一种磷酸镁水泥基快速修补砂浆及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种快速修补砂浆及其制备方法，尤其是设及一种憐酸儀水泥基快速 修补砂浆及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济的发展W及社会的需求，我国大部分地区正处于建设的高峰期，各 种基础设施陆续开工、建成，极大地促进了当地社会经济的快速发展。然而，由于低溫雨雪 天气、塌方、泥石流等突发自然灾害，加之过载使用、营运不当等人为因素，导致众多基础设 施的混凝±结构发生严重的破坏，若不给予及时的维修，将会产生重大的经济社会损失。
[0003] 对于理想的修补材料，应具有适宜的凝结时间、良好的工作性、快硬早强、较高的 界面粘结强度、优异的耐久性W及低收缩或微膨胀等性能。目前，针对混凝±结构、比较常 见的快速修补材料主要有快硬娃酸盐混凝± (砂浆）、聚合物混凝± (砂浆）、纤维混凝± (砂浆）W及特种水泥系列快速修补材料等，并在各自领域取得良好的应用效果。但是，上 述修补材料本身仍存在较多的缺陷，如娃酸盐类快速修补材料养护时间长、脆性大、粘结强 度低；聚合物类修补材料凝结慢、早期强度低；纤维类修补材料价格高、功能单一；特种水 泥一般多存在介稳相，后期性能大幅劣化等。运些问题都使得各类快速修补材料的应用范 围受到极大的限制。
[0004] 憐酸儀水泥（Ma即esiumPhosphateCement,MPC)是一种新型气硬性胶凝材料，具 有快硬早强、低收缩变形和高粘结强度等特性，但其在使用过程中仍存在耐水性差等问题。 中国专利201510125360. 9公开了一种憐酸儀水泥及其制备方法，设及建筑材料领域，包括 W下质量百分比的各个组分：（1)憐酸儀水泥熟料65.0%-80.0%; (2)儀渣5.0%-10.0%; (3)纳米氧化侣 2. 0 % -5. 0 % ; (4)氮化娃 2. 0 % -5. 0 % ; (5)粉煤灰 5. 0 % -10. 0 % ; (6) 缓凝剂2.0%-5.0% ;(7)石膏2.5%-5.0%。该憐酸儀水泥的制备方法，包括：（1)备料； 似粉碎；（3)预混；(4)粉磨。该专利凝结速度可调，可塑性较强，但是其耐水性方面仍显 不足。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种憐酸儀水泥基 快速修补砂浆及其制备方法。
[0006] 本发明的目的可W通过W下技术方案来实现：
[0007] -种憐酸儀水泥基快速修补砂浆，包括W下重量份数的组分：
[0008] 磯酸镜水泥 IOO份， 矿物惨合料 6~50份， 細集料 50~300份， 水 10~30份；
[0009] 所述的憐酸儀水泥由按重量份计数的60~70份金属氧化物粉末、20~28份憐酸 盐、3~6份缓凝剂和4~6份调凝组分混合而成。
[0010] 优选的，一种憐酸儀水泥基快速修补砂浆，包括W下重量份数的组分：
[0011] 憐酸镇水泥 100份， 矿物惨合料 6~30份， 细集料 50~130份， 水 10~20汾。
[0012] 所述的金属氧化物粉末为重烧氧化儀粉末，其纯度大于90%，细度小于200目。
[0013] 所述的憐酸盐为憐酸二氨钟，其纯度大于98%。
[0014] 所述的缓凝剂为棚砂，其纯度大于98%。
[0015] 所述的调凝组分为憐酸二钟盐，该憐酸二钟盐选自K2HPO4和K2册〇4?抓2〇中的一 种或两种。
[0016] 所述的矿物渗合料选自粉煤灰、超细粉煤灰或娃灰中的一种或几种。
[0017] 所述的细集料选自河砂、石英砂或机制砂中的一种或几种，细集料的细度模数为 2~3,最大粒径为4. 75mm。
[0018] 一种憐酸儀水泥基快速修补砂浆的制备方法，包括W下步骤：
[0019] (1)称取3~6份缓凝剂、4~6份调凝组分，加入足量水使其充分溶解，得到混合 溶液；
[0020] (2)将60~70份金属氧化物粉末、6~50份矿物渗合料依次倒入砂浆揽拌机中 低速揽拌，得到混合粉料；
[0021] (3)将混合溶液一次性加入混合粉料中，低速揽拌，加入细集料，先低速揽拌，再高 速揽拌，即得到憐酸儀水泥基快速修补砂浆。
[0022] 所述的砂浆揽拌机为行星式砂浆揽拌机，其低速揽拌的转速为自转135~145r/ min,公转57~67r/min，高速揽拌的转速为自转275~295r/min，公转115~135r/min; [002引步骤似中低速揽拌的时间为1~5min;
[0024] 步骤做中混合溶液与混合粉料混合时，低速揽拌的时间为30~60s，再加入细集 料后，低速揽拌的时间为30~60s，高速揽拌的时间为90~180s。
[0025] 憐酸儀水泥水化是基于酸碱中和反应（憐酸盐与金属氧化物）的放热反应，在无 缓凝剂缓凝时，凝结时间仅为3min左右，无法应用于实际工程中；而在缓凝剂渗量过大时， 水泥的早期强度会出现大幅的降低，无法满足修补材料的应用要求。本发明的憐酸儀水泥 基快速修补砂浆由憐酸儀水泥为胶凝材料，采用憐酸二钟盐调凝改性，W砂作为细集料，再 加入适量的矿物渗合料、拌合水制备而成。各原料中，矿物渗合料是修补材料高耐水性的保 证，渗量过大会造成工作性的劣化；细集料与水是修补材料工作性与力学性能相统一的基 础，细集料比例过大会造成修补材料工作性与力学性能的降低，水的渗量则是工作性与力 学性能矛盾的统一。
[0026] 本发明采用棚砂与憐酸氨二钟复合实现憐酸儀水泥凝结时间的调控。棚砂是憐酸 儀水泥中常用的缓凝剂，但棚砂的缓凝往往是W早期性能劣化为代价的。而在复渗入憐酸 氨二钟后，一方面憐酸二钟盐与憐酸二氨钟形成缓冲溶液，提高体系的抑值，延缓憐酸儀 水泥的凝结；另一方面，憐酸氨二钟（选用而册〇4'3&0)在失去结晶水的过程中吸收热量， 降低体系的溫度，实现缓凝的作用，同时，试验研究发现，憐酸氨二钟在用于缓凝作用时，对 水泥的早期力学性能反而有改善作用。随着棚砂渗量的增大，憐酸儀水泥的凝结时间逐渐 增大，但对早期强度不利；在此基础上，复渗憐酸氨二钟可W进一步延缓水泥的凝结，并对 早期力学性能无劣化作用。而对憐酸氨二钟与憐酸二氨钟的添加量的比例有严格要求，比 例过小起不到缓凝作用，比例过大则因憐酸盐缓冲溶液的平衡，缓凝效果不明显。
[0027] 此外，憐酸氨二钟除延缓憐酸儀水泥的凝结外，还会参与憐酸儀水泥的水化过程， 生成KOH晶体，反应式具体如下所示，
[0028] MgO+KzHPO* ? 3&0+3&0 一MgKP〇4?6H2O+KOH，
[0029] 从而使修补砂浆呈现微膨胀性能，避免修补后期因收缩开裂而导致的修补失败等 问题。
[0030] 本发明之所W可W保证修补砂浆的耐水性，主要归功于矿物渗合料的复渗。粉煤 灰、娃灰等矿物渗合料在憐酸儀水泥砂浆中，不仅可W参与水化反应，还可W填充在砂浆基 体的孔隙中，密实基体，防止外部水分的侵入与内部成分的流失。而不同粒径的矿物渗合料 复渗，可W在砂浆体系中形成最紧密堆积，较单渗而言，可W更有效提高砂浆的各项性能指 标。此外，矿物渗合料还可W参与娃酸盐体系的水化，改善修补砂浆与旧混凝±之间的粘结 性能。
[0031] 与现有技术相比，本发明具有W下优点：
[003引 1)早期强度高，比抗压/抗折强度可达到20. 0/3. 50MPa左右，可W在1~化内 恢复混凝±结构的使用；
[0033] 2)凝结时间可控：本发明中添加了缓凝剂棚砂、调凝组分憐酸二钟盐W及憐酸 盐，通过=者之间的复合作用W及调节其添加量之比可实现控制修补砂浆的凝结时间
[0034] 3)采用K2HPO4调凝的同时，可W使修补砂浆呈现微膨胀特性，体积稳定性好，可W 避免后期因收缩而导致的修补面开裂；
[003引 4)与旧混凝±之间具有良好的适应性，粘结强度高；
[0036] 5)矿物渗合料复渗更可W显著提高憐酸儀水泥基快速修补砂浆的耐水性，高耐水 性是修补砂浆长期耐久性的保证；