一种改善新老混凝土结合面耐久性的接缝砂浆制造技术

本发明专利技术提供一种改善新老混凝土结合面耐久性的接缝砂浆，涉及混凝土施工技术领域，按重量份数计，其原料包括：硅酸盐水泥300～500份，矿物掺合料60～150份，石英砂500～900份，自修复微胶囊50～100份，改性纤维3～8份，聚羧酸粉体减水剂5～20份。本发明专利技术根据新老混凝土浇筑时间间隔，合理确定不同浇筑时间差时接缝砂浆的水胶比，有效保证了结合面接缝质量。通过自修复微胶囊和改性纤维优化设计，不仅提高了结合面黏结强度，而且赋予接缝砂浆以自修复能力，抑制结合面破坏的发展，从而实现改善新老混凝土结合面耐久性的目标。老混凝土结合面耐久性的目标。

【技术实现步骤摘要】
一种改善新老混凝土结合面耐久性的接缝砂浆


[0001]本专利技术涉及混凝土施工
，具体是涉及一种改善新老混凝土结合面耐久性的接缝砂浆。

技术介绍

[0002]施工缝是指在混凝土浇筑过程中，因设计要求或施工需要分段浇筑，而在先、后浇筑的混凝土之间所形成的接缝。施工缝部位新老混凝土结合面是工程结构中薄弱部位，极容易发生损伤失效。事实上，只要两层混凝土浇筑时间间隔超过先期浇筑混凝土的初凝时间，都会存在界面黏结问题。在新老混凝土结合面，老混凝土中水泥水化程度高，很难与新混凝土水化融合，并且老混凝土基层有一定吸水性导致界面处水泥水化程度降低。此外结合面往往是混凝土泌水、排气集中部位(尤其竖向结合时)，导致结合面孔隙率增大并且存在许多微裂纹。
[0003]根据GB50666
‑
2011《混凝土结构工程施工规范》，新老混凝土结合面应凿毛，清除浮浆、松动石子及软弱混凝土层，并设置接浆层。中国专利CN201810810281.5公开了一种接缝砂浆及其制备方法，粘结强度高、不易开裂，具有良好的接缝效果和施工性能。中国专利CN202110554305.7公布了一种大流动度早强接缝砂浆及其制备方法，具有2小时大流动度保持性和可塑性能，既能降低劳动强度，又可便于机械化施工，并且该接缝砂浆抗剪强度发展快，4小时即达0.3MPa，可大幅度缩短构筑工期。以上专利主要关注接缝砂浆的粘接强度和工作性。根据设计要求，施工缝一般设置在结构受剪力较小的部位，实际工程中很多情况下混凝土结合面并不会发生拉伸、剪切等结构性破坏，然而由于混凝土结合面抗渗性显著低于整体浇筑混凝土，因此在外界不利因素作用下结合面部位极容易发生耐久性问题，外界水从结合面侵入混凝土会引起溶蚀破坏，水中的侵蚀性离子如SO
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会进一步引起混凝土发生腐蚀劣化，Cl
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则会引起内部钢筋锈蚀，导致混凝土结构损伤失效，造成巨大的经济损失。
[0004]综上，目前针对新老混凝土结合面耐久性研究较少，现有的接缝砂浆无法满足施工缝新老混凝土界面高耐久性的工程需求。

技术实现思路

[0005]为解决现有接缝砂浆的不足，本专利技术提供一种改善新老混凝土结合面耐久性接缝砂浆及制备方法，应用于施工缝部位可以提高新老混凝土界面的耐久性。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种改善新老混凝土结合面耐久性的接缝砂浆，其特征在于，按重量份数计，其原料包括：硅酸盐水泥300～500份，矿物掺合料60～150份，石英砂500～900份，自修复微胶囊50～100份，改性纤维3～8份，聚羧酸粉体减水剂5～20份。
[0008]所述硅酸盐水泥为42.5级普通硅酸盐水泥或42.5R级普通硅酸盐水泥。
[0009]所述石英砂为80～120目石英砂。
[0010]所述矿物掺合料包括粉煤灰、粉煤灰微珠和纳米SiO2，且质量比为(35～45):(35～45):(10～30)，所述粉煤灰为Ⅰ级灰，所述粉煤灰微珠的需水量比≤85％，活性指数≥85％，所述纳米SiO2比表面积200～250m2/g。
[0011]所述自修复微胶囊按照以下方法制备得到：
[0012](1)囊芯的制备：将100份修复剂投入到圆盘造粒机中，设置滚筒转数35～65转/分，同时采用喷雾法加入20～30份水，使得修复剂粉体凝聚成球状作为囊芯；
[0013](2)囊壁制备：清除造粒机内残余修复剂粉体，在造粒机底盘上均匀撒入硫铝酸盐水泥，设置滚筒转数20～45转/分，使得囊芯表面均匀包裹一层硫铝酸盐水泥；
[0014](3)促凝液制备：配制质量浓度为1％的碳酸锂溶液；
[0015](4)喷雾包衣：取步骤(2)中表面包裹硫铝酸盐水泥的囊芯颗粒，将促凝液均匀喷雾到颗粒表面，然后在温度30～40℃条件下干燥15～30min；
[0016](5)微胶囊筛选：采用筛网筛选出粒径为0.5～2mm的微胶囊待用。
[0017]所述修复剂包括硅灰、轻烧氧化镁、矿粉、硅酸钠及纤维素醚且其重量比为(15～20):(20～30):(20～30):(4～8):(1～2)，所述硅灰活性指数(7d)不低于110％，所述轻烧氧化镁反应时间150s～200s，所述矿粉为S95级，所述硅酸钠模数为1.2～1.5，所述纤维素醚为粘度80000～1000000mPa
·
s的羟丙基纤维素醚。所述自修复微胶囊制备步骤(4)中，所述囊芯颗粒与促凝液的重量比为1:(0.2～0.3)。
[0018]所述改性纤维按照以下方法制备得到：
[0019](1)将玄武岩纤维加入到1～2mol/L硫酸溶液中，控制温度40～60℃，浸泡1～2h，然后用蒸馏水洗净；
[0020](2)将所得纤维在马弗炉中加热至300～400℃保持2h，然后降温至室温；
[0021](3)将所得纤维加入到质量分数为2～3％的硅烷偶联剂中，浸泡2～3h后取出晾干，得到改性玄武岩纤维。
[0022]所述改性纤维制备步骤(3)中，硅烷偶联剂为3
‑
缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷和3
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[(2,3)
‑
环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷中至少一种。
[0023]本专利技术还提供一种改善新老混凝土结合面耐久性的接缝砂浆的制备方法，其特征在于，当新老混凝土浇筑时间差小于7d，接缝砂浆的水胶比相比于新混凝土降低0.01～0.03，当新老混凝土浇筑时间差为7d～28d，接缝砂浆的水胶比相比于新混凝土降低0.04～0.08，当新老混凝土浇筑时间差大于28d，接缝砂浆的水胶比相比于新混凝土降低0.09～0.15。按规定的水胶比称量拌和水，将砂浆与拌和水搅拌均匀即可使用。
[0024]与现有技术相比，本专利技术所能实现的有益效果是：
[0025](1)本专利技术采用矿物掺合料与水泥、石英砂复合，不仅可以提高砂浆的流动性，而且降低了水化放热。纳米SiO2颗粒细，可以有效填充于未水化水泥和水化产物间的微小空隙里，从而提高接缝界面的密实度。粉煤灰微珠具有更高的的滚珠效应和减水效果，可以降低浆体的粘度，提高接缝砂浆的工作性。
[0026](2)采用自修复微胶囊，赋予接缝砂浆具有较高的自修复能力。囊芯中的修复剂包括硅灰、轻烧氧化镁、矿粉、硅酸钠及纤维素醚，加水后容易成团，囊壁为快硬水泥基材料，表面粗糙，与水泥基材料相容性高，并且制作方法简便。当新老混凝土结合面接缝砂浆受到外界水侵入时，由于囊壁表面存在孔隙等缺陷，囊壁发生局部破坏，从而囊芯被外界水溶液
侵入，囊芯中的修复剂被激活，氧化镁与水反应体积变大，堵塞孔隙缺陷，硅灰与水泥水化产物Ca(OH)2发生火山灰反应，矿粉与硅酸钠以及水泥中的碱发生碱激发反应，对结合面处的缺陷进行修复，从而抑制结合面破坏的发展。
[0027](3)表面改性后的玄武岩纤维，不仅可以使纤维表面变得更粗糙，也能提高纤维本身的力学性能。硫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善新老混凝土结合面耐久性的接缝砂浆，其特征在于，按重量份数计，其原料包括：硅酸盐水泥300～500份，矿物掺合料60～150份，石英砂500～900份，自修复微胶囊50～100份，改性纤维3～8份，聚羧酸粉体减水剂5～20份；所述硅酸盐水泥为42.5级普通硅酸盐水泥或42.5R级普通硅酸盐水泥；所述石英砂为80～120目石英砂。2.根据权利要求1所述的改善新老混凝土结合面耐久性的接缝砂浆，其特征在于：所述矿物掺合料包括粉煤灰、粉煤灰微珠和纳米SiO2，且质量比为(35～45):(35～45):(10～30)，所述粉煤灰为Ⅰ级灰，所述粉煤灰微珠的需水量比≤85％，活性指数≥85％，所述纳米SiO2比表面积200～250m2/g。3.根据权利要求1所述的改善新老混凝土结合面耐久性的接缝砂浆，其特征在于，所述自修复微胶囊按照以下方法制备得到：(1)囊芯的制备：将100份修复剂投入到圆盘造粒机中，设置滚筒转数35～65转/分，同时采用喷雾法加入20～30份水，使得修复剂粉体凝聚成球状作为囊芯；(2)囊壁制备：清除造粒机内残余修复剂粉体，在造粒机底盘上均匀撒入硫铝酸盐水泥，设置滚筒转数20～45转/分，使得囊芯表面均匀包裹一层硫铝酸盐水泥；(3)促凝液制备：配制质量浓度为1％的碳酸锂溶液；(4)喷雾包衣：取步骤(2)中表面包裹硫铝酸盐水泥的囊芯颗粒，将促凝液均匀喷雾到颗粒表面，然后在温度30～40℃条件下干燥15～30min；(5)微胶囊筛选：采用筛网筛选出粒径为0.5～2mm的微胶囊待用。4.根据权利要求3所述的改善新老混凝土结合面耐久性的接缝砂浆，其特征在于，自修复微胶囊制备步骤(1)中，所述修复剂包括硅灰、轻烧氧化镁、矿粉、硅酸钠及纤维素醚且其重量比为(15～20):(20～30):(20～30):(4～8...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏强，祝烨然，杜志芹，嵇旭红，饶志刚，袁媛，刘兴荣，温金保，唐修生，徐志峰，蔡明，李建，王松，季海，
申请(专利权)人：南京瑞迪高新技术有限公司常州市三级航道网整治工程建设指挥部办公室华设设计集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：