一种具有自养护功能的高强聚合物水泥砂浆的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有自养护功能的高强聚合物水泥砂浆，其由以下重量配比的原料制成：胶凝材料450－550份，细集料450－550份，聚合物粉末40－60份，减水剂3－5份，消泡剂1－2份，以及占胶凝材料重量0.1－0.2%的吸水树脂粉末和占前述六种原料重量之和13－17%的水。本发明高强聚合物水泥砂浆具有免养生的特点，即其在使用过程中无需洒水养生也可保证材料的力学性能及与旧混凝土的粘结强度，可以有效保证钢筋混凝土桥梁的维修及加固效果。
【专利说明】
-种具有自养护功能的高强聚合物水泥砂浆
技术领域
[0001] 本发明属于建筑材料技术领域，具体设及一种具有自养护功能的高强聚合物水泥 砂浆，尤其设及一种应用于钢筋混凝±桥梁修补及加固工程中的自养护高强聚合物水泥砂 浆。
【背景技术】
[0002] 高强聚合物水泥砂浆具有优异的抗压强度、抗折强度、与旧混凝±的粘结强度W 及优良的抗渗性、抗冻性和弹初性等特点，广泛应用于钢筋混凝±桥梁的修补及加固工程 中。然而在钢筋混凝±桥梁的修补及加固工程中，由于特殊的应用领域、复杂的结构部位或 缺少水源的施工环境，常规的养护工艺很难实施，无法保证高强聚合物水泥砂浆正常的养 护条件，高强聚合物水泥砂浆的力学性能及与旧混凝±的粘结强度存在有所降低的现象， 直接影响钢筋混凝±桥梁的修补及加固效果。
【发明内容】
[0003] 本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种具有自养护功能的高强聚合物水泥 砂浆，该水泥砂浆具有免养生的特点，即其在使用过程中无需洒水养生也可保证材料的力 学性能及与旧混凝±的粘结强度，可W有效保证钢筋混凝±桥梁的维修及加固效果。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 一种具有自养护功能的高强聚合物水泥砂浆，其由W下重量配比的原料制成:胶凝材 料450-550份，细集料450-550份，聚合物粉末40-60份，减水剂3-5份，消泡剂1 -2份，W 及占胶凝材料重量0.1 -0.2%的吸水树脂粉末和占前述六种原料重量之和13 -17%的水(即 用水量为高强聚合物水泥砂浆干粉总重的13-17%)。
[0005] 具体的，所述胶凝材料由W下重量百分比的原料组成：普通娃酸盐水泥50-65%、 快硬硫侣酸盐水泥15 - 30%、粉煤灰10 - 20%和矿渣粉10 - 20%。
[0006] 具体的，所述普通娃酸盐水泥强度等级为42.5级及W上，所述快硬硫侣酸盐水泥 强度等级为42.5级，所述粉煤灰为一级粉煤灰，所述矿渣粉为S95级及W上等级矿渣粉。
[0007] 进一步，所述细集料为石英砂或河砂，颗粒级配处于Π 区，细度模数为2.5-2.8。 [000引进一步，所述聚合物粉末为乙酸乙締醋-乙締共聚物粉料或苯乙締-丙締酸醋共聚 物粉料，可直接购买普通市售产品。
[0009] 进一步，所述减水剂优选为聚簇酸系高性能减水剂，可直接购买普通市售产品。
[0010] 进一步，所述消泡剂优选为有机娃类消泡剂。
[0011] 所述吸水树脂为丙締酸甲醋-醋酸乙締醋共聚物或环状酸酢改性聚乙締醇聚合 物，细度为100-200目，饱和化(0H)2溶液中吸水倍率为30-50倍，可直接购买普通市售产 品。
[0012] 本发明通过添加吸水树脂对高强聚合物水泥砂浆的性能进行改性，将吸水树脂、 聚合物粉末与高强砂浆进行结合，研制了一种具有自养护功能的高强聚合物水泥砂浆，解 决了现有砂浆在钢筋混凝±桥梁修补及加固应用中存在的养生不足的问题。与普通高强聚 合物水泥砂浆相比，具有免养生、力学性能稳定及与旧混凝±粘结强度高等优点，即其在使 用过程中无需洒水养生也可保证材料的力学性能及与旧混凝±的粘结强度，可W有效保证 钢筋混凝±桥梁维修及加固的效果。
[0013] 和现有技术相比，本发明的有益效果： 本发明应用于旧钢筋混凝±桥梁的维修及加固工程的自养护高强聚合物水泥砂浆1) 具有免养生的特点，应用于养生条件不足的桥梁维修及加固工程，可W有效保证高强聚合 物砂浆的力学性能及其与旧混凝±的粘结强度，有效提高钢筋混凝±桥梁的修补及加固效 果，延长钢筋混凝±桥梁的使用年限;2)减少了聚合物砂浆使用过程中的养生环节，具有显 著的经济和社会效益。
【具体实施方式】
[0014] W下结合实施例对本发明的技术方案作进一步地详细介绍，但本发明的保护范围 并不局限于此。
[0015] 下述实施例中，普通娃酸盐水泥强度等级为42.5级，快硬硫侣酸盐水泥强度等级 为42.5级，粉煤灰为一级粉煤灰，矿渣粉为S95级矿渣粉。细集料为石英砂，颗粒级配处于Π 区，细度模数为2.7。减水剂为聚簇酸系高性能减水剂，购自岳阳东方雨虹防水技术有限责 任公司。消泡剂为有机娃类消泡剂，购自瓦克化学（中国）有限公司。聚合物粉末为乙酸乙締 醋-乙締共聚物粉料，购自瓦克化学（中国）有限公司。吸水树脂为丙締酸甲醋-醋酸乙締醋 共聚物，购自北京希涛技术开发有限公司。实施例配方中无特殊说明，均指重量份。
[0016] 实施例1 配方:胶凝材料515份(普通娃酸盐水泥300份、快硬硫侣酸盐水泥75份、粉煤灰70份和 矿渣粉70份），细集料(石英砂)450份，聚合物粉末（乙酸乙締醋-乙締共聚物粉料)40份，减 水剂(聚簇酸系高性能减水剂)3份，消泡剂(有机娃类消泡剂）1份，吸水树脂(丙締酸甲醋- 醋酸乙締醋共聚物)0.6份，用水量为高强聚合物水泥砂浆干粉总重的13%。
[0017] 制备方法:按照配方量分别称取各原料；启动干粉砂浆揽拌机，将胶凝材料分别上 入揽拌机并揽拌均匀;将细集料预先在烘干设备中烘12hW上，然后自然冷却至室溫;然后 分别将细集料、聚合物粉末、减水剂、消泡剂和吸水树脂粉末上入揽拌机;上料过程中揽拌 机一直处于揽拌状态，上料完毕后继续揽拌lOmin;然后加水继续揽拌3min，用水量为砂浆 干粉总重的13%。成型方法及力学性能试验方法参照《JGT289-2010混凝±结构加固用聚合 物砂浆》执行，养生条件为自然养生。
[0018] 将上述配方中吸水树脂去除，其它材料均按照上述配方中比例进行称量，按W上 步骤进行，制作对比试件a、b和C，养护条件分别为自然养生、洒水覆盖养生和标准养生。
[0019] 经过测试，本发明实施例1所得高强聚合物水泥砂浆的各项性能指标见表1。
[0020] 表1实施例1性能检测结果
[0021] 实施例2 配方:胶凝材料515份(普通娃酸盐水泥300份、快硬硫侣酸盐水泥75份、粉煤灰70份和 矿渣粉70份），细集料450份，聚合物粉末40份，减水剂3份，消泡剂1份，吸水树脂0.8份，用水 量为高强聚合物水泥砂浆干粉总重的13%。
[0022] 实施例原材料、制备方法及试验条件与实施例1相同。
[0023] 经过测试，本发明实施例2所得高强聚合物水泥砂浆各项性能指标见表2。
[0024] 表2实施例2性能检测结果
[0025] 实施例3 配方:胶凝材料515份(普通娃酸盐水泥300份、快硬硫侣酸盐水泥75份、粉煤灰70份和 矿渣粉70份），细集料450份，聚合物粉末40份，减水剂3份，消泡剂1份，吸水树脂1.0份，用水 量为高强聚合物水泥砂浆干粉总重的13%。
[0026] 实施例原材料、制备方法及试验条件与实施例1相同。
[0027] 经过测试，本发明实施例3所得高强聚合物水泥砂浆各项性能指标见表3。
[0028] 表3实施例3性能检测结果
[00巧]实施例4 配方:胶凝材料515份(普通娃酸盐水泥300份、快硬硫侣酸盐水泥75份、粉煤灰70份和 矿渣粉70份），细集料450份，聚合物粉末40份，减水剂3份，消泡剂1份，选定多组吸水树脂用 量，分别为0.6份(a)、0.8份(b)和1.0份(C)，用水量为高强聚合物水泥砂浆干粉总重的15%。
[0030] 实施例原材料、制备方法及试验条件与实施例1相同。
[0031] 经过测试，本发明实施例4所得高强聚合物水泥砂浆各项性能指标见表4。
[0032] 表4实施例4性能检测结果
[0033] 通过对实施例1-4试验结果的分析可W得到： 1)吸水树脂对聚合物砂浆的流动性影响显著。用水量相同时，随着吸水树脂渗量的增 加聚合物水泥砂浆的流动度呈现明显的降低趋势，但是聚合物砂浆拌和物的黏聚性得到了 增强。高强聚合物水泥砂浆应用于旧水泥混凝±结构物修补时需要砂浆的流动度较小，避 免修补后砂浆出现流涧现象，影响修补效果。因此，吸水树脂的添加不影响高强聚合物砂浆 的使用性能。
[0034] 2)吸水树脂对高强聚合物砂浆的力学性能影响显著。用水量为高强聚合物水泥砂 浆干粉重量13%时，吸水树脂的渗入明显降低了聚合物砂浆的Id和3d抗压强度和抗折强度， 随着吸水树脂渗量的变化，Id龄期强度变化规律不明显；28d龄期时，渗有吸水树脂的聚合 物砂浆明显高于自然养护试件的抗压和抗折强度，但是其抗压和抗折强度仍小于洒水覆盖 和标准养生试件的。由此说明，渗有吸水树脂的高强聚合物砂浆在自然养护条件(无洒水） 下具有良好的力学性能，如果具备养护条件，仍可采用洒水养护的方式进行养生，砂浆的力 学性能会得到进一步的提高。
[0035] 3)实施例4中适当提高了高强聚合物水泥砂浆的用水量，用水量为聚合物砂浆干 粉总重的15%。由试验结果可W发现，相同吸水树脂渗量的高强聚合物砂浆早期强度和后期 强度都得到了明显的提高。运是由于吸水树脂在砂浆拌和时会吸收一部分水分，在一定程 度上会减少水泥水化需要的用水量，因而，在使用渗有吸水树脂的高强聚合物砂浆时应适 当提高用水量。
[0036] 通过试验结果分析可W得到，自然养护条件下，适当的吸水树脂渗量和额外引水 量能够显著提高高强聚合物水泥砂浆的力学性能，抗压强度最大提高幅度可达14%。
[0037] 本发明并不局限于上述【具体实施方式】，本领域技术人员还可据此做出多种变化， 但任何与本发明等同或者类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的范围内。
【主权项】
1. 一种具有自养护功能的高强聚合物水泥砂浆，其特征在于，由以下重量配比的原料 制成:胶凝材料450 - 550份，细集料450 - 550份，聚合物粉末40 - 60份，减水剂3 - 5份，消泡 剂1 一2份，以及占胶凝材料重量0.1 -0.2%的吸水树脂粉末和占前述六种原料重量之和 13 - 17% 的水。2. 根据权利要求1所述具有自养护功能的高强聚合物水泥砂浆，其特征在于，所述胶凝 材料由以下重量百分比的原料组成:普通硅酸盐水泥50 - 65%、快硬硫铝酸盐水泥15 - 30%、 粉煤灰I 〇 - 20%和矿渣粉10 - 20%。3. 根据权利要求2所述具有自养护功能的高强聚合物水泥砂浆，其特征在于，所述普通 硅酸盐水泥强度等级为42.5级及以上，所述快硬硫铝酸盐水泥强度等级为42.5级，所述粉 煤灰为一级粉煤灰，所述矿渣粉为S95级及以上等级矿渣粉。4. 根据权利要求1所述具有自养护功能的高强聚合物水泥砂浆，其特征在于，所述细集 料为石英砂或河砂，颗粒级配处于Π 区，细度模数为2.5 - 2.8。5. 根据权利要求1所述具有自养护功能的高强聚合物水泥砂浆，其特征在于，所述聚合 物粉末为乙酸乙烯酯-乙烯共聚物粉料或苯乙烯-丙烯酸酯共聚物粉料。6. 根据权利要求1所述具有自养护功能的高强聚合物水泥砂浆，其特征在于，所述减水 剂为聚羧酸系高性能减水剂。7. 根据权利要求1所述具有自养护功能的高强聚合物水泥砂浆，其特征在于，所述消泡 剂为有机硅类消泡剂。8. 根据权利要求1所述具有自养护功能的高强聚合物水泥砂浆，其特征在于，所述吸水 树脂为丙烯酸甲酯-醋酸乙烯酯共聚物或环状酸酐改性聚乙烯醇聚合物，细度为100 - 200 目。
【文档编号】C04B111/72GK105948651SQ201610299968
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】李光辉, 宋云祥, 吴漫, 张营, 余振兵, 孙会刚, 田艳霞, 刘建飞
【申请人】河南省交通科学技术研究院有限公司