用于混凝土快速修补的改性水泥浆料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水泥浆料，尤其涉及一种用于混凝土快速修补的改性水泥浆料。
【背景技术】
[0002] 混凝土及钢筋混凝土结构以经久耐用著称，但因设计不当、施工质量不好或所使 用的环境的影响，如氯离子侵蚀、冰冻和碳化等因素而引起损伤，这些损伤虽然最初是浅表 面的，然而随时间的推移，他们会延伸到内层结构材料，影响建筑物的使用寿命，甚至影响 结构的安全性。我国大规模基本建设已有二十多年，已有大量混凝土工程亟待修复，开发一 种性能优越，价格合理的混凝土修补材料有着重要意义。
[0003] 对受腐蚀混凝土进行局部修补不仅可以事半功倍，还不影响建筑物的正常使用。 因此在世界范围对混凝土修补材料及混凝土修补技术的研究已日益为人们所重视。但是普 通砂浆与混凝土界面粘结力低、耐腐蚀性能差，因此不能用于受腐蚀混凝土结构的修补。比 如传统的修补方法用环氧树脂砂浆或树脂混凝土对受腐蚀破坏的混凝土进行修复。这种修 补材料可以在混凝土界面提供足够的粘结力并可以防止旧混凝土进一步受腐蚀，但由于树 脂砂浆或混凝土的造价太高，较大面积的修补或非极为重要的建筑物一般难以承受。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种用于混凝土快速修补的改性水泥浆料，能 够加快水泥浆体的初凝，提高砂浆的减水率，使新拌砂浆的容重减小；并明显提高砂浆的折 压比、粘结强度和抵抗氯离子渗透能力，使得快速修补后的混凝土的耐久性更好。
[0005] 本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种用于混凝土快速修补 的改性水泥浆料，包含如下组分：水泥、集料、粉煤灰、乳胶粉、消泡剂和早强剂。
[0006] 上述的用于混凝土快速修补的改性水泥浆料，其中，所述改性水泥浆料中各组分 的重量百分含量如下：
[0007] 水泥 30~70%; 集料 15~55%; 粉煤灰 12~15%; 乳胶粉 2. 5~7. 5%; 早强剂 0. 25~5. 5%; 消泡剂 0.25~m。
[0008] 上述的用于混凝土快速修补的改性水泥浆料，其中，所述改性水泥浆料中还包含 膨胀剂和增稠剂，所述膨胀剂的重量百分含量为〇~2. 5%，所述增稠剂的重量百分含量为 0~2. 5%〇
[0009] 上述的用于混凝土快速修补的改性水泥浆料，其中，所述改性水泥浆料中还包含 稻壳灰，所述集料为粒径小于4. 75毫米的天然砂，所述粉煤灰为I级粉煤灰，所述水泥、集 料和稻壳灰的重量比为4:2:1。
[0010] 上述的用于混凝土快速修补的改性水泥浆料，其中，所述改性水泥浆料中各组分 的重量百分含量如下：
[0011] 水泥 40%; 集料 20%; 粉煤灰 15%; 乳胶粉 5%; 早强剂 5%; 消泡剂 0.5%; 膨胀剂 2%; 增稠剂 2.5%; 稻壳灰 10%。
[0012] 上述的用于混凝土快速修补的改性水泥浆料，其中，所述膨胀剂为ZY型膨胀剂， 所述增稠剂为钠基膨润土和甲基羟丙基纤维素醚复合增稠剂，所述羟丙基甲基纤维素和 钠基膨润土的重量之比为1 :10,所述稻壳灰由稻壳在530°C~580°C温度下燃烧后粉磨而 成。
[0013] 上述的用于混凝土快速修补的改性水泥浆料，其中，所述水泥为硫铝酸盐水泥。
[0014] 上述的用于混凝土快速修补的改性水泥浆料，其中，所述乳胶粉为聚醋酸乙烯酯 可再分散乳胶粉RE5044N。
[0015] 上述的用于混凝土快速修补的改性水泥浆料，其中，所述早强剂为碳酸锂、甲酸 钙、脱硫石膏和亚硝酸钠复合早强剂，所述碳酸锂、甲酸钙、脱硫石膏和亚硝酸钠的重量之 比为 〇? 1:0. 5:2. 5:2. 5。
[0016] 上述的用于混凝土快速修补的改性水泥浆料，其中，所述消泡剂为液态液氢化合 物，聚乙二醇和非结晶性二氧化硅的混合物，所述液态液氢化合物，聚乙二醇和非结晶性二 氧化硅的重量之比为0. 5:2. 5:2. 5。
[0017] 本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的用于混凝土快速修补的改 性水泥浆料，能够加快水泥浆体的初凝，提高砂浆的减水率，使新拌砂浆的容重减小；并明 显提高砂浆的折压比、粘结强度和抵抗氯离子渗透能力，使得快速修补后的混凝土的耐久 性更好。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明水泥浆体初凝时间随聚合物掺量百分比的趋势图；
[0019] 图2为本发明水泥浆体终凝时间随聚合物掺量百分比的趋势图；
[0020] 图3为本发明聚合物对水泥砂浆的减水作用示意图；
[0021] 图4为本发明粉煤灰对乳胶粉改性水泥砂浆的减水率随聚合物掺量趋势图；
[0022] 图5为本发明聚合物及其消泡剂对水泥砂浆容重的影响示意图；
[0023] 图6为本发明粉煤灰对乳胶粉改性水泥砂浆的减水率随聚合物掺量趋势图。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
[0025] 本发明提供的用于混凝土快速修补的改性水泥浆料，包含如下组分：水泥、集料、 粉煤灰、乳胶粉、消泡剂和早强剂；所述改性水泥浆料中各组分的重量百分含量如下：
[0026] 水泥 30~70%; 集料 15~55%; 粉煤灰 12~15%; 乳胶粉 2. 5~7, 5%;: 早强剂 0. 25~5. 5%; 消泡剂 0. 25~1%。
[0027] 本发明提供的用于混凝土快速修补的改性水泥浆料，所述改性水泥浆料中还包含 膨胀剂和增稠剂，所述膨胀剂的重量百分含量为〇~2. 5%，所述增稠剂的重量百分含量为 0~2. 5 %;所述膨胀剂为ZY型膨胀剂，所述增稠剂为钠基膨润土和甲基羟丙基纤维素醚复 合增稠剂，所述羟丙基甲基纤维素和钠基膨润土的重量之比优选为1 :1〇,可以较为方便地 调节灌浆料的粘稠度，从而使得浆体具有更好的流动性。
[0028] 本发明提供的用于混凝土快速修补的改性水泥浆料，所述水泥优选为硫铝酸盐水 泥；所述集料优选为粒径小于4. 75毫米的天然砂；所述粉煤灰优选为鸭河口I级粉煤灰， 45微米筛余率6. 56 %，密度2. 32g/cm3;所述乳胶粉优选为聚醋酸乙烯酯可再分散乳胶粉 RE5044N。所述改性水泥浆料中还包含稻壳灰，稻壳灰中Si02含量很高，煅烧良好的无定形 稻壳灰具有很高的活性，稻壳灰由纳米尺度的Si02凝胶粒子（约50nm)疏松地粘而成。稻 壳灰结构中除了以往报道的微米尺度的蜂窝孔（约l〇ym)外，还含大量由Si02凝胶粒子 非紧密粘聚而形成的纳米尺度孔隙（<50nm)，纳米尺度的Si02粒子和纳米尺度的大量孔隙 使得稻壳灰具有较大的比表面，水泥、集料和稻壳灰的重量比优选为4:2:1，以便充分利用 各组分粒子之间的空间大小，改善水泥和混凝土的性能。各组分的优选重量百分含量如下： 水泥40% ;集料20% ;粉煤灰15% ;乳胶粉5 % ;早强剂5 % ;消泡剂0. 5 % ;膨胀剂2 % ;增 稠剂2.5% ;稻壳灰10%。
[0029] 在稻壳加热过程中，100°C以后由于内在水的蒸发，稻壳开始发生重量损失。在 350°C，挥发物开始燃烧，重量损失加剧，从400°C到500°C，残余的碳发生氧化反应，生成二 氧化碳逸出，重量损失主要发生在此阶段，灰分中的二氧化硅以非晶态形式存在，在600°C 以后，在某些情况下可以发现晶态的石英生成。随着温度的升高，逐渐出现二氧化硅的其他 结晶形式，首先是方石英的形成，然后在更高温度下，形成鳞石英。在900°C以后长时间加热 生成的稻壳灰都是晶态的二氧化硅。由于稻壳的热敏性比较高，想要获取大比表面积的稻 壳灰必须严格控制燃烧温度。为了获得燃烧完全而非晶态二氧化硅含量高的稻壳灰，所述 稻壳灰最好由稻壳在530°C~580°C温度下燃烧后粉磨而成。
[0030] 本发明提供的用于混凝土快速修补的改性水泥浆料，所述早强剂为碳酸锂、甲酸 钙、脱硫石膏和亚硝酸钠复合早强剂，所述碳酸锂、甲酸钙、脱硫石膏和亚硝酸钠的重量之 比优选为 0. 1:0. 5:2. 5:2. 5。
[0031] 实验例
[0032] 1、原材料
[0033] 水泥：试验采用超早强硫铝酸盐水泥。
[0034] 集料：胶砂试验用的标准砂。
[0035]粉煤灰：鸭河口I级粉煤灰，45微米筛余率6. 56%，需水率92%，密度2. 32g/cm3。
[0036] 聚合物：选用乳胶粉作为聚合物，乳胶粉优选为聚醋酸乙烯酯可再分散乳胶粉 RE5044N。
[0037] 消泡剂为液态液氢化合物，聚乙二醇和非结晶性二氧化硅的混合物，所述液态液 氢化合物，聚乙二醇和非结晶性二氧化硅的重量之比为〇. 5:2. 5:2. 5,外观密度约340g/L。
[0038] 拌和水采用自来水。
[0039] 2、样品制备与测试
[0040] 制备方法参照GBJ56-83的水泥净浆试验方法。本试验中用于抗折强度，抗压强 度，体积密度，干缩性能和粘结强度测试的砂浆均按照优选的质量百分含量进行配比制备。 砂浆制备时，拌合水的用量根据新拌砂浆流动度确定，所有砂浆的流动度控制在（140±5) _范围内。按各自相应的水灰比混料，混料时先将聚合物掺入水中，然后按水泥胶