CN102211919B - 一种丙烯酸酯乳液改性水泥基快速修补砂浆 - Google Patents
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Abstract
本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种丙烯酸酯乳液改性水泥基快速修补砂浆。由硫铝酸盐水泥、脱硫石膏、石英砂、丙烯酸酯乳液、减水剂、聚丙烯纤维、甲酸钙、消泡剂和水组成。使用本发明可解决传统无机修补砂浆粘结强度低、收缩率大、易脱落等问题，弥补有机修补材料与水泥基材料相容性不好、成本高等缺陷。使用本发明可解决聚合物改性水泥基修补砂浆凝结时间缓慢，早期强度低及收缩大的问题。本发明早期强度高，尤其是抗折强度高，后期强度发展稳定，柔韧性、抗裂性好，适用于各类水泥基材料的快速修补。
Description
技术领域
本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种丙烯酸酯乳液改性水泥基快速修补砂浆。
背景技术
混凝土是当今使用最大宗的建筑结构材料，由于混凝土结构设计不合理、施工缺陷、环境侵蚀、维护不当等原因及其自身的老化，混凝土在工程应用中不可避免地产生开裂和损坏。混凝土的开裂和损坏将严重影响混凝土结构的正常使用，如若不进行修补，将带来很大的安全隐患和经济损失。
现有的修补材料包括了传统的无机修补材料如普通硅酸盐水泥修补砂浆、聚合物修补材料以及聚合物改性修补材料。其中，无机修补材料具有强度高、相容性好、施工简便等优点，但存在粘结强度低、收缩率大、易脱落等问题；有机修补材料以各种聚合物作为胶结料，具有粘结强度高、养护时间短、耐久性好等突出优点，但与水泥基材相容性不好且成本高。而聚合物改性修补材料综合了无机和有机修补材料两者的优点，利用聚合物对水泥基材料进行改性，改善了修补材料的柔韧性，提高了修补材料与旧混凝土之间的粘结强度，是一种综合性能优异的修补材料。
丙烯酸酯乳液在粘结强度、抗渗性、耐腐蚀性方面具有突出优点，是聚合物改性修补砂浆的理想改性材料。硫铝酸盐水泥是一种以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物组成的新型水泥，具有早强、高强、高抗渗、高抗冻、耐蚀、低碱和生产能耗低等优点。本发明利用丙烯酸酯乳液改性硫铝酸盐水泥制备快速修补砂浆，既能利用丙烯酸酯乳液改善修补砂浆的柔性、提高粘结强度，又能利用硫铝酸盐水泥的早强快硬性获得较高的早期强度，且能够保证后期强度发展稳定，大大缩短修补的施工工期，使修补后的混凝土结构能尽快投入使用，带来显著的经济效益，在修补领域具有很大的应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种早期强度高，后期强度发展稳定，与水泥基材料的粘结强度高，柔韧抗裂、施工方便的丙烯酸酯乳液改性水泥基快速修补砂浆。
本发明提出的丙烯酸酯乳液改性水泥基快速修补砂浆，由硫铝酸盐水泥、脱硫石膏、石英砂、丙烯酸酯乳液、减水剂、聚丙烯纤维、碳酸钠、消泡剂和水组成，各组分的重量比为：
组分 重量比
硫铝酸盐水泥 100
脱硫石膏 2-10
0.50mm-2.0mm石英砂 50-220
小于0.50mm石英砂 10-100
丙烯酸酯乳液 10-80
减水剂 0-0.5
聚丙烯纤维 0.5-5.0
甲酸钙 1-10
消泡剂 0-1.2
水 0-60。
各组份较佳的重量比为：
组分 重量比
硫铝酸盐水泥 100
脱硫石膏 3-8
0.50mm-2.0mm石英砂 60-200
小于0.50mm石英砂 20-100
丙烯酸酯乳液 10-70
减水剂 0.2-0.5
聚丙烯纤维 0.5-2.0
甲酸钙 2-10
消泡剂 0.3-1.2
水 20-50。
本发明中，所述硫铝酸盐水泥为快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥或自应力硫铝酸盐水泥中的一种。
本发明中，所述脱硫石膏为燃煤电场烟气脱硫石膏，主要成分为CaSO4.2H2O，细度为全部通过0.16mm方孔筛。
本发明中，所述丙烯酸酯乳液，其固含量为小于70%大于等于5%。
本发明中，所述减水剂为聚羧酸系减水剂，液体，固含量小于60%大于等于10%。
本发明中，所述聚丙烯纤维长度为3mm~19mm。
本发明提出的丙烯酸脂乳液改性水泥基快速修补砂浆的制备方法，具体步骤为：按前述各重量比例称取各组份，将硫铝酸盐水泥、脱硫石膏、石英砂、聚丙烯纤维、甲酸钙预先干拌，使聚丙烯纤维分布均匀，然后加入丙烯酸酯乳液、减水剂、消泡剂和水机械搅拌，混合均匀即可。
本发明中，硫铝酸盐水泥作为无机胶凝材料，具有早强、快硬、抗冻、膨胀和耐腐蚀等优点，加水拌合后发生水化反应，硬化后产生很高的早期强度，后期强度稳定增长，并且可保证修补砂浆与水泥基材料的良好相容性。脱硫石膏主要组分为CaSO4.2H2O，其溶解较慢，溶解后可与硫铝酸盐水泥水化产物发生反应生产一定量钙矾石，使硬化体产生一定的体积膨胀，有助于增强粘结和提高修补质量。石英砂作为集料可形成良好的骨架结构，良好的级配可以改善修补砂浆的孔结构，提高砂浆的密实性，利于强度的增长。丙烯酸酯乳液的高分子链具有柔顺性，乳液在水泥浆体硬化过程中逐渐干燥失水，形成良好完整的聚合物膜，能改善修补砂浆的柔性，提高修补砂浆的粘结强度。减水剂的分散作用破坏了水泥浆体的絮凝结构，促使水泥颗粒相互分散，提高了浆体的流动性。聚丙烯纤维均匀分布在水泥浆体内部，可有效阻止裂缝的产生，改善修补砂浆的韧性，提高修补砂浆抗裂性、抗冲击性、耐磨性和粘结强度。甲酸钙是一种低温早期促凝剂，可加快水泥的硬化速度，提高早期强度。消泡剂的作用在于大大降低了水泥浆体的含气量，提高了硬化水泥浆体的密实性，利于修补砂浆强度的提高。
本发明为一种丙烯酸酯乳液改性水泥基快速修补砂浆，具有早期强度高，后期强度发展稳定的特点，丙烯酸酯乳液的改性作用改善了该快速修补砂浆的柔韧性，显著提高了快速修补砂浆的抗折强度和粘结强度。
本发明具有较好的抗裂性、抗冲击性和耐磨性，且流动性优异，施工方便。
本发明适用于对抗折强度和凝结时间要求较高的快速修补工程，如市政、路面、机场、港口、桥梁、大坝、机场等领域的快速修补。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例1，一种丙烯酸酯乳液改性水泥基快速修补砂浆，按硫铝酸盐水泥100，脱硫石膏2，0.50mm-2.0mm石英砂50，小于0.50mm石英砂100，丙烯酸酯乳液10，减水剂0，聚丙烯纤维1.0，甲酸钙1，消泡剂0和水60的重量比配制并搅拌均匀而成。这种快速修补砂浆的流动度为260mm，1天抗折强度为4.5MPa，1天抗压强度为23.6 MPa ；7天抗折强度为9.5MPa，7天抗压强度为35.6 MPa ；7天拉伸粘结强度为0.76 MPa，7d膨胀率为0.02%。
实施例2，一种丙烯酸酯乳液改性水泥基快速修补砂浆，按硫铝酸盐水泥100，脱硫石膏10，0.50mm-2.0mm石英砂220，小于0.50mm石英砂10，丙烯酸酯乳液80，减水剂0.1，聚丙烯纤维2.0，甲酸钙3，消泡剂0.2和水0的重量比配制并搅拌均匀而成。这种修补砂浆的流动度为220mm，1天抗折强度为5.8MPa，1天抗压强度为27.5 MPa ；7天抗折强度为12.3MPa，7天抗压强度为41.6 MPa ；7天拉伸粘结强度为1.68MPa，7d膨胀率为0.04%。
实施例3，一种丙烯酸酯乳液改性水泥基快速修补砂浆，按硫铝酸盐水泥100，脱硫石膏5，0.50mm-2.0mm石英砂120，小于0.50mm石英砂80，丙烯酸酯乳液20，减水剂0.2，聚丙烯纤维0.5，甲酸钙10，消泡剂1.2和水40的重量比配制并搅拌均匀而成。这种修补砂浆的流动度为180mm，1天抗折强度为6.7MPa，1天抗压强度为32.8 MPa ；7天抗折强度为13.2MPa，7天抗压强度为45.6 MPa ；7天拉伸粘结强度为1.82MPa，7d膨胀率为0.03%。
实施例4，一种丙烯酸酯乳液改性水泥基快速修补砂浆，按硫铝酸盐水泥100，脱硫石膏5，0.50mm-2.0mm石英砂135，小于0.50mm石英砂90，丙烯酸酯乳液30，减水剂0.3，聚丙烯纤维5.0，甲酸钙8，消泡剂0.7和水25的重量比配制并搅拌均匀而成。这种修补砂浆的流动度为195mm，1天抗折强度为7.2MPa，1天抗压强度为34.6 MPa ；7天抗折强度为13.9MPa，7天抗压强度为47.5MPa ；7天拉伸粘结强度为2.15MPa，7d膨胀率为0.03%。
实施例5，一种丙烯酸酯乳液改性水泥基快速修补砂浆，按硫铝酸盐水泥100，脱硫石膏3， 0.50mm-2.0mm石英砂150，小于0.50mm石英砂100，丙烯酸酯乳液40，减水剂0.5，聚丙烯纤维3.0，甲酸钙6，消泡剂1.0和水15的重量比配制并搅拌均匀而成。这种修补砂浆的流动度为205mm，1天抗折强度为7.4MPa，1天抗压强度为35.8 MPa ；7天抗折强度为14.3MPa，7天抗压强度为48.6MPa ；7天拉伸粘结强度为2.30MPa，7d膨胀率为0.03%。
Claims (7)
1.一种丙烯酸酯乳液改性水泥基快速修补砂浆，其特征在于由硫铝酸盐水泥、脱硫石膏、石英砂、丙烯酸酯乳液、减水剂、聚丙烯纤维、甲酸钙、消泡剂和水组成，各组分的重量比为：
组分 重量比
硫铝酸盐水泥 100
脱硫石膏 2-10
0.50mm-2.0mm石英砂 50-220
小于0.50mm石英砂 10-100
丙烯酸酯乳液 10-80
减水剂 0-0.5
聚丙烯纤维 0.5-5.0
甲酸钙 1-10
消泡剂 0-1.2
水 0-60。
2.根据权利要求1所述的丙烯酸酯乳液改性水泥基快速修补砂浆，其特征在于各组份的重量比为：
组分 重量比
硫铝酸盐水泥 100
脱硫石膏 3-8
0.50mm-2.0mm石英砂 60-200
小于0.50mm石英砂 20-100
丙烯酸酯乳液 10-70
减水剂 0.2-0.5
聚丙烯纤维 0.5-2.0
甲酸钙 2-10
消泡剂 0.3-1.2
水 20-50。
3.根据权利要求1所述的丙烯酸酯乳液改性水泥基快速修补砂浆，其特征在于所述脱硫石膏为燃煤电场烟气脱硫石膏，主要成分为CaSO4.2H2O，细度为全部通过0.16mm方孔筛。
4.根据权利要求1所述的丙烯酸酯乳液改性水泥基快速修补砂浆，其特征在于所述硫铝酸盐水泥为快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥或自应力硫铝酸盐水泥中的一种。
5.根据权利要求1所述的丙烯酸酯乳液改性水泥基快速修补砂浆，其特征在于所述丙烯酸酯乳液，固含量为小于70%大于等于5%。
6.根据权利要求1所述的丙烯酸酯乳液改性水泥基快速修补砂浆，其特征在于所述减水剂为聚羧酸系减水剂，其固含量小于60%大于等于10%。
7.根据权利要求1所述的丙烯酸酯乳液改性水泥基快速修补砂浆，其特征在于所述聚丙烯纤维长度为3mm~19mm。
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