一种预应力钢筒混凝土管用裂缝修补剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种裂缝修补剂，尤其涉及一种预应力钢筒混凝土管用裂缝修补剂。
【背景技术】
[0002] 目前，PCCP (预应力钢筒）混凝土管由于内衬钢筒自动焊接工艺原因，形成螺旋的 焊接缝隙在钢筒表面，产生对钢筒的混凝土保护层的诱导开裂结构，导致混凝土在蒸汽养 护后出现0. 1~0. 5mm不等的裂缝，造成混凝土质量差和外观不良等问题，给PCCP管生产 企业造成很大的困扰。
[0003] 目前采用的解决方案主要是无机修补材料或高分子类的修补材料。无机材料主 要以水泥浆为主，虽然保证了无机材料间的融合及对特殊要求的输水管道水质无污染的要 求，要么强度往往很低，要么就是修补后外观效果很差，很难同时达到强度高和外观好的效 果两个要求。而高分子类的修补材料的成本高，耐久性差，如改性环氧类含有较多的易挥发 性溶剂组分，在潮湿和有水环境下的易施工性没有得到显著改善，容易空鼓、剥落。
[0004] 现有技术中的无机修补材料如公开号为CN104478371A，名称为"一种节能型混凝 土裂缝修补剂"的发明专利，该专利公开的修补剂包括砂子12~18份；石英粉5~10份； 普通硅酸盐水泥20~35份；硫铝酸盐水泥10~18份；水玻璃6~12份；聚醋酸乙烯酯 乳胶粉5~9份；娃粉3~7份；矿渣粉7~10份；粉煤灰6~9份；膨胀剂8~10份； 聚羧酸系高效减水剂〇. 4~0. 6份；聚丙烯纤维0. 2~0. 4份。该专利的硅酸盐水泥和硫 铝酸盐水泥混合后的性能不稳定，可能造成整个修补体的不稳定，另外聚丙烯纤维属于有 机高分子材料，在输水管道中可能被冲磨掉直接进入水源，造成污染，且其长度为9_，不适 用于PCCP管1~3mm裂缝的修补；该修补剂没有针对颜色进行调整，不能使其整体外观达 到一致的效果。该修补剂的强度与目前常规的C50 PCCP管的强度不匹配，会对于后期耐久 性造成不利影响。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在解决现有技术中无机裂缝修补剂不能同时满足强度高和外观好的问 题，以及高分子类修补材料的成本高，施工性不好的问题，提出一种预应力钢筒混凝土管用 裂缝修补剂，本发明的修补剂能够修复混凝土裂缝，满足PCCP混凝土管道的综合物理性能 并提高其耐久性，使混凝土表面色泽一致，提升外观质量；同时本发明的修补剂为环保产 品，对环境无污染，对水质无影响；且易于施工，保障工程质量。
[0006] 为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下： 一种预应力钢筒混凝土管用裂缝修补剂，其特征在于：包括以下按重量份计的原料： 娃酸盐水泥25~60份； 活性填料5~10份； 减水剂〇. 1~〇. 2份； 调色材料35~65份。
[0007] 作为优选，所述娃酸盐水泥为娃酸盐水泥42. 5、娃酸盐水泥52. 5和娃酸盐水泥 P. I中的一种，以保证修补后裂缝处的与基体一致，强度高，耐久性好。
[0008] 减水剂的作用是降低修补浆体拌合用水量，确保修补剂具有较好的施工性能，并 能一定程度的提高修补剂的强度；本发明所述减水剂优选为高效聚羧酸盐粉体、萘系酸盐 粉体中的一种，这两种减水剂的来源广泛、应用范围宽，具有适应性好、减水率高、稳定性好 的优点。
[0009] 调色材料的作用是调色材料的加入，可改善整个浆体的颜色，使其硬化后与混凝 土表面色泽一致，获得较好的外观质量；所述调色材料优选为生石灰、石英粉和石灰石粉的 混合物，这三种材料均为无机矿物，与水泥的相容性好，容易获得稳定的浆体，且掺量范围 宽，生产上容易控制。
[0010] 进一步优选，所述生石灰、石英粉和石灰石粉的混合物中为生石灰占40~80%，石 英粉占5~50% ;石灰石粉占5~20%。
[0011] 石英粉成分为二氧化硅，具有一定的活性，同样能够与氢氧化钙反应，生成水化硅 酸钙，提高强度，减少害物质；生石灰不仅可以作为调节颜色的主要材料，其与水反应后会 放出热量，更有利于水泥早期强度的发挥；石灰石粉是煅烧水泥的重要原材料，价格低廉， 石灰石粉同样可以填充空隙，提高密实度，但更多的作用是调节颜色，提高修补后的外观一 致性。通过特定比例即生石灰占40~80%，石英粉占5~50% ;石灰石粉占5%~20%的设 置，可保证本发明的修补剂修补后，同时具备强度一致性和外观一致性均好的优点。
[0012] 活性填料可有效填充水泥浆内部孔隙，本发明所述活性填料优选为纳米二氧化 娃、矿渣粉中的一种，纳米二氧化娃选择平均粒径为20~IOOnm的纳米二氧化娃；矿渣粉选 择比表面积多500m 2/Kg的矿渣粉；两种活性填料不仅能填充空隙，还能进行二次水化，消 耗水泥水化过程中产生的氢氧化钙，以及生石灰产生的氢氧化钙，生成水化硅酸钙，降低产 物中的有害物质含量，提高耐久性，促进水泥浆后期强度稳定增长。
[0013] 相较于现有技术，本发明的有益效果如下： (1)本发明的裂缝修补剂通过原料选择以及特定的配比设计，能够修补混凝土的裂缝， 满足PCCP混凝土管道的综合物理性能，并提高修补处的耐久性，修补后修补处与管件的强 度一致性好，外观美观，无明显修补痕迹，且对环境无污染。
[0014] (2)目前PCCP管蒸后养脱模强度约为20MPa，在场地上放置8~24小时后出厂， 本修补剂于管脱模后进行施工，8小时强度值最高可达到15Mpa，24小时强度值最高可达 到30MPa，与基体强度基本保持一致，保证管体强度的一致性。强度一致降低可管体内混凝 土的内部应力作用，保证后期管体的完整性，对于西北地区等含砂的输水工程尤为重要，强 度不一致，容易造成磨损量不同，将形成"空蚀"，加剧磨损，加速破坏，降低耐久性；本发明 的修补剂在保证质量的同时，外观一致性亦佳，提高产品外观质量的同时，提高产品的竞争 力，从而提高企业的经济效益。
【具体实施方式】
[0015] 实施例1 一种预应力钢筒混凝土管用裂缝修补剂，包括以下按重量份计的原料： 硅酸盐水泥60份； 活性填料2份； 减水剂〇. 1份； 调色材料65份； 本实施例的硅酸盐水泥选用硅酸盐水泥42. 5 ;活性填料选择平均粒径为60nm的纳米 二氧化硅；减水剂为粉体的高效聚羧酸盐，调色剂为生石灰、石英粉和石灰石粉的混合物， 混合比例为4:5:1。
[0016] 实施例2 一种预应力钢筒混凝土管用裂缝修补剂，包括以下按重量份计的原料： 硅酸盐水泥25份； 活性填料10份； 减水剂〇. 1份； 调色材料35份； 本实施例的硅酸盐水泥选用硅酸盐水泥P. I。减水剂为粉体的高效聚羧酸盐；活性填 料选择平均粒径为IOOnm的纳米二氧化硅；调色剂为生石灰、石英粉和石灰石粉的混合物， 混合比例为13:6:1。
[0017] 实施例3 一种预应力钢筒混凝土管用裂缝修补剂，包括以下按重量份计的原料： 硅酸盐水泥45份； 活性填料5份； 减水剂〇. 2份； 调色材料50份； 本实施例的硅酸盐水泥选用硅酸盐水泥52. 5 ;减水剂为粉体的萘系酸盐，由于本发明 的修补剂为粉体，故减水剂也选用粉体为佳；活性填料选择平均粒径为20nm的纳米二氧化 硅；调色剂为生石灰、石英粉和石灰石粉的混合物，混合比例为15:1:4 ; 实施例4 一种预应力钢筒混凝土管用裂缝修补剂，包括以下按重量份计的原料： 硅酸盐水泥35份； 活性填料10份； 减水剂〇. 18份； 调色材料55份； 本实施例的硅酸盐水泥选用硅酸盐水泥42. 5,减水剂为粉体的高效聚羧酸盐，调色剂 为生石灰、石英粉和石灰石粉的混合物，混合比例为3:1:1 ;本实施例的活性填料为矿渣 粉，比表面积为500m2/Kg。
[0018] 实施例5 一种预应力钢筒混凝土管用裂缝修补剂，包括以下按重量份计的原料： 硅酸盐水泥35份； 活性填料8份； 减水剂〇. 15份； 调色材料40份； 本实施例的硅酸盐水泥选用硅酸盐水泥52. 5,减水剂为粉体的高效聚羧酸盐，调色剂 为生石灰、石英粉和石灰石粉的混合物，混合比例为13:5:2 ;本实施例的活性填料为矿渣 粉，比表面积为600m2/Kg。
[0019] 实施例6 一种预应力钢筒混凝土管用裂缝修补剂，包括以下按重量份计的原料： 硅酸盐水泥30份； 活性填料10份； 减水剂〇. 13份； 调色材料65份； 本实施例的硅酸盐水泥选用硅酸盐水泥P. I，减水剂为粉体的高效聚羧酸盐，调色剂为 生石灰、石英粉和石灰石粉的混合物，混合比例为9:10:1，本实施例的活性填料为矿渣粉， 比表面积800m2 /Kg。
[0020] 使用本发明的修补剂修补预应力钢筒混凝土管时，需先将裂缝清理干净，做到无 杂质、无灰尘，然后用水润湿，水的添加量为：每Ikg修补剂粉体，加260~350g的饮用水， 进行搅拌均匀后，根据裂缝宽度，选择用抹刀或毛刷进行填补，最后将表面用毛刷涂刷均匀 即可。
[0021 ] 修补剂流动度试验参考标准《GB/T8077-2000混凝土外加剂匀质性试验方 法》，将配置好的修补剂浆体按照标准中的测试方法进行测定，浆体强度检测参考《GB/ T17671-2011水泥胶砂强度试验》，将配置好的修补浆体按照标准中的要求成型、养护，测 定8小时和24小时的抗压强度，测定结果如下表1 :
从上表1可知，本发明的修补剂8小时强度值最高可达到15. 2Mpa，24小时强度值最高 可达到30MPa，能与基体的强度保持一致，提高管体受力均匀性，延长混凝土管的使用寿命。 [0022] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对发明做任何形式上的限制，凡是依据 本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范 围之内。
【主权项】
1. 一种预应力钢筒混凝土管用裂缝修补剂，其特征在于：包括以下按重量份计的原 料： 娃酸盐水泥25~60份； 活性填料5~10份； 减水剂〇. 1~〇. 2份； 调色材料35~65份。2. 如权利要求1所述的一种预应力钢筒混凝土管用裂缝修补剂，其特征在于：所述硅 酸盐水泥为娃酸盐水泥425、娃酸盐水泥525和娃酸盐水泥P.I中的一种。3. 如权利要求1所述的一种预应力钢筒混凝土管用裂缝修补剂，其特征在于：所述减 水剂为高效聚羧酸盐粉体、萘系酸盐粉体中的一种。4. 如权利要求1所述的一种预应力钢筒混凝土管用裂缝修补剂，其特征在于：所述调 色材料为生石灰、石英粉和石灰石粉的混合物。5. 如权利要求4所述的一种预应力钢筒混凝土管用裂缝修补剂，其特征在于：所述生 石灰、石英粉和石灰石粉的混合物中生石灰占40~80%，石英粉占5~50%，石灰石粉占5~ 20% 〇6. 如权利要求1~5任一项所述的一种预应力钢筒混凝土管用裂缝修补剂，其特征 在于：所述活性填料为纳米二氧化硅、矿渣粉中的一种，所述纳米二氧化硅的平均粒径为 20~IOOnm;所述矿渣粉的比表面积彡500m2/Kg0
【专利摘要】本发明公开了一种预应力钢筒混凝土管用裂缝修补剂，属于建筑材料技术领域。所述预应力钢筒混凝土管用裂缝修补剂包括以下按重量份计的原料：硅酸盐水泥25～60份；活性填料5～10份；减水剂0.1～0.2份；调色材料35～65份。本发明的修补剂具有强度一致性和外观一致性好，成本低，对环境友好的优点。
【IPC分类】C04B28/04
【公开号】CN105218027
【申请号】CN201510750412
【发明人】王宁, 王田堂, 阳运霞, 黎茜
【申请人】嘉华特种水泥股份有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年11月6日