专利名称：：超早强聚合物快速修补砂浆材料的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种超早强聚合物快速修补砂浆材料及其制备方法，具体地讲，涉及一种适用于高速铁路客运专线桥梁梁体(面)及道路混凝土结构表面缺陷的快速修补，使用时只需在施工现场加水搅拌即可。
背景技术：
：当前中国的经济建设以前所未有的高速度迅猛发展，基础设施建设以波澜壮阔的态势向前发展，因此对提高基建工程的使用寿命提出了较高要求，尤其是高速铁路和铁路客运专线。高速铁路设计速度为350km/h，高速行车要求线路具体高平顺性，对桥梁结构施工中梁部线型控制、工后徐变上拱及基础沉降控制提出很高的要求，施工控制难度大。梁面平整度是保证列车平稳行驶的前提，梁面前后左右上下一米范围内误差不能超过2毫米，4米范围内误差不能超过8毫米。在铁路客运专线的建设过程中，涉及到大量箱梁的预制、运输及吊装过程，在这些过程中梁面都会存在不同程度的高差和损坏。此外针对传统建筑物，随着混凝土建筑物服役年限的增加，构筑物不断出现裂缝、表面混凝土剥落及钢筋裸露等病损，道路、桥梁路面出现磨损。目前修补材料主要有三大类普通水泥类砂浆、环氧树脂砂浆、高分子聚合物水泥砂浆。普通水泥类砂浆早期强度发展慢、粘结强度低、易收缩，修补效果不佳；环氧树脂砂浆施工现场配制繁琐，成本高、收缩大，与混凝土线性膨胀系数差异较大，修补后易出现老化脱落现象；目前国内高分子聚合物水泥砂浆价格相对较高，大多采用普通水泥与聚合物复合使用，其早期强度发展较慢，抗折强度低，后期强度倒缩，修补后易出现收缩、开裂及粘结强度低等现象。根据高速铁路技术要求以及铁道部科学技术司发行的科技基2009117号文件《客运专线铁路桥梁混凝土桥面喷涂聚脲防水层暂行技术条件》，高速铁路梁面防水材料与梁面混凝土正拉粘结强度必须大于2.5MPa,因此梁面修补材料的粘结强度也必须达到2.5MPa才符合设计要求。而目前还未见修补砂浆材料与混凝土界面粘结强度大于2.5MPa的相关文献资料。
发明内容本发明为了克服现有修补砂浆小时强度、粘结强度及抗折强度低的问题，提供一种超早强聚合物快速修补砂浆材料及其制备方法。本发明所述超早强聚合物快速修补砂浆材料由下列组分按重量百分比配制而成快硬水泥36%50%石英砂42%54%聚合物增粘剂2.0%10%增稠剂0.1%0.5%早强剂0.1%0·8%调凝剂0.15%0.9%减水剂0.3%0.6%消泡剂0.06%0.26%化学短纤维0.01%0.08%上述快硬水泥为快硬硫铝酸盐水泥；石英砂为20目100目的机制石英砂；聚合物增粘剂为可再分散醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉、羧酸基嵌段共聚胶粉、丙烯酸类聚合胶粉中的一种；增稠剂为羟乙基甲基纤维素醚或羟丙基甲基纤维素醚；早强剂为硫酸铝和氟化钙或硫酸铝和甲酸钙按11的重量比配制的混合物；调凝剂为柠檬酸、硼酸或硼砂；减水剂为粉状萘磺酸盐高效减水剂或聚羧酸盐高效减水剂；消泡剂为有机硅消泡剂或聚醚类消泡剂；化学短纤维为3-9mm长的聚丙烯纤维国，优选长度为3mm、6mm或9mm。将上述各组分按比例混合搅拌均勻后即制得本发明。本发明在现场使用时，加水搅拌即可使用，水与超早强聚合物快速修补砂浆干粉的质量比为0.1250.145。本发明具有如下特点1、采用快硬水泥，改善浆体的小时强度以及后期强度的发展。2、粘结性能好聚合物干粉能提高粘合性、抗折强度及防水抗渗性能。掺入聚合物干粉后修补砂浆与新老混凝土界面粘结力强，7d拉粘结强度能达到2.OMPa以上，28d正拉粘结强度能达到2.5MPa。3、承载力高24h抗压强度能达到50MPa，抗折强度大于lOMPa，后期强度不到缩且稳定增长。4、采用洁净、粒径优良的白色石英砂，改善浆体的工作性能和外观。5、采用减水剂来改善浆体的流动性，提高其工作性能。6、采用的缓凝剂在快硬水泥水化时，可与水泥发生作用形成包裹层，将水泥包裹在壳层里面，从而控制快硬水泥的水化凝结时间。7、采用早强剂来渗透包裹水泥颗粒的由缓凝剂与水泥形成的包裹层，并破坏壳层使水泥颗粒在瞬间水化而在几分钟之内硬化，从而起到促硬作用。浆体强度两小时强度达25MPa以上。8、采用消泡剂来去除浆体在搅拌过程中产生的气泡，提高硬化浆体的力学性能和抗渗性能。9、化学短纤维为3_9mm长的聚丙烯纤维。该纤维具有良好的分散性，不影响砂浆的工作性，在砂浆中形成一种均勻乱向分布的网络体系，使结构应力分散，产生二级加强效果，从而有效提高砂浆的抗裂性能，在不降低抗压强度的条件下，大大提高了抗折强度。本发明的优点在于操作简单，使用方便，现场加水搅拌即可，具有超快硬而不速凝、早期强度高、粘结强度高、承载快且耐久性好，无毒、无腐蚀的特点，可实现混凝土表面的快速修补；浆体具有良好的抗裂性能；浆体在一小时就开始快速硬化，两小时就可达到施工所需要的力学性能，大大缩短了施工工期，且浆体长龄期强度无倒缩；具有良好的防水抗渗性能，耐久性好。本发明适合各种环境条件下(包括低负温及高温条件)施工，特别适用于高速铁路客运专线桥梁梁体(面)及道路混凝土结构表面缺陷的快速修补，还可以用于水下工程、隧道等工程的快速抢修。具体实施例方式下面用实施例进一步描述本发明，但所述实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明。实施例1快硬硫铝酸盐水泥46.3%(质量百分比)；石英砂47%;醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉5%;羟乙基甲基纤维素醚0.2%;硼砂0.4%;硫酸铝与氟化钙11混合0.2%;萘磺酸盐高效减水剂(粉剂)；0.55%；有机硅消泡剂；0.06%；6mm聚丙烯纤维0.02%。现场使用时，将修补砂浆干粉与水按10.13的比例搅拌均勻成浆体即可。参照《聚合物水泥防水砂浆》JC/T984-2005，测得所得修补砂浆7d正拉粘结强度为2.5MPa,28d正拉粘结强度为3.0MPa，3h抗压强度为28MPa，Id抗压强度为51MPa，Id抗折强度为12.3MPa。实施例2快硬硫铝酸盐水泥40.0%(质量百分比)；石英砂50.3%；羧酸基嵌段共聚胶粉8%;羟乙基甲基纤维素醚0.3%;硼砂0.4%;硫酸铝与氟化钙11混合0.3%;聚羧酸高效减水剂(粉剂)；0.24%；聚醚类消泡剂；0.04%；3mm聚丙烯纤维0.02%。测得所得修补砂浆7d正拉粘结强度为2.2MPa,28d正拉粘结强度为2.6MPa,3h抗压强度为25MPa，Id抗压强度为49MPa，Id抗折强度为11.6MPa。实施例3快硬硫铝酸盐水泥50.0%(质量百分比)；石英砂44.4%;丙烯酸类高分子聚合胶粉羟丙基甲基纤维素醚0.3%;柠檬酸0.9%;硫酸铝和甲酸钙11混合0.8%;聚羧酸高效减水剂(粉剂)；0.40%；聚醚类消泡剂；0.07%；9mm聚丙烯纤维0.08%。测得所得修补砂浆7d正拉粘结强度为2.4MPa,28d正拉粘结强度为2.75MPa,3h抗压强度为29MPa，Id抗压强度为54MPa，Id抗折强度为12.SMPa0实施例4快硬硫铝酸盐水泥36%(质量百分比)；石英砂52.55%；丙烯酸类高分子聚合胶粉10%；羟丙基甲基纤维素醚0.3%；硼酸0.6%；硫酸铝和甲酸钙11混合0.4%；聚羧酸高效减水剂(粉剂)；0.12%；聚醚类消泡剂；0.02%；3mm聚丙烯纤维0.01%。测得所得修补砂浆7d正拉粘结强度为2.75MPa,28d正拉粘结强度为3.2MPa,3h抗压强度为28MPa，Id抗压强度为54MPa，Id抗折强度为13.IMPa0实施例5快硬硫铝酸盐水泥50%(质量百分比)；石英砂42%；醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉胶粉6.2%；羟乙基甲基纤维素醚0.3%；硼砂0.15%；硫酸铝与氟化钙11混合0.6%；萘磺酸盐高效减水剂(粉剂)；0.6%；有机硅类消泡剂；0.10%；3mm聚丙烯纤维0.05%。测得所得修补砂浆7d正拉粘结强度为2.4MPa,28d正拉粘结强度为2.85MPa,3h抗压强度为29.5MPa，Id抗压强度为51MPa，Id抗折强度为10.8MPa。实施例6快硬硫铝酸盐水泥50%(质量百分比)；石英砂46.55%；丙烯酸类高分子聚合胶粉2%；羟丙基甲基纤维素醚0.3%；硼酸0.35%；硫酸铝和甲酸钙11混合0.4%；聚羧酸高效减水剂(粉剂)；0.25%；聚醚类消泡剂；0.10%；9mm聚丙烯纤维0.05%。测得所得修补砂浆7d正拉粘结强度为2.15MPa,28d正拉粘结强度为2.52MPa,3h抗压强度为27MPa，Id抗压强度为50MPa，Id抗折强度为10.7MPa。将各组分按上述各实施例的比例均勻混合可制得本发明，将上述各实施例制得的超早强聚合物快速修补砂浆材料按0.13的水料比(质量比)配制的修补浆体性能如下表1所示、<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求一种超早强聚合物快速修补砂浆材料，其特征是由下列组分按重量百分比配制而成快硬水泥36％～50％石英砂42％～54％聚合物增粘剂2.0％～10％增稠剂0.1％～0.5％早强剂0.1％～0.8％调凝剂0.15％～0.9％减水剂0.1％～0.6％消泡剂0.02％～0.10％化学短纤维0.01％～0.08％。2.根据权利要求1所述超早强聚合物快速修补砂浆材料，其特征是快硬水泥为快硬硫铝酸盐水泥。3.根据权利要求1所述超早强聚合物快速修补砂浆材料，其特征是石英砂为20目100目的机制石英砂。4.根据权利要求1所述超早强聚合物快速修补砂浆材料，其特征是聚合物增粘剂为可再分散醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉、羧酸基嵌段共聚胶粉、丙烯酸类聚合胶粉中的一种。5.根据权利要求1所述超早强聚合物快速修补砂浆材料，其特征是增稠剂为羟乙基甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚的一种。6.根据权利要求1所述超早强聚合物快速修补砂浆材料，其特征是早强剂为硫酸铝和氟化钙或硫酸铝和甲酸钙按11的重量比配制的混合物。7.根据权利要求1所述超早强聚合物快速修补砂浆材料，其特征是调凝剂为柠檬酸、硼酸、硼砂中的一种。8.根据权利要求1所述超早强聚合物快速修补砂浆材料，其特征是减水剂为粉状萘磺酸盐高效减水剂或聚羧酸盐高效减水剂中的一种。9.根据权利要求1所述超早强聚合物快速修补砂浆材料，其特征是消泡剂为有机硅消泡剂或聚醚类消泡剂。10.根据权利要求1所述超早强聚合物快速修补砂浆材料，其特征是化学短纤维为3-9mm长的聚丙烯纤维。全文摘要本发明涉及一种超早强聚合物快速修补砂浆材料，由下列组分按重量百分比配制而成快硬水泥36％～50％、石英砂42％～54％、聚合物增粘剂2％～10％、增稠剂0.1％～0.5％、早强剂0.1％～0.8％、调凝剂0.15～0.9％、减水剂0.1％～0.6％、消泡剂0.02％～0.1％、化学短纤维0.01％～0.08％。本发明的超早强快速修补砂浆，具有良好的施工性能，具有快硬而不速凝的特点，初凝时间≥30min终凝≤2h，3h抗压强度能达到25MPa以上，后期强度稳定增长，与混凝土界面的正拉粘结强度能达到2.5MPa以上、防水抗渗性能好、抗开裂能力强和使用方便等优点，可用于桥梁及路面的快速修补，特别适用于客运专线梁面、梁体的快速修补。文档编号C04B28/36GK101830684SQ20101018354公开日2010年9月15日申请日期2010年5月26日优先权日2010年5月26日发明者刘加平,刘建忠,周华新,洪锦祥,缪昌文申请人:江苏博特新材料有限公司;江苏省建筑科学研究院有限公司