一种地铁盾构管片用的修补剂及其制备方法技术

一种地铁盾构管片用的修补剂及其制备方法，修补剂是由下述质量份数的原料制成的：普通硅酸盐水泥200～300份，白水泥150～200份，硫铝酸盐水泥为100～250份，微珠20～50份，硅灰即硅粉50～100份，活性玻璃粉150～250份，激发剂1～10份，混凝土膨胀剂50～100份，塑性膨胀剂0.1～0.4份，减水剂1～5份，消泡剂0.1～0.4份，纤维素0‑0.5份，可再分散乳胶粉15～35份，水A份；不包括组分水、上述各组分的用量之和即份数之和为B，水料比即A与B的比值为0.15～0.20∶1。本发明专利技术还提供了所述修补剂的制备方法。本发明专利技术的修补剂通过其各组分的协同作用，早后期抗压强度高，耐磨性能良好，与旧混凝土修补色差小，具有良好的粘结性能和抗裂特点，便于推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种地铁盾构管片用的修补剂及其制备方法
本专利技术涉及一种盾构管片用的修补材料，属于修补材料
，具体是一种地铁盾构管片用的修补剂。本专利技术还涉及所述地铁盾构管片用的修补剂的制备方法。
技术介绍
由于盾构管片在地铁施工中的重要作用，需求量越来越高，然而，盾构管片的破损难以避免，如吊装或水平运输过程中磕碰，盾构掘进过程中盾构姿态控制不当，拼装过程中违反操作规程等都会造成管片破损。市面上的盾构管片种类繁杂，性能参差不齐，现也无相应的检测标准作为指导，因此，盾构管片修补剂的研制也迫在眉睫。为恢复盾构管片所损伤的一系列使用功能，需对其进行修补。现如今一般的修补方法是采用普通水泥浆作为修补材料，但普通水泥浆都存在一个共同的特点，即脆性大而韧性不足，主要表现在抗压强度较高，抗拉强度和粘结强度较低、弹性模量高而变形能力差，若将其用于盾构管片修补，容易造成界面粘结不牢、开裂而导致混凝土再度损坏等质量问题，在使用中受到一定限制。同时，修补材料和被修补盾构管片的性能差别太大,它们就不会一起“工作”并很快破坏。修补界面过渡区是修补材料和盾构管片基材的薄弱部分，裂缝与脱粘常常抵消了修补材料本身的一些优点，而且普通修补材料普遍存在和旧混凝土存在色差问题，导致盾构管片外观变差。现有盾构管片行业仍缺乏一种早后期抗压强度高，耐磨性能优异，与旧混凝土修补色差小，具有良好的粘结性能和抗裂特点的修补剂，此类产品亟待开发。专利技术人检索到以下相关专利文献：CN106336177A公开了一种双组份高聚物盾构管片修补剂，包括A组分和B组分，所述A组分为高分子乳液，B组分为预拌干混料，且A∶B∶水的质量比为1∶4∶(0～0.1)，其中，B组分的组成和质量分数如下：水泥260～600份、石英砂300～700份、超细矿粉50～150份，硅灰10～50份，可再分散乳胶粉5～25份，保水增稠剂1～5份，碱水剂1～5份、消泡剂1～5份，调凝剂0.5～3份，早强剂1～5份，聚丙烯纤维0.5～1.5份，触变剂1～5份。以上这些技术对于如何使修补剂能通过其各组分的协同作用，早后期抗压强度高，耐磨性能良好，与旧混凝土修补色差小，具有良好的粘结性能和抗裂特点，并未给出具体的指导方案。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种地铁盾构管片用的修补剂，该修补剂通过其各组分的协同作用，早后期抗压强度高，耐磨性能良好，与旧混凝土修补色差小，具有良好的粘结性能和抗裂特点，便于推广应用。为此，本专利技术还要提供所述的地铁盾构管片用的修补剂的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种地铁盾构管片用的修补剂，其技术方案在于它是由下述质量份数的原料制成的：普通硅酸盐水泥200～300份，白水泥150～200份，硫铝酸盐水泥为100～250份，微珠20～50份，硅灰即硅粉50～100份，活性玻璃粉150～250份，激发剂1～10份，混凝土膨胀剂50～100份，塑性膨胀剂0.1～0.4份，减水剂1～5份，消泡剂0.1～0.4份，纤维素0-0.5份，可再分散乳胶粉15～35份，水A份；不包括组分水、上述各组分的用量之和即份数之和为B，水料比即A与B的比值为0.15～0.20∶1；上述激发剂为氧化钙、硫酸钠中的一种或者两种原料的混合物；上述可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯-乙烯共聚胶粉(可以是烯酯与乙烯共聚胶粉Vac/E)、丙烯酸共聚物胶粉、苯丙胶粉(南京泛成生物化工有限公司生产)、丁苯胶粉中的一种或者几种原料的混合物。上述盾构管片用的修补剂的制备方法包括如下步骤：①按上述质量份数称取各组分，将硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、白水泥、微珠、硅灰、活性玻璃粉、激发剂、混凝土膨胀剂、塑性膨胀剂、减水剂、消泡剂放于拌合机中，在搅拌转速为300～600rpm下搅拌1～2分钟得到主料混合物；②按上述质量份数将可再分散乳胶粉和纤维素溶于水中，可再分散乳胶粉和纤维素在水中所占的质量百分数为60％～65％(即60wt％～65wt％)，搅拌1～2分钟得到辅料；③主料混合物中加入剩余的水和辅料，在搅拌转速为300～600rpm下搅拌1～2分钟，提高搅拌转速至1000～1500rpm，搅拌2～3分钟即得地铁盾构管片用的修补剂(水泥基修补材料)。上述技术方案中，优选的技术方案可以是：所述的普通硅酸盐水泥为P.O42.5水泥，所述的硫铝酸盐水泥为强度等级是42.5的快硬硫铝酸盐水泥(以3d抗压强度分)，白水泥为普硅白水泥或白色快凝快硬硫铝酸盐水泥(白色抗裂快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥)，白度值≥86。上述的微珠是一种全球状、连续粒径分布、超细、实心、硅铝酸盐精细沉珠(粉煤灰硅铝酸盐精细沉珠)，由深圳道特科技有限公司生产，市售商品。上述的硅灰主要成分为SiO2，SiO2含量≥90％，硅灰粒径为1～3μm(1～3微米)。上述的活性玻璃粉由原料SiO2、Na2CO3、CaCO3、P2O5、MgCO3混合均匀，在1400℃熔融成均质熔体，然后冷却、粉碎，得到活性玻璃粉，活性玻璃粉比表面积为400-600m2/kg(采用500m2/kg)，其组成为CaO20％、SiO240％、MgO10％、P2O512％、Na2O18％。上述的混凝土膨胀剂为硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂，丁苯胶粉为PSB150型丁苯胶粉，所述的塑性膨胀剂为N,N-二亚硝基五亚甲基四胺，所述的减水剂为粉体聚羧酸减水剂(可以是粉体聚羧酸减水剂SP409)。述的消泡剂为磷酸三丁酯、有机硅消泡剂、聚醚改性有机硅类消泡剂(可以是DT-650聚醚改性有机硅类消泡剂，佛山市南海大田化学有限公司生产)，上述的纤维素为羧甲基纤维素或羟丙基纤维素。方案中，优选的技术方案还可以是实施例1～3。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术现场制备方便容易，使用硫铝酸盐水泥和硅酸盐水泥复配，保证了早期强度及后期强度，同时可达到快速修补的目的。白水泥保证混凝土强度的同时，调整新旧混凝土色差。微珠超细特性改善胶凝材料级配，提高混凝土密实度，减少有害气泡，提高了强度和抗渗性。硅灰可以起到成核和填充空隙作用，促进水化反应发生，提高抗渗性和耐久性。活性玻璃粉在激发剂作用下发挥了较强的火山灰效应和填充效应，形成了较为稳定的水化硅酸钙等水化产物，进而改善了浆体的微观结构，提高了强度。混凝土膨胀剂加入可保证修补剂的抗裂性能。加入塑性膨胀剂，使修补剂与待修补表面更加契合，保证抗裂和抗拉性能。聚合物胶粉与修补剂中的水化产物相互交织，形成聚合物膜，使修补剂具有良好的韧性，低的吸水率，延缓水泥水化，并且会降低颗粒接触率和流动阻力，提高水泥浆体的流动性；消泡剂能够降低砂浆内部由于聚合物引起的气泡，提高修补强度；减水剂能够降低修补砂浆的水灰比，提高修补强度。综上所述，本专利技术的修补剂通过其各组分的协同作用，早后期抗压强度高，耐磨性能良好，与旧混凝土修补色差小，具有良好的粘结性能和抗裂特点，便于推广应用。具体实施方式为使本专利技术的专利技术目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地铁盾构管片用的修补剂，其特征在于它是由下述质量份数的原料制成的：普通硅酸盐水泥200～300份，白水泥150～200份，硫铝酸盐水泥为100～250份，微珠20～50份，硅灰即硅粉50～100份，活性玻璃粉150～250份，激发剂1～10份，混凝土膨胀剂50～100份，塑性膨胀剂0.1～0.4份，减水剂1～5份，消泡剂0.1～0.4份，纤维素0-0.5份，可再分散乳胶粉15～35份，水A份；不包括组分水、上述各组分的用量之和即份数之和为B，水料比即A与B的比值为0.15～0.20∶1；/n上述激发剂为氧化钙、硫酸钠中的一种或者两种原料的混合物；上述可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯-乙烯共聚胶粉、丙烯酸共聚物胶粉、苯丙胶粉、丁苯胶粉中的一种或者几种原料的混合物；/n上述地铁盾构管片用的修补剂的制备方法包括如下步骤：①按上述质量份数称取各组分，将硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、白水泥、微珠、硅灰、活性玻璃粉、激发剂、混凝土膨胀剂、塑性膨胀剂、减水剂、消泡剂放于拌合机中，在搅拌转速为300～600rpm下搅拌1～2分钟得到主料混合物；②按上述质量份数将可再分散乳胶粉和纤维素溶于水中，可再分散乳胶粉和纤维素在水中所占的质量百分数为60％～65％，搅拌1～2分钟得到辅料；③主料混合物中加入剩余的水和辅料，在搅拌转速为300～600rpm下搅拌1～2分钟，提高搅拌转速至1000～1500rpm，搅拌2～3分钟即得地铁盾构管片用的修补剂。/n...

【技术特征摘要】
1.一种地铁盾构管片用的修补剂，其特征在于它是由下述质量份数的原料制成的：普通硅酸盐水泥200～300份，白水泥150～200份，硫铝酸盐水泥为100～250份，微珠20～50份，硅灰即硅粉50～100份，活性玻璃粉150～250份，激发剂1～10份，混凝土膨胀剂50～100份，塑性膨胀剂0.1～0.4份，减水剂1～5份，消泡剂0.1～0.4份，纤维素0-0.5份，可再分散乳胶粉15～35份，水A份；不包括组分水、上述各组分的用量之和即份数之和为B，水料比即A与B的比值为0.15～0.20∶1；
上述激发剂为氧化钙、硫酸钠中的一种或者两种原料的混合物；上述可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯-乙烯共聚胶粉、丙烯酸共聚物胶粉、苯丙胶粉、丁苯胶粉中的一种或者几种原料的混合物；
上述地铁盾构管片用的修补剂的制备方法包括如下步骤：①按上述质量份数称取各组分，将硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、白水泥、微珠、硅灰、活性玻璃粉、激发剂、混凝土膨胀剂、塑性膨胀剂、减水剂、消泡剂放于拌合机中，在搅拌转速为300～600rpm下搅拌1～2分钟得到主料混合物；②按上述质量份数将可再分散乳胶粉和纤维素溶于水中，可再分散乳胶粉和纤维素在水中所占的质量百分数为60％～65％，搅拌1～2分钟得到辅料；③主料混合物中加入剩余的水和辅料，在搅拌转速为300～600rpm下搅拌1～2分钟，提高搅拌转速至1000～1500rpm，搅拌2～3分钟即得地铁盾构管片用的修补剂。


2.根据权利要求1所述的地铁盾构管片用的修补剂，其特征在于上述的普通硅酸盐水泥为P.O42.5水泥，所述的硫铝酸盐水泥为强度等级是42.5的快硬硫铝酸盐水泥，白水泥为普硅白水泥或白色快凝快硬硫铝酸盐水泥，白度值≥86。


3.根据权利要求1所述的地铁盾构管片用的修补剂，其特征在于上述的微珠是一种全球状、连续粒径分布、超细、实心、硅铝酸盐精细沉珠。


4.根据权利要求1所述的地铁盾构管片用的修补剂，其特征在于上述的硅灰主要成分为SiO2，SiO2含量≥90％，硅灰粒径为1～3μm。


5.根据权利要求1所述的地铁盾构管片用的修补剂，其特征在于上述的活性玻璃粉由原料SiO2、Na2CO3、CaCO3、P2O5、MgCO3混合均匀，在1400℃熔融成均质熔体，然后冷却、粉碎，得到活性玻璃粉，活性玻璃粉比表面积为400-600m2/kg，其组成为CaO20％、SiO240％、MgO10％、P2O512％、Na2O18％。


6.根据权利要求1所述的地铁盾构管片用的修补剂，其特征在于上述的混凝土膨胀剂为硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂，所述的塑性膨胀剂为N,N-二亚硝基五亚甲基四胺，所述的减水剂为粉体聚羧酸减水剂。


7.根据权利要求1所述的地铁盾构管片用的修补剂，其特征在于上述的消泡剂为磷酸三丁酯、有机硅消泡剂、聚醚改性有机硅类消泡剂，上述的纤维素为羧甲基纤维素或羟丙基纤维素。


8.根据权利要求1所述的地铁盾构管片用的修补剂，其特征在于它是由下述质量份数的原料制成的：普通硅酸盐水泥300份，白水泥150份，硫铝酸盐水泥为100份，微珠50份，硅灰即硅粉100份，活性玻璃粉150份，激发剂1份，混凝土膨胀剂50份，塑性膨胀剂0.3份，减水剂1份，消泡剂0.1份，纤维素0.1份，可再分散乳胶粉25份，水A份，A＝148.4份；不包括组分水、上述各组分的用量之和即份数之和为B，B＝927.5份，水料比即A与B的比值为0.16∶1；上述激发剂为氧化钙；上述可再分...

【专利技术属性】
技术研发人员：王龙，刘昭洋，王玉乾，王龙飞，王进春，刘翠芬，
申请(专利权)人：刘翠芬，
类型：发明
国别省市：河北;13