专利名称：一种水泥混凝土构筑物修补材料的制作方法
专利说明一种水泥混凝土构筑物修补材料 本发明涉及一种建筑材料，尤其是涉及一种用于对市政公路、市政、桥梁、水利工程(水坝、闸门)的缺损进行粘结补强、修复的水泥混凝土构筑物修补材料的水泥混凝土修补材料。改革开放以来，我国经济建设高速发展，公路、市政、桥梁、水利工程等公用设施的大量建设并投入使用。上述公用设施随着使用年限的增加和满荷使用或超负荷使用，使得对这些设施的完整性及安全性要求越来越高。其中，因设计、施工、使用等的局限造成了水泥混凝土构筑物的缺损，特别是结构性的缺损会严重影响到构筑物的安全，但采用普通混凝土材料进行修补无法达到恢复其构筑物整体性和快速修复投入使用的目的。因此，选择合适的修补材料，以恢复混凝土构筑物的完整性，达到补强目的并满足原设计要求至关重要。
目前，现有技术针对混凝土缺损，首先，就水泥混凝土路面而言，主要是采取整板挖除后采用普通水泥混凝土重新进行铺筑，造成资源浪费大、社会影响差、环境污染大，养护时间长，特别是现在越来越提倡进行无障碍施工，这种方法将愈来愈不能满足社会发展的需要。其次，一些小面积翻修采用普通水泥混凝土虽然具有良好的耐久性，但其粘结强度和早期强度低，需要较长的养护时间；同时在荷载的作用下，受普通水泥混凝土自身性能的影响，在修补界面容易因普通水泥混凝土的收缩造成应力集中而拉开、脱落，不能有效地与母体混凝土进行粘结，因此缺损补强效果并不理想。
超早强水泥砼修补，具有快凝早强作用，且要求保证绝对的养护时间，但其粘结强度低、耐磨耐久性差，容易产生脱落，表面磨损、露骨，不适用于小范围的抢修补强。另外，许多优良的有机粘结剂因价格昂贵，同时在水泥混凝土的碱性(PH值＞12)环境中缺乏耐久性，经水与氢氧化钙的作用，有机物被软化，粘结强度下强，再在水汽与盐析作用下，胶粘剂逐步脱离，最终完全剥离，因此一般很少用于水泥混凝土缺损修补。本发明所解决的技术问题是提供一种解决水泥混凝土构筑物缺损粘结强度低、易开裂脱落，整体性差及反复修补、克服现有技术缺陷的、具有流动度大、快凝早强、粘结强度高、耐久性好，施工快捷，价格低廉的水泥混凝土构筑物修补材料。本发明解决其技术问题采用的技术方案是一种水泥混凝土构筑物修补材料，它由混合料与水配制而成，混合料的重量份数为，硅酸盐水泥 1500～2000高效减水剂 5～20激发剂 75～600黄砂1500～3500碎石3000～7000聚乙烯醇溶液1～2.5纤维材料50～400水的用量占混合料总份数的5～14％。本实用新型所要解决的技术问题还可进一步通过如下技术方案加以解决硅酸盐水泥细度为通过45μm筛的数量超过95％；高效减水剂为脂肪族，其相对于水泥标准稠度需水量的减水率≥15％；激发剂为SH外掺剂；黄砂的细度模数为2.6～3.5，其它常规项目(含泥量、有机物含量等)应符合混凝土用细集料规范要求；碎石粒径规格为5～15mm，其它常规项目(含泥量、针片状颗粒含量、压碎值等)应符合混凝土用粗集料规范要求；聚乙烯醇溶液的浓度12％～25％；纤维材料为钢纤维或尼龙纤维钢纤维要求为铣削型，其抗拉强度要求＞700Mpa，尼龙纤维为聚烯烃单丝，其抗拉强度≥275Mpa。本发明中的硅酸盐水泥作为主体，在与水发生水化、水解反应时，水泥细度越细，其比表面积越大，水泥水化越充分，其浓度越高；并生成较强吸附性和渗透性的凝胶体，可以渗透到1×10-5以下的混凝土孔隙中，产生非常紧密的吸附粘结效应。脂肪族(高效减水剂)可以降低各组分材料分子间的表面能，使原材料在最低需水量的条件下得以均匀的配拌，并能与修补主体更好的结合，以提高材料的聚合度，使本发明具有较好的施工和易性(是指砼拌和物的施工操作难易程度和抵抗离析作用程度的性质，它包括稠度、粘聚性和保水性三方面)，硬化后结构致密，从而使水泥混凝土缺损补强体早期强度高和后期强度稳定。SH外掺剂(激发剂)中含有的CaO、Al2O3、CaSO4等成分水化后生成大量的钙矾石并产生大量的水化热能，在碱性环境中激发硅酸盐水泥水化、水解反应的加速，从而达到调凝、早强的作用。黄砂、碎石在本发明中均为骨料，起到骨架作用并能抑制收缩。聚乙烯醇溶液在本发明的硬化过程中形成一个连续的网状结构，填充了水泥硬化固结体中的孔隙，还可以有效防止本发明因高强度产生脆性的现象。钢纤维或尼龙纤维可增强本发明的受力性能，使本发明即使处于拉应力区域也能有很好的承受荷载，提高材料的抗变形能力。本发明由于采用上述技术方案，具有较好的抗压、抗折、粘结强度，耐久性好以及施工方便快捷、快凝早强的特点，特别对于公路，可大大缩短修复时间，快速恢复交通。
本发明的制备方法为硅酸盐水泥经细磨处理后，得到适当的细度(通过45μm筛的数量超过95％)；黄砂、碎石分别过一遍5mm筛(黄砂剔除大于5mm的颗粒，碎石剔除小于5mm的颗粒和粉末)，得到较为均匀的颗粒后，再分别进行冲洗，烘干；按实施例中的比例将聚乙烯醇溶液与黄砂混合在一起，搅拌后晾干。按配比称取各组份，分别置于混料机中，经搅拌制得均匀的(粉粒状)混合料备用。实际施工使用时，将混合料置于搅拌机中，加入占混合料总重量5～14％的水，边混合搅拌，边浇筑施工。
下面通过试验来说明本发明的性能一、抗压、抗折、粘结强度试验材料本发明、C40普通水泥混凝土。
试验方法采用国家标准GB17671规定的方法进行试验。试验结果见下表表-1
由表-1可以看出本发明其抗压、抗折、粘结强度均明显优于C40普通水泥混凝土。
二、流动度测试试验材料本发明、C40普通水泥混凝土(水灰比0.6，15s)。
试验方法按照国家标准DGJ08-235规定方法采用跳桌进行测定。
试验结果经测定，本发明与C40普通水泥混凝土15S的流动度分别为486mm和152mm，本发明明显优于C40普通水泥混凝土。下面结合本发明的具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不限制本发明本发明所用各组份材料均采用市售产品，包括安徽宁国水泥厂的硅酸盐水泥；上海申立建材厂生产的脂肪族(高效减水剂)；上海科象实业有限公司生产的SH外掺剂(激发剂)；上海哈瑞克斯金属制品有限公司的钢纤维。
实施例1称取硅酸盐水泥1500g，高效减水剂20g，SH外掺剂75g，黄砂3500g，碎石3000g，聚乙烯醇溶液2.5g(已与黄砂混合)，钢纤维50g，置于混料机中，在57转/分的速度下搅拌混合5分钟，制得均匀的(粉粒状)混合料备用；实际施工时，将混合料置于搅拌机中，加入407.375g水，边混合搅拌，边浇筑施工。本实施例中的水与混合料之比为5∶100。
实施例2称取硅酸盐水泥2000g，高效减水剂5g，SH外掺剂600g，黄砂1500g，碎石7000g，聚乙烯醇溶液1g(已与黄砂混合)，钢纤维400g，置于混料机中，在57转/分的速度下搅拌混合5分钟，制得均匀的(粉粒状)混合料备用；实际施工时，将混合料置于搅拌机中，加入1610.84g水，边混合搅拌，边浇筑施工。本实施例中的水与混合料之比为14∶100。
实施例3称取硅酸盐水泥1750g，高效减水剂12.5g，SH外掺剂337.5g，黄砂2500g，碎石5000g，聚乙烯醇溶液1.8g(已与黄砂混合)，钢纤维225g，置于混料机中，在57转/分的速度下搅拌混合5分钟，制得均匀的(粉粒状)混合料备用；实际施工时，将混合料置于搅拌机中，加入982.68g水，边混合搅拌，边浇筑施工。本实施例中的水与混合料之比为10∶100。
权利要求
1.一种水泥混凝土构筑物修补材料，其特征是它由混合料与水配制而成混合料的重量份数为，硅酸盐水泥 1500～2000高效减水剂 5～20激发剂 75～600黄砂1500～3500碎石3000～7000聚乙烯醇溶液1～2.5纤维材料50～400水的用量占混合料总份数的5～14％。
2.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土构筑物修补材料，其特征是硅酸盐水泥细度为通过45μm筛的数量超过95％。
3.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土构筑物修补材料，其特征是高效减水剂为脂肪族。
4.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土构筑物修补材料，其特征是激发剂为SH外掺剂。
5.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土构筑物修补材料，其特征是黄砂的模数为2.6～3.5。
6.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土构筑物修补材料，其特征是碎石粒径规格为5～15mm。
7.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土构筑物修补材料，其特征是纤维材料为钢纤维或尼龙纤维。
8.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土构筑物修补材料，其特征是水为食用管道水。
全文摘要
本发明涉及一种建筑材料，尤其是涉及一种用于对市政公路、市政、桥梁、水利工程(水坝、闸门)的缺损进行粘结补强、修复的水泥混凝土构筑物修补材料的水泥混凝土修补材料。它由混合料与水配制而成，混合料的重量份数为，硅酸盐水泥13～17、高效减水剂0.06～0.2、激发剂0.6～5.3、黄砂13～28、碎石26～50、聚乙烯醇溶液0.1～0.2、纤维材料0.4～3.3、水的用量占混合料总份数的5～14％。本发明由于采用上述技术方案，具有较好的抗压、抗折、粘结强度，耐久性好以及施工方便快捷、快凝早强的特点，特别对于公路，可大大缩短修复时间，快速恢复交通。
文档编号C04B24/00GK1962528SQ20051011012
公开日2007年5月16日 申请日期2005年11月8日 优先权日2005年11月8日
发明者芮志平, 冀德荣 申请人:芮志平