.2％-0.6％、复合纤维0.2％-0.5％、高吸水性树脂0.05％-0.1％及余量的砂子，所述膨胀剂包括硅灰石针状粉、钾长石粉和氧化镁，所述氧化镁经过煅烧处理。优选的，所述膨胀剂由硅灰石针状粉、钾长石粉和氧化镁组成，其中，所述硅灰石针状粉与修补砂浆的质量比为0.5％-1％，钾长石粉与修补砂浆的质量比为0.5％-1％，氧化镁与修补砂浆的质量比为3％-5％。优选的，所述硅灰石针状粉的细度为600目-1000目，颗粒长径比为10:1-20:1；所述钾长石粉的细度为400目-600目；所述氧化镁的煅烧温度为950℃-1050℃，氧化镁的含量不少于86％。优选的，所述聚合物乳液包括苯丙乳液、丁苯乳液和乙烯-醋酸乙烯酯乳液中的至少一种；所述聚合物乳液的粘度为50mPa·s-1000mPa·s，聚合物乳液的固含量为40％-50％。优选的，所述粘改剂为羟乙基甲基纤维素；所述粉体减水剂为聚羧酸粉体减水剂，其减水率为25％-30％。优选的，所述复合纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维与聚丙烯纤维的混合物；所述高吸水性树脂为聚丙烯酸盐型树脂，具体为聚丙烯酸钠树脂，粒径为60目-80目。优选的，所述砂子包括机制砂和河沙中的至少一种，所述机制砂和河沙的细度模数均为2.4-2.7，级配曲线为II区。本专利技术的第二目的在于提供一种修补砂浆的制备方法，具体技术方案如下：一种修补砂浆的制备方法，包括以下步骤：步骤S1、将所述原料中的硅灰石针状粉、钾长石粉和聚合物乳液混合均匀，制得混合物A；步骤S2、将所述原料中的硅酸盐水泥、氧化镁、粘改剂、粉体减水剂、复合纤维、高吸水性树脂和砂子混合均匀，制得混合物B；步骤S3、将所述原料中的水与混合物A、混合物B混合均匀，制得修补砂浆。本专利技术的第三目的在于提供一种修补砂浆的施工方法，具体技术方案如下：一种修补砂浆的施工方法，包括以下步骤：步骤W1、将待修补混凝土基体的施工面进行预处理；步骤W2、将步骤S3制得的修补砂浆直接成型在预处理后的施工面上。优选的，所述步骤W1中的预处理，具体是采用压缩空气将待修补混凝土基体的施工面冲刷干净，然后向施工面喷水至饱和状态，随后将施工面吹干，最后在施工面涂刷环氧树脂。应用本专利技术的技术方案，具有以下有益效果：(1)本专利技术中所述的修补砂浆，优选了硅灰石针状粉、钾长石粉、氧化镁与聚合物乳液复合组成了一种低成本、多功能的触变组分，且能够大幅度提高修补砂浆的触变性。(2)本专利技术中所述的制备方法，在步骤S1中，将硅灰石针状粉和钾长石粉与聚合物乳液混合均匀，聚合物乳液中的胶粒吸附在硅灰石针状粉和钾长石粉的粉体颗粒上，使颗粒间形成位阻作用，提高了粉体颗粒的分散效果。硅灰石针状粉和钾长石粉的粉体颗粒均为针棒状，氧化镁的粉体颗粒为棱柱状，三者与硅酸盐水泥颗粒在新制备的修补砂浆(即硬化前的修补砂浆)中会相互交叉形成堆垛式结构，堆垛式结构与聚合物乳液中的胶粒相互作用，提高了砂浆的触变性。此外，本专利技术通过步骤S1的处理，经步骤S2和步骤S3，能够极大的降低聚合物乳液中的胶粒在硅酸盐水泥颗粒表面的吸附，进而降低了对硅酸盐水泥硬化的延缓作用。硅灰石针状粉和钾长石粉表面吸附的聚合物乳液胶粒，改善了其与硅酸盐水泥的粘结界面。再有，硅灰石针状粉和钾长石粉特有的针棒状粉体颗粒可以发挥微纤维的作用，改善修补砂浆的力学性能。粉体减水剂、粘改剂和复合纤维的掺入可以进一步增强修补砂浆的触变性。聚合物乳液提高了硬化砂浆(即硬化后的修补砂浆)的抗渗性与粘结强度，氧化镁和复合纤维降低了修补砂浆在塑型过程的收缩与长期暴露中的收缩。高吸水性树脂与粘改剂提高了修补砂浆的保水性，降低了修补砂浆对养护条件的要求，提高了硬化砂浆在干湿循环等极端条件下的变形，因此修补砂浆与混凝土基体间的相对变形较低，抗裂性能优异，提高了修补体系的耐久性，大幅度降低了施工成本，提高了修补体系的服役寿命。本专利技术中所述的制备方法，步骤精简，操作方便且容易制备。(3)本专利技术中所述的施工方法，其步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种修补砂浆，其特征在于，包括以下质量百分比的原料：硅酸盐水泥20％-30％、膨胀剂4％-7％、聚合物乳液4％-6％、粘改剂0.1％-0.3％、水8％-10％、粉体减水剂0.2％-0.6％、复合纤维0.2％-0.5％、高吸水性树脂0.05％-0.1％及余量的砂子，所述膨胀剂包括硅灰石针状粉、钾长石粉和氧化镁，所述氧化镁经过煅烧处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种修补砂浆，其特征在于，包括以下质量百分比的原料：硅酸盐水泥20％-30％、膨胀剂4％-7％、聚合物乳液4％-6％、粘改剂0.1％-0.3％、水8％-10％、粉体减水剂0.2％-0.6％、复合纤维0.2％-0.5％、高吸水性树脂0.05％-0.1％及余量的砂子，所述膨胀剂包括硅灰石针状粉、钾长石粉和氧化镁，所述氧化镁经过煅烧处理。


2.根据权利要求1所述的修补砂浆，其特征在于，所述膨胀剂由硅灰石针状粉、钾长石粉和氧化镁组成，其中，所述硅灰石针状粉与修补砂浆的质量比为0.5％-1％，钾长石粉与修补砂浆的质量比为0.5％-1％，氧化镁与修补砂浆的质量比为3％-5％。


3.根据权利要求2所述的修补砂浆，其特征在于，所述硅灰石针状粉的细度为600目-1000目，颗粒长径比为10:1-20:1；所述钾长石粉的细度为400目-600目；所述氧化镁的煅烧温度为950℃-1050℃，氧化镁的含量不少于86％。


4.根据权利要求1所述的修补砂浆，其特征在于，所述聚合物乳液包括苯丙乳液、丁苯乳液和乙烯-醋酸乙烯酯乳液中的至少一种；所述聚合物乳液的粘度为50mPa·s-1000mPa·s，聚合物乳液的固含量为40％-50％。


5.根据权利要求1所述的修补砂浆，其特征在于，所述粘改剂为羟乙基甲基纤维素；所述粉体减水剂为聚羧酸粉体减水剂，其减...

【专利技术属性】
技术研发人员：元强，左胜浩，余志武，黄庭杰，
申请(专利权)人：高速铁路建造技术国家工程实验室，中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43