CN110668774A - 一种可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆及其使用方法，属于建筑材料技术领域。本发明提供的可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆包括如下质量份的组分：硅酸盐水泥熟料300～380份，微硅粉22～45份，超细矿渣粉20～50份，活性钢渣450～600份，分散剂0.2～0.6份，消泡剂0.5～1.2份，稳定增稠剂1～2份，羟乙基纤维素醚0.01～0.05份，防水胶粉5～20份，憎水剂1～3份。本发明提供的可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆具有高的抗渗性能、高的抗压强度和粘结强度，同时还具有优异的耐碱性、抗硫酸盐侵蚀性、憎水性能，且收缩率低，体积稳定性好。

Description

一种可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆及其使用方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆及其使用方法。
背景技术
随着人们对建筑工程质量要求的提高，墙体立面防水、潮湿基面防水越来越引起建筑行业的重视。另一方面，由于渗漏直接影响到建筑物的寿命，因此，一些龄期较长的混凝土构筑物的渗漏问题也引起了广泛关注。传统的防水材料大都以柔性材料为主，如防水卷材和防水涂料，柔性防水材料通过铺贴或涂洒在构筑物基层表面，形成防水隔离层，适合平面施工及基层含水率低的部位，存在与基体的相容性差、耐老化性能差以及成本高等缺点；刚性防水砂浆存在抗渗能力差、干缩大、易开裂等问题。聚合物砂浆是工程上新近采用的一种建筑材料，由胶凝材料和可分散在水中的有机聚合物搅拌而成，聚合物砂浆中的聚合物渗透在孔隙和毛细管内成膜，对外部水分侵蚀起到了充分的阻碍作用。但聚合物砂浆的抗渗和抗压强度之间存在矛盾，聚合物含量高可以提高抗渗性，但会降低抗压强度；抗压强度高，抗渗性又下降。无机胶凝体系和聚合物之间也存在适应性问题，最密实胶凝体系在加入某些聚合物后抗渗性能反而会降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆及其使用方法，本发明提供的可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆同时具有优异的抗渗性能和抗压强度。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆，包括如下质量份的组分：
Figure BDA0002240209870000011
Figure BDA0002240209870000021
优选的，所述的可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆包括如下质量份的组分：
Figure BDA0002240209870000022
优选的，所述硅酸盐水泥熟料的比表面积为600～800m2/kg。
优选的，所述微硅粉的二氧化硅含量≥90wt.％，比表面积为20000～28000m2/kg。
优选的，所述超细矿渣粉的比表面积为500～650m2/kg。
优选的，所述活性钢渣的粒径为30～50目，所述活性钢渣为经硅溶胶改性的钢渣。
优选的，所述消泡剂为聚醚类消泡剂或有机硅类消泡剂。
优选的，所述稳定增稠剂为复合硅酸盐。
本发明还提供了上述技术方案所述的可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆的使用方法，包括如下步骤：
将可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆和水混合后，进行喷涂。
优选的，所述可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆与水的质量比为1:0.1～0.2。
本发明提供了一种可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆，包括如下质量组分：硅酸盐水泥熟料300～380份，微硅粉22～45份，超细矿渣粉20～50份，活性钢渣450～600份，分散剂0.2～0.6份，消泡剂0.5～1.2份，稳定增稠剂1～2份，羟乙基纤维素醚0.01～0.05份，防水胶粉5～20份，憎水剂1～3份。本发明以硅酸盐水泥熟料、微硅粉、超细矿渣粉和活性钢渣为复合胶凝体系，其中硅酸盐水泥熟料为主要的胶凝材料；超细矿渣粉不仅具有优异的早期活性和后期活性，而且颗粒粒径小，减小了复合胶凝体系的空隙率，起到微集料效应，又具有高活性，与活性钢渣复合作用，大大提高砂浆的抗压强度；微硅粉本身可增加砂浆早期强度和后期强度，增加其密实性，提高砂浆的抗渗性能，同时在微硅粉的作用下，水化产物C-S-H凝胶相和AFt相含量增加，而Ca(OH)2含量降低，具体而言，加入微硅粉后，由于其火山灰活性，起主要胶凝作用的C-S-H凝胶相含量增加，部分Ca(OH)2被反应而减少，将促进水泥熟料的水化反应进程以及活性钢渣的水化反应进程，增加后期强度；微硅粉作为激发剂可提高水化反应速率，加快活性钢渣的水化反应进程，从而生成较多的水化产物，进一步增强砂浆的密实性，活性钢渣与硅酸盐水泥熟料共同作用可大幅度提高复合胶凝体系强度和密实程度；活性钢渣中的活性矿物(如硅酸三钙、硅酸二钙)可发生水化反应，生成C-S-H凝胶相，可增加砂浆后期强度，进一步改善砂浆密实程度，提高砂浆的抗渗性能，上述各个组分共同作用，得到了具有优异抗渗性和抗压强度的高强砂浆。实验结果表明，本发明所提供的可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆24h能抵抗0.8MPa的压力水渗透，28d能抵抗1.8MPa以上的压力水渗透，24h抗压强度为45.6～47.2MPa，24h抗折强度为8.7～9.1MPa，7d粘结强度为1.4～1.5MPa，28d粘结强度为1.6～1.8MPa，同时还具有优异的耐碱性、抗冻性，且收缩率低，防水性能优异。
此外，本发明提供的可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆不仅具有高的抗渗等级、高的抗压强度、粘结强度和抗腐蚀性优异，同时还有施工方便的优势，喷涂即可，成本低廉，而且充分利用了冶金废渣(矿渣粉、微硅粉和钢渣)，具有良好的经济效益、社会效益和环保效益。本发明制备的可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆可以用作地下室、管涵、水池以及外墙立面防水材料。
具体实施方式
本发明提供了一种可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆，包括如下质量份的组分：
Figure BDA0002240209870000041
在本发明中，以质量份计，所述可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆包括硅酸盐水泥熟料300～380份，优选为340～360份，更优选为345～350份；所述硅酸盐水泥熟料的比表面积优选为600～800m2/kg，更优选为650～750m2/kg。本发明对所述硅酸盐水泥熟料的来源没有特殊限定，采用市售产品即可，当市售产品的比表面积不符合要求时，本发明优选将市售硅酸盐水泥熟料进行超细磨加工，得到所需比表面积的硅酸盐水泥熟料。在本发明中，所述硅酸盐水泥熟料作为胶凝材料，在砂浆中起早强胶结作用，同时其发生水化反应生成水化产物，与活性钢渣共同作用，提高砂浆的密实度。
在本发明中，以硅酸盐水泥熟料的质量份为基准，所述可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆包括微硅粉22～45份，优选为25～40份，更优选为30～35份；所述微硅粉的二氧化硅含量优选≥90wt.％，比表面积优选为20000～28000m2/kg，更优选为23000～26000m2/kg。在本发明中，所述微硅粉可增加砂浆密实度和后期强度，同时作为激发剂，具有较高的火山灰活性，可提高水化速率，加快活性钢渣的水化反应进程，从而生成较多的水化产物，进一步增强砂浆的密实性，其与硅酸盐水泥熟料共同作用可大幅度提高复合胶凝体系强度和密实程度。
在本发明中，以硅酸盐水泥熟料的质量份为基准，所述可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆包括超细矿渣粉20～50份，优选为25～45份，更优选为30～40份；所述超细矿渣粉的比表面积优选为500～650m2/kg，更优选为550m2/kg。在本发明中，所述超细矿渣粉可填充胶凝材料颗粒空隙，参与火山灰反应，生成水化产物，填充毛细孔，进一步密实硬化浆体。此外，掺有上述细度矿渣粉的胶凝材料在1～3天龄期强度较基准水泥低，但超细矿渣粉的应用，减小了水泥熟料的用量，降低了胶凝体系的碱度，减缓了胶凝体系早期的水化反应，因此延长了防水砂浆的可操作时间；后期强度较基准水泥有一定程度的提高。而且，所述矿渣粉是高炉冶炼生铁的工业废渣，其利用减少了自然资源的消耗，有利于资源的循环利用。
在本发明中，以硅酸盐水泥熟料的质量份为基准，所述可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆包括活性钢渣450～600份，优选为450～550份，更优选为500～550份；所述活性钢渣的粒径优选为30～50目；所述活性钢渣优选为经硅溶胶改性的钢渣；所述活性钢渣的制备方法优选包括如下步骤：将钢渣和硅溶胶混合后，依次进行粉碎和过筛，得到活性钢渣；所述钢渣和硅溶胶的质量比优选为100:0.15～0.25，更优选为100:0.2，所述钢渣的粒径为10～80目。在本发明中，所述活性钢渣为具有潜在水硬活性的骨料，其中的活性矿物(如硅酸三钙、硅酸二钙)可部分发生水化反应，生成少量水化产物，进一步增加砂浆的密实性，并且水泥熟料生成的水化产物与活性钢渣生成的水化产物共同作用可以提高复合胶凝体系强度。此外，钢渣是工业废渣，使用钢渣可节约大量的自然资源，同时具有价格低和节能环保的优势。
在本发明中，以硅酸盐水泥熟料的质量份为基准，所述可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆包括分散剂0.2～0.6份，优选为0.3～0.5份，更优选为0.4～0.5份；所述分散剂优选为聚羧酸高效减水剂。在本发明中，所述分散剂可减少用水量，提高体系的强度，减少水泥用量，聚羧酸高效减水剂同时起到了分散、均化和减水的作用。
在本发明中，以硅酸盐水泥熟料的质量份为基准，所述可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆包括消泡剂0.5～1.2份，优选为0.6～1份，更优选为0.7～0.9份；所述消泡剂优选为聚醚类消泡剂或有机硅类消泡剂。在本发明中，消泡剂可以减少体系中的气泡，增加体系的密实性。
在本发明中，以硅酸盐水泥熟料的质量份为基准，所述可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆包括稳定增稠剂1～2份，优选为1.5～2份；所述稳定增稠剂优选为复合硅酸盐，更优选为硅酸镁铝。在本发明中，所述复合硅酸盐具有良好的流变性和触变性，在体系中起稳定剂和增稠剂的作用，复合硅酸盐的加入使砂浆的喷射性能大幅提高，减少砂浆喷射过程中的回弹，节约材料，提高工效。
在本发明中，以硅酸盐水泥熟料的质量份为基准，所述可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆包括羟乙基纤维素醚0.01～0.05份，优选为0.02～0.04份，更优选为0.03～0.04份；以其质量浓度为2％的水溶液在20℃的粘度计，所述羟乙基纤维素醚的粘度为30000～60000mpa.s。在本发明中，所述羟乙基纤维素醚的作用是改善砂浆的工作性能，提高其粘结性能。
在本发明中，以硅酸盐水泥熟料的质量份为基准，所述可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆包括防水胶粉5～20份，优选为8～15份，更优选为10～15份；所述防水胶粉优选为苯丙共聚乳胶粉，更优选为德国瓦克苯丙胶粉4015N或德国瓦克苯丙胶粉4023N。在本发明中，所述防水胶粉在砂浆中填充胶凝体系的孔隙并渗透到毛细孔内，在孔隙和毛细孔内成膜，使胶凝材料和防水胶粉成为有机整体，改善砂浆与基体的粘结性能，提高粘结强度，同时还提高了砂浆的韧性，增加了砂浆的折压比，所得复合胶凝浆体具有良好的施工性和耐久性。
在本发明中，以硅酸盐水泥熟料的质量份为基准，所述可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆包括憎水剂1～3份，优选为1.5～2.5份，更优选为1.5～2份；所述憎水剂优选为有机硅憎水粉，更优选为德固赛P750有机硅憎水粉。在本发明中，所述憎水剂能够提高砂浆的憎水效果，进一步提高砂浆的防水性能。
本发明对所述可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆的制备方法没有特殊限定，能够得到混合均匀的产品即可，在本发明实施例中，优选采用机械搅拌的方式，将原料混合均匀，得到可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆；所述机械搅拌优选在卧式搅拌机中进行，所述搅拌的转速优选为80～120r/min，时间优选为3～5min。
本发明还提供了上述技术方案所述的可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆的使用方法，包括如下步骤：
将可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆和水混合，进行喷涂。
在本发明中，所述可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆与水的质量比优选为1:0.1～0.2，更优选为1:0.125～0.145。
在本发明中，所述可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆和水混合的方式优选为搅拌，本发明对所述搅拌的转速和时间没有特殊限定，能够得到混合均匀的物料即可。
下面结合实施例对本发明提供的一种可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆及其使用方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
按照如下质量份称取固体原料：
Figure BDA0002240209870000071
Figure BDA0002240209870000081
将上述固体组分投入搅拌机，经高速搅拌均匀，将水和固体组分按照质量比0.13:1的比例混合搅拌5min，得到可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆。
实施例2
按照如下质量份称取固体原料：
Figure BDA0002240209870000082
将上述固体组分投入搅拌机，经高速搅拌均匀，将水和固体组分按照质量比0.136:1的比例混合搅拌5min，得到可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆。
实施例3
按照如下质量份称取固体原料：
Figure BDA0002240209870000083
Figure BDA0002240209870000093
将上述固体组分投入卧式搅拌机，经高速搅拌均匀，将水和固体组分按照质量比0.129:1的比例混合搅拌5min，得到可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆。
实施例4
按照如下质量份称取固体原料：
Figure BDA0002240209870000091
将上述固体组分投入搅拌机，经高速搅拌均匀，将水和固体组分按照质量比0.131:1的比例混合搅拌5min，得到可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆。
将实施例中的可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆进行性能测试，测试方法为JGJ-T70-2009建筑砂浆基本性能试验方法、GBT50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》和GBT50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》公开的方法，具体测试结果如表1所示：
表1实施例1～4所得可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆的性能测试结果
Figure BDA0002240209870000092
Figure BDA0002240209870000101
其中，设计指标是参考JGT289-2010《混凝土结构加固用聚合物砂浆》、CECS242-2016《水泥复合砂浆钢筋加固混凝土结构技术规程》和美国排污管涵修复加固标准，根据排污管道加固特点提出的设计指标。
从表中的测试数据可看出，本发明制备的可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆具有良好的抗渗性、耐腐蚀性和抗冻性，且抗压强度和粘结强度非常高，收缩率小。
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。

Claims (10)

1.一种可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆，其特征在于，包括如下质量份的组分：
Figure FDA0002240209860000011
2.根据权利要求1所述的可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆，其特征在于，包括如下质量份的组分：
Figure FDA0002240209860000012
3.根据权利要求1或2所述的可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆，其特征在于，所述硅酸盐水泥熟料的比表面积为600～800m2/kg。
4.根据权利要求1或2所述的可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆，其特征在于，所述微硅粉的二氧化硅含量≥90wt.％，比表面积为20000～28000m2/kg。
5.根据权利要求1或2所述的可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆，其特征在于，所述超细矿渣粉的比表面积为500～650m2/kg。
6.根据权利要求1或2所述的可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆，其特征在于，所述活性钢渣的粒径为30～50目，所述活性钢渣为经硅溶胶改性的钢渣。
7.根据权利要求1或2所述的可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆，其特征在于，所述消泡剂为聚醚类消泡剂或有机硅类消泡剂。
8.根据权利要求1或2所述的可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆，其特征在于，所述稳定增稠剂为复合硅酸盐。
9.权利要求1～8任一项所述的可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
将可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆和水混合后，进行喷涂。
10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于，所述可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆与水的质量比为1:0.1～0.2。
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