本发明涉及建材技术领域，具体地，涉及一种混凝土板用修补砂浆及制备方法。
背景技术：
混凝土和钢筋混凝土作为主要的建筑材料广泛应用于各种领域。混凝土构筑物在长期的使用过程中，受到重荷载、冻融循环、氯离子的渗透、表面磨蚀、腐蚀介质的侵蚀等因素的影响，许多混凝土出现了开裂、剥落、空鼓等现象，大大地影响了工程的使用寿命。我国属地震频发的国家之一，地震对现有的混凝土建筑物，包括民用建筑、混凝土路面、桥面、工业厂房的混凝土都具有非常大的破坏，砂浆及混凝土受损自然是非常严重的。对于地震中受损的混凝土构筑物，如能在短期内完成修复或加固，余震对混凝土的结构的破坏将会减低到最小的程度，对于大量处于海水差部位的混凝土修补，采用快速修补也同样非常必要。
现有的修补材料包括无机修补材料如普通硅酸盐水泥修补砂浆、聚合物修补材料以及聚合物改性修补材料。其中，聚合物修补材料以各种聚合物作为胶结料，具有粘结强度高、养护时间短、耐久性好等突出优点，但与水泥基材相容性不好且成本高；聚合物改性修补材料利用聚合物对水泥基材料进行改性，虽然一定程度上提高了修补材料与水泥基材的相容性，但是成本太高，影响了这种修补材料的应用；目前的无机修补材料普通硅酸盐水泥修补砂浆具有强度高和相容性好优点，但存在粘度高施工性差、粘结强度低以及美观性差问题。
因此，研究开发一种既能够与混凝土板具有较好的相容性，又具有较好的粘结性能的修补砂浆，具有较好的应用价值，也符合目前建筑行业的要求。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种混凝土板用修补砂浆及制备方法，所述修补砂浆应用于建筑领域，不仅能够与建筑混凝土具有较好的相容性，还具有较高的粘结强度等力学性能，且所述修补砂浆还具有易施工、效果好的特点，具有较好的应用价值。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种混凝土板用修补砂浆，包括如下重量份数的各组分：硫铝酸盐水泥60~88份、石英砂100~150份、重钙粉10~25份、膏状凹凸棒石粘土15~30份、高岭土13~18份、聚丙烯酰胺22~27份、聚乙烯醇5~19份、石墨烯0.5~2.6份、木质素磺酸盐0.9~2.2份、玻璃纤维5~9份、消泡剂3~7份、早强剂0.2~0.4份。
优选地，所述硫铝酸盐水泥75份、石英砂135份、重钙粉18份、膏状凹凸棒石粘土22份、高岭土15份、聚丙烯酰胺24份、聚乙烯醇12份、石墨烯1.6份、木质素磺酸盐1.3份、玻璃纤维6份、消泡剂5份、早强剂0.3份。
优选地，所述膏状凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯后，加水混合得到的混合物，其中含水量为40%~50%。
优选地，所述早强剂包括氯化钙、硝酸钙、亚硝酸钙。
优选地，所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、有机硅粉剂消泡剂中的任一种。
本发明还涉及一种制备混凝土板用修补砂浆的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取聚丙烯酰胺、聚乙烯醇加入到反应釜中，加水搅拌混合均匀，然后于60~80℃条件下加入配比量的石墨烯，搅拌反应1~2h，反应产物a1，备用；
（2）按照配比分别称取硫铝酸盐水泥、石英砂、重钙粉、高岭土粉碎，并混合均匀，得到混合物粉料a2，备用；
（3）将步骤（1）中得到的反应产物a1和步骤（2）中得到的混合物粉料a2混合，搅拌混合均匀，然后再加入配比量的膏状凹凸棒石粘土、木质素磺酸盐、玻璃纤维、消泡剂和早强剂，充分搅拌混合，再加入适量水调整砂浆的稠度，搅拌3~5min，即得所述混凝土板用修补砂浆。
优选地，所述步骤（1）中加水的质量为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇总质量的5~8倍。
优选地，所述步骤（1）中加入石墨烯的方法为首先将石墨稀配置成浓度为0.2~0.4g/l的溶液，然后再将石墨烯水溶液加入到反应釜中。
优选地，所述步骤（3）中加入水的量使得得到的砂浆的的稠度为15~17s。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的混凝土板用修补砂浆，应用于建筑领域，不仅能够与建筑混凝土具有较好的相容性，还具有较高的粘结强度等力学性能，且所述修补砂浆还具有易施工、且施工效果好的特点，具有较好的应用价值及前景。
（2）本发明所述的混凝土板用修补砂浆中添加有石墨烯，由于石墨烯具有独特的片层状结构，层层叠加形成致密的物理隔绝层，使得石墨烯改性后的聚合物制备得到的修补砂浆具有较好的防水性能，再加上石墨烯具有优异的力学性能，为修补砂浆的力学强度提供了保障，使其具有高强度、抗开裂的特点。
（3）本发明所述的混凝土板用修补砂浆采用无机材料作为基材，大大提高了修补砂浆与混凝土板的相容性，且具有较高的力学强度；所述修补砂浆采用有机聚合物作为添加成分，有效提高了修补砂浆的粘结强度、耐久性和施工简易性，弥补了单纯采用无机修补砂浆的缺陷，具有较好的应用价值。
（4）本发明所述的混凝土板用修补砂浆中还添加了膏状凹凸棒石粘土，不仅提高了修补砂浆与混凝土板之间的粘结牢固性，还具有流平性好、触变性好的特点，提高了修补砂浆各组分之间的相容性，同时降低了施工难度。
（5）本发明所述的混凝土板用修补砂浆的制备方法简单、操作方便，工艺条件温和，适合工业化推广生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如sambrook等分子克隆：实验室手册（newyork:coldspringharborlaboratorypress,1989）中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1：
本实施例涉及一种混凝土板用修补砂浆及制备方法；
所述混凝土板用修补砂浆，由如下重量份数的各组分制备而成：
硫铝酸盐水泥75份、石英砂135份、重钙粉18份、膏状凹凸棒石粘土22份、高岭土15份、聚丙烯酰胺24份、聚乙烯醇12份、石墨烯1.6份、木质素磺酸盐1.3份、玻璃纤维6份、消泡剂5份、早强剂0.3份。
其中，膏状凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯后，加水混合得到的混合物，其中含水量为40%~50%。
其中，早强剂包括氯化钙、硝酸钙、亚硝酸钙。
其中，消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物。
本发明制备混凝土板用修补砂浆的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取聚丙烯酰胺、聚乙烯醇加入到反应釜中，加水搅拌混合均匀，然后于75℃条件下加入配比量的石墨烯，搅拌反应2h，反应产物a1，备用；
（2）按照配比分别称取硫铝酸盐水泥、石英砂、重钙粉、高岭土粉碎，并混合均匀，得到混合物粉料a2，备用；
（3）将步骤（1）中得到的反应产物a1和步骤（2）中得到的混合物粉料a2混合，搅拌混合均匀，然后再加入配比量的膏状凹凸棒石粘土、木质素磺酸盐、玻璃纤维、消泡剂和早强剂，充分搅拌混合，再加入适量水调整砂浆的稠度，搅拌5min，即得所述混凝土板用修补砂浆。
其中，步骤（1）中加水的质量为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇总质量的7倍。
其中，步骤（1）中加入石墨烯的方法为首先将石墨稀配置成浓度为0.3g/l的溶液，然后再将石墨烯水溶液加入到反应釜中。
其中，步骤（3）中加入水的量使得得到的砂浆的稠度为16s。
实施例2：
本实施例涉及一种混凝土板用修补砂浆及制备方法；
所述混凝土板用修补砂浆，由如下重量份数的各组分制备而成：
硫铝酸盐水泥60份、石英砂100份、重钙粉10份、膏状凹凸棒石粘土15份、高岭土13份、聚丙烯酰胺22份、聚乙烯醇5份、石墨烯0.5份、木质素磺酸盐0.9份、玻璃纤维5份、消泡剂3份、早强剂0.2份。
其中，膏状凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯后，加水混合得到的混合物，其中含水量为40%。
其中，早强剂包括氯化钙、硝酸钙、亚硝酸钙。
其中，消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。
本发明制备混凝土板用修补砂浆的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取聚丙烯酰胺、聚乙烯醇加入到反应釜中，加水搅拌混合均匀，然后于60℃条件下加入配比量的石墨烯，搅拌反应2h，反应产物a1，备用；
（2）按照配比分别称取硫铝酸盐水泥、石英砂、重钙粉、高岭土粉碎，并混合均匀，得到混合物粉料a2，备用；
（3）将步骤（1）中得到的反应产物a1和步骤（2）中得到的混合物粉料a2混合，搅拌混合均匀，然后再加入配比量的膏状凹凸棒石粘土、木质素磺酸盐、玻璃纤维、消泡剂和早强剂，充分搅拌混合，再加入适量水调整砂浆的稠度，搅拌3min，即得所述混凝土板用修补砂浆。
其中，步骤（1）中加水的质量为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇总质量的5倍。
其中，步骤（1）中加入石墨烯的方法为首先将石墨稀配置成浓度为0.2g/l的溶液，然后再将石墨烯水溶液加入到反应釜中。
其中，步骤（3）中加入水的量使得得到的砂浆的稠度为15s。
实施例3：
本实施例涉及一种混凝土板用修补砂浆及制备方法；
所述混凝土板用修补砂浆，由如下重量份数的各组分制备而成：
硫铝酸盐水泥88份、石英砂150份、重钙粉25份、膏状凹凸棒石粘土30份、高岭土18份、聚丙烯酰胺27份、聚乙烯醇19份、石墨烯2.6份、木质素磺酸盐2.2份、玻璃纤维9份、消泡剂7份、早强剂0.4份。
其中，膏状凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯后，加水混合得到的混合物，其中含水量为50%。
其中，早强剂包括氯化钙、硝酸钙、亚硝酸钙。
其中，消泡剂为有机硅粉剂消泡剂。
本发明制备混凝土板用修补砂浆的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取聚丙烯酰胺、聚乙烯醇加入到反应釜中，加水搅拌混合均匀，然后于80℃条件下加入配比量的石墨烯，搅拌反应1h，反应产物a1，备用；
（2）按照配比分别称取硫铝酸盐水泥、石英砂、重钙粉、高岭土粉碎，并混合均匀，得到混合物粉料a2，备用；
（3）将步骤（1）中得到的反应产物a1和步骤（2）中得到的混合物粉料a2混合，搅拌混合均匀，然后再加入配比量的膏状凹凸棒石粘土、木质素磺酸盐、玻璃纤维、消泡剂和早强剂，充分搅拌混合，再加入适量水调整砂浆的稠度，搅拌5min，即得所述混凝土板用修补砂浆。
其中，步骤（1）中加水的质量为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇总质量的8倍。
其中，步骤（1）中加入石墨烯的方法为首先将石墨稀配置成浓度为0.4g/l的溶液，然后再将石墨烯水溶液加入到反应釜中。
其中，步骤（3）中加入水的量使得得到的砂浆的稠度为17s。
综上所述，本发明所述的混凝土板用修补砂浆，应用于建筑领域，不仅能够与建筑混凝土具有较好的相容性，还具有较高的粘结强度等力学性能，且所述修补砂浆还具有易施工、且施工效果好的特点，具有较好的应用价值及前景。此外，本发明所述的混凝土板用修补砂浆的制备方法简单、操作方便，工艺条件温和，适合工业化推广生产。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。