本发明涉及混凝土构件修补砂浆技术领域，具体涉及一种修补砂浆及其制备方法和在预制混凝土构件修补中的应用。
背景技术
预制混凝土构件，又称pc构件，是指在工厂中通过标准化、机械化方式加工生产的混凝土制品，广泛应用于建筑、交通、水利等领域。
预制混凝土构件在制造、吊装、运输、储存等过程中不可避免的会出现一些外形缺陷，如缺棱掉角、裂缝、蜂窝麻面等，这些缺陷不仅仅只是外观上的问题，还会严重影响构件的整体效果，预制混凝土构件外观质量是预制混凝土构件质量的直观体现，因此，确保和提高预制构件的外观质量对预制建筑有着重要意义。
目前解决混凝土构件外观质量问题的方法主要是采用修补材料进行修补，由于预制构件修补的特殊性，要求修补材料具有凝结快速、早期强度高、粘结力强等特点，从当前的国内外研究情况来看，常用的修补材料是水泥基修补砂浆和水泥堵漏灵。水泥基修补砂浆抗压强度高(28d强度40mpa左右)、收缩较小，但其凝结时间长达2h以上；水泥堵漏灵凝结时间短(≤10min)，但其强度不高(28d强度35mpa左右)，且收缩较大。
技术实现要素：
有鉴于此，本申请提供了一种修补砂浆及其制备方法，所述修补砂浆应用于预制混凝土构件的修补，具有凝结迅速，微膨胀无收缩，粘结强度高，无开裂脱落，良好的耐久性等特点。
具体提供了以下技术方案：
本发明提供了一种修补砂浆，其包含以下质量百分比的组分：硅酸盐水泥5～15％，硫铝酸盐水泥30～50％，双快水泥10～30％，可再分散乳胶粉1～2％，膨胀剂5～10％，石英砂10～30％，早强剂0.1～0.5％，流变剂0.5～1％，消泡剂0.2～0.5％，水15～20％。
所述硅酸盐水泥的质量含量为5～15％，优选为8～12％，进一步优选为10％。
所述硫铝酸盐水泥的质量含量为30～50％，优选为35～45％，进一步优选为40％。
所述双快水泥的质量含量为10～30％，优选为15～25％，进一步优选为20％。
优选的，所述可再分散乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物乳胶粉。
优选的，所述水泥膨胀剂选自无水硬石膏、硫铝酸钙、氧化钙和半水石膏中的一种或几种。
优选的，所述水泥膨胀剂选自塑性膨胀剂。
优选的，所述石英砂粒径为50～100目，sio2质量含量大于92％；更优选的，所述石英砂粒径为80～100目，sio2含量大于95％。
优选的，所述早强剂选自碳酸锂、甲酸钙、氢氧化锂中的一种。
优选的，所述流变剂为阴离子表面活性剂。
优选的，所述流变剂选自萘系流变剂、木质素磺酸钠盐类、脂肪族流变剂、氨基流变剂、聚羧酸流变剂中的一种。
本发明还提供了上述方案所述修补砂浆的制备方法，包含如下步骤：
(1)将硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和双快水泥混合，得到水泥混合物；
(2)将所述水泥混合物和可再分散乳胶粉、膨胀剂、早强剂、流变剂和消泡剂混合，得到水泥-助剂混合物；
(3)将所述水泥-助剂混合物和石英砂混合，得到水泥基砂浆混合物；
(4)将所述水泥基砂浆混合物和水混合，得到修补砂浆。
本发明还提供了上述方案所述修补砂浆或上述方案所述制备方法制备的修补砂浆在预制混凝土构件修补中的应用。
有益效果：本发明提供了一种修补砂浆，包含以下质量百分比的组分：硅酸盐水泥5～15％，硫铝酸盐水泥30～50％，双快水泥10～30％，可再分散乳胶粉1～2％，膨胀剂5～10％，石英砂10～30％，早强剂0.1～0.5％，流变剂0.5～1％，消泡剂0.2～0.5％，水15～20％。本发明提供的修补砂浆采用多种水泥复合使用，通过合理选择水泥种类，优化其比例，配加合适的补偿收缩材料膨胀剂，添加早强剂等助剂，最终得到的修补砂浆具有凝结快、早期强度高、粘接力强、无收缩的优点，适用于混凝土预制构件的修补。实施例结果表明，本发明提供的修补砂浆凝结时间为十分钟左右，半小时强度可达8mpa以上，抗折强度和粘结强度较高，28d收缩率仅为-0.05，满足混凝土预制构件快速修补及耐久性的需求。
具体实施方式
本发明提供了一种修补砂浆，其包含以下质量百分比的组分：硅酸盐水泥5～15％，硫铝酸盐水泥30～50％，双快水泥10～30％，可再分散乳胶粉1～2％，膨胀剂5～10％，石英砂10～30％，早强剂0.1～0.5％，流变剂0.5～1％，消泡剂0.2～0.5％，水15～20％。
本发明所述的修补砂浆，包含硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和双快水泥三种水泥成分，三种水泥的作用相辅相成，来源均为市售水泥，并无其他特殊要求。
本发明提供的修补砂浆，按质量含量计，包含硅酸盐水泥5～15％，优选为8～12％，更优选为10％。
以硅酸盐水泥的质量含量为基准，本发明提供的修补砂浆包含硫铝酸盐水泥30～50％，优选为35～45％，更优选为40％。
以硅酸盐水泥的质量含量为基准，本发明提供的修补砂浆包含双快水泥10～30％，优选为15～25％，更优选为20％。
以硅酸盐水泥的质量含量为基准，本发明提供的修补砂浆包含可再分散乳胶粉1～2％，优选为1.5％；所述可再分散乳胶粉优选为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物乳胶粉，更优选为
以硅酸盐水泥的质量含量为基准，本发明提供的修补砂浆包含水泥膨胀剂5～10％，优选为6～8％，更优选为7％；所述水泥膨胀剂的种类优选为无水硬石膏、硫铝酸钙、氧化钙和半水石膏中的一种或几种，更优选为无水硬石膏。在本发明中，所述水泥膨胀剂能够起到补偿水泥收缩的作用，其对环境要求不高，适应性强，膨胀效果稳定。
以硅酸盐水泥的质量含量为基准，本发明提供的修补砂浆包含石英砂10～30％，优选为15～25％，更优选为20％；在本发明中，所述石英砂粒径优选为50～100目，更优选为80～100目，所述石英砂中sio2的质量含量优选大于92％，更优选大于95％。在本发明中，所述石英砂能够使预制构件修补后具有光滑细腻的效果。
以硅酸盐水泥的质量含量为基准，本发明提供的修补砂浆包含早强剂0.1～0.5％，优选为0.2～0.4％，更优选为0.3％；所述早强剂的种类优选为碳酸锂、甲酸钙、氢氧化锂中的一种或几种，更优选为碳酸锂。在本发明中，所述早强剂能够提高预制构件修补后早期强度及稳定性。
以硅酸盐水泥的质量含量为基准，本发明提供的修补砂浆包含流变剂0.5～1％，优选为0.6～0.8％，更优选为0.7％；所述流变剂优选为阴离子表面活性剂，所述表面活性剂的种类优选为萘系流变剂、木质素磺酸钠盐类流变剂、脂肪族流变剂、氨基流变剂、聚羧酸流变剂中的一种，更优选为萘系流变剂。
以硅酸盐水泥的质量含量为基准，本发明提供的修补砂浆包含消泡剂0.2～0.5％，更优选为0.3～0.4％；所述消泡剂的种类优选为agitanp803、亚什兰亚跨龙re2971、凯诺斯50pe中的一种或几种，更优选为agitanp803。
本发明对上述方案所述的可再分散乳胶粉、膨胀剂、石英砂、早强剂、流变剂和消泡剂的来源没有特殊要求，使用市售的上述物质即可。
以硅酸盐水泥的质量含量为基准，本发明提供的修补砂浆包括水15～20％，优选为16～18％。本发明对所述水没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的砂浆用水即可，如自来水。
本发明提供了上述方案所述修补砂浆的制备方法，包含如下步骤：
(1)将硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和双快水泥混合，得到水泥混合物；
(2)将所述水泥混合物和可再分散乳胶粉、膨胀剂、早强剂、流变剂和消泡剂混合，得到水泥-助剂混合物；
(3)将所述水泥-助剂混合物和石英砂混合，得到水泥基砂浆混合物；
(4)将所述水泥基砂浆混合物和水混合，得到修补砂浆。
本发明将硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和双快水泥混合，得到水泥混合物。本发明优选在搅拌条件下进行混合，本发明对所述搅拌的转速没有特殊要求，能够将所述硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和双快水泥混合均匀即可。
得到水泥混合物后，本发明优选将所述水泥混合物和可再分散乳胶粉、膨胀剂、石英砂、早强剂、流变剂和消泡剂混合，得到水泥-助剂混合物。本发明优选将可再分散乳胶粉、膨胀剂、早强剂、流变剂和消泡剂加入水泥混合物中进行搅拌混合；本发明对所述搅拌的转速没有特殊要求，能够将上述物质混合均匀即可。本发明先将水泥进行混合，再将各种助剂加入水泥混合物中，能够保证助剂在水泥混合物中分散均匀。
得到水泥-助剂混合物后，本发明将所述水泥-助剂混合物和石英砂混合，得到混合物。本发明优选将石英砂加入所述水泥混合物中进行搅拌混合；本发明对所述搅拌的转速没有特殊要求，能够将上述物质混合均匀即可。
得到水泥基砂浆混合物后，本发明将所述水泥基砂浆混合物和水混合，得到修补砂浆。本发明优选将水加入所述混合物中进行搅拌，得到均匀的膏状物，即为本发明的修补砂浆。在本发明的具体实施例中，所述修补砂浆优选现用现配。
在本发明水泥砂浆的制备过程中，设备和参数的选择均采用本申请的常规选择即可。
本发明提供了上述方案所述修补砂浆在预制混凝土构件修补中的应用，本发明对所述应用的具体方法没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的修补砂浆的应用方法即可。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的复合修补砂浆进行详细的描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
实施例1提供的修补砂浆包括以下重量百分含量的组分：
硅酸盐水泥5％，硫铝酸盐水泥50％，双快水泥10％，可再分散乳胶粉(
所述修补砂浆的制备过程如下：
(1)将硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和双快水泥混合，得到水泥混合物；
(2)将所述水泥混合物和可再分散乳胶粉、膨胀剂、早强剂、流变剂和消泡剂混合，得到水泥-助剂混合物；
(3)将所述水泥-助剂混合物和石英砂混合，得到水泥基砂浆混合物；
(4)将所述水泥基砂浆混合物和水混合，得到修补砂浆。
实施例2
实施例2提供的修补砂浆包括以下重量百分含量的组分：
硅酸盐水泥10％，硫铝酸盐水泥40％，双快水泥20％，可再分散乳胶粉(
所述修补砂浆的制备过程如下：
(1)将硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和双快水泥混合，得到水泥混合物；
(2)将所述水泥混合物和可再分散乳胶粉、膨胀剂、早强剂、流变剂和消泡剂混合，得到水泥-助剂混合物；
(3)将所述水泥-助剂混合物和石英砂混合，得到水泥基砂浆混合物；
(4)将所述水泥基砂浆混合物和水混合，得到修补砂浆。
实施例3
实施例3提供的修补砂浆包括以下重量百分含量的组分：
硅酸盐水泥15％，硫铝酸盐水泥30％，双快水泥30％，可再分散乳胶粉(
所述修补砂浆的制备过程如下：
(1)将硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和双快水泥混合，得到水泥混合物；
(2)将所述水泥混合物和可再分散乳胶粉、膨胀剂、早强剂、流变剂和消泡剂混合，得到水泥-助剂混合物；
(3)将所述水泥-助剂混合物和石英砂混合，得到水泥基砂浆混合物；
(4)将所述水泥基砂浆混合物和水混合，得到修补砂浆。
对比例1
对比例1提供的修补砂浆包括以下重量百分含量的组分：
硫铝酸盐水泥35％，重钙粉15％，可再分散乳胶粉(
所述修补砂浆的制备过程如下：
(1)将水泥和可再分散乳胶粉、膨胀剂、早强剂、缓凝剂、流变剂和消泡剂混合，得到水泥-助剂混合物；
(2)将所述水泥-助剂混合物和石英砂混合，得到水泥基砂浆混合物；
(3)将所述水泥基砂浆混合物和水混合，得到修补砂浆。
对比例2
对比例2提供的修补砂浆包括以下重量百分含量的组分：
硅酸盐水泥15％，硫铝酸盐水泥35％，重钙粉15％，石英砂34.1％，早强剂(碳酸锂)0.2％，流变剂(萘系流变剂)0.5％，消泡剂(agitanp803)0.2％，水18％。
所述修补砂浆的制备过程如下：
(1)将硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥混合，得到水泥混合物；
(2)将所述水泥混合物和早强剂、流变剂和消泡剂混合，得到水泥-助剂混合物；
(3)将所述水泥-助剂混合物和石英砂混合，得到水泥基砂浆混合物；
(4)将所述水泥基砂浆混合物和水混合，得到修补砂浆。
对实施例1～3和对比例1～2所得修补砂浆的性能进行检测，所得结果如表1所示。
表1各实施例中砂浆的技术参数对比
从表1中3组实施例和对比例的对比可以看出，相比于单一水泥组分的砂浆，本申请提供的修补砂浆在凝结时间、强度和收缩率等技术指标方面均有显著的提升，凝结时间小于十分钟，半小时抗压强度可达8mpa以上，抗折强度和粘结强度较高，28d收缩率仅为-0.05，满足混凝土预制构件快速修补及耐久性的需求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。