CN111003973A - 一种多功能型无机聚合物修补砂浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及了建筑工程领域，具体的是一种多功能型无机聚合物修补砂浆及其制备方法。该多功能型无机聚合物修补砂浆按重量份比包含以下组分：固态硅酸钠28～35份，矿粉70～80份，活性混合材10～15份，玻璃微珠8～12份，减水剂1～1.2份，纤维材料0.1～0.3份，复合缓凝剂2～5.5份，细集料砂200～300份，固态硅酸钠中Na2O的当量为6％，固态硅酸钠为2.0模数的速溶型粉末。本发明涉及多功能型无机聚合物修补砂浆的各组分基元均为固态，通过采用固态硅酸钠作为激化剂，克服了现有技术中液体激发剂和固体物混合作用制备修补砂浆体系用作修补材料时难以在现场快速、简便施工的缺陷；另外，通过添加固态硅酸钠，还能提高多功能型无机聚合物修补砂浆的耐腐蚀能力。

Description

一种多功能型无机聚合物修补砂浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及了建筑工程领域，具体的是一种多功能型无机聚合物修补砂浆及其制备方法。
背景技术
按照修补材料的研究进程来说，国外的修补材料的研发和使用比中国提早二三十年。美国于20世纪九十年代研发了一种THORO聚合物材料产品，采用水泥集料与树脂混合而成，运用于路面修补并达到了快速开放交通的目的。此外，英国、意大利等欧洲国家也相继研发了此种水泥运用于实际工程。
上世纪七十年代初，美国开始研制钢纤维混凝土(SPRC)，由于纤维的掺加，混凝土的抗折强度延伸，但是由于钢纤维混凝土的工作性不好，只能运用于基础的薄层修补。而此后，日本也使用纤维增强混凝土进行基础路面修补，很大程度上提高了混凝土承载力。而在国内，南京大学的李晓采用引气、增塑剂等生产的MMA基混凝土修补材料，浆体硬化后材料各期强度较高，满足了一般的工程修补要求。山东建材学院SCQ研究制备了一种5CQ-251型水泥混凝土路面裂缝修补材料，浆体具有较高的粘结强度，适合于基体的修补抢修。而杨学忠等人研究使用MG聚合物乳液制备R-24型混凝土，并进行了改性试验，改性之后浆体3天抗折强度达到了5MPa左右，而将此修补材料用于混凝土路面的修补和抢修工程，3天即可以开放交通。
上面提到的修补材料在路面修补或者其他领域均取得了一定的使用效果，实际改善了路面快速修补，管道抢修，以及裂缝修补，以及在短时间开放交通或者投入使用的目的，但是由于原材料的特殊性，市售太少或者价格高昂，以及其他缺陷等，难以大量推广或者投入实际运用。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种多功能型无机聚合物修补砂浆，其施工操作简便且节能环保，并具有无收缩、高耐腐蚀性、超早强等优点。
本申请实施例公开了：一种多功能型无机聚合物修补砂浆，按重量份比包含以下组分：固态硅酸钠28～35份，矿粉70～80份，活性混合材10～15份，玻璃微珠8～12份，减水剂1～1.2份，纤维材料0.1～0.3份，复合缓凝剂2～5.5份，细集料砂250～300份，所述固态硅酸钠中Na2O的当量为6％，所述固态硅酸钠为2.0模数的速溶型粉末。
进一步地，所述减水剂为碱性木质素磺酸钠或者木质素磺酸钙。
进一步地，所述活性混合材为燃煤电厂排放的粉煤灰或采煤过程中排放的煤矸石或偏高岭土。
进一步地，所述纤维材料聚乙烯纤维、聚丙烯纤维或玻璃纤维。
进一步地，所述聚乙烯纤维的直径小于10mm。
进一步地，所述细集料砂为100-200目连续级配的天然河砂或70-140目的石英砂。
进一步地，所述矿粉为冶金工业排放的矿渣磨细粉。
进一步地，所述复合缓凝剂为2.5～5.225份，所述细集料砂的份数为200-285份。
为实现上述目的，根据本发明另一方面，提供了多功能型无机聚合物修补砂浆的制备方法，将固态硅酸钠、矿粉、活性混合材、玻璃微珠、减水剂、纤维材料、复合缓凝剂和细集料砂按照配比计量后，在干混设备内混合5～8分钟后，即得多功能型无机聚合物修补砂浆。
本发明的有益效果如下：本发明涉及多功能型无机聚合物修补砂浆的各组分基元均为固态，通过采用固态硅酸钠作为激发剂，克服了现有技术中液体激发剂和固体物混合作用制备修补砂浆体系用作修补材料时难以在现场快速、简便施工的缺陷，快速实现对建筑工程裂缝修补或污水管道修补；另外，通过添加28～35份固态硅酸钠，还能提高多功能型无机聚合物修补砂浆的耐腐蚀能力。
除此之外，通过添加0.1～0.3份纤维材料，能够提高多功能型无机聚合物修补砂浆的力学性能，提高多功能型无机聚合物修补砂浆修补后的结构强度，通过将复合缓凝剂设置为2～5.5份，经过多次试验结果和实际使用得出可以加强多功能型无机聚合物修补砂浆修补后的结构强度和材料间的粘合效果。
最后，本发明涉及的多功能型无机聚合物修补砂浆，主要材料是矿粉和活性混合材(粉煤灰、煤矸石或偏高岭土)，能够实现对废弃矿物的利用，提高资源的利用率，并且本发明涉及的多功能型无机聚合物修补砂浆，不包含水泥，避免了使用水泥造成的污染，环保效果好。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，作详细说明如下。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
其中，固态硅酸钠为市售、模数2.0～3.0之间的固体粉末；
实施例1：一种多功能型无机聚合物修补砂浆，按重量份比包含以下组分：固态硅酸钠29.7份，矿粉70份，活性混合材10份，玻璃微珠8份，减水剂1份，纤维材料0.1份，复合缓凝剂2份，细集料砂200份，所述固态硅酸钠中Na2O的当量为6％，所述固态硅酸钠为2.0模数的速溶型粉末。
该比例中，减水剂为碱性木质素磺酸钠，矿粉采用冶金工业排放的矿渣磨细粉，活性混合材采用采煤过程中排放的煤矸石，纤维材料采用聚乙烯纤维，聚乙烯纤维的直径为3mm，细集料砂采用120目连续级配的天然河砂。
该对比例中多功能型无机聚合物修补砂浆的制备方法，具体包括：将固态硅酸钠、矿粉、活性混合材、玻璃微珠、减水剂、纤维材料、复合缓凝剂和细集料砂按照配比计量后，在干混设备内混合5～8分钟后，即得多功能型无机聚合物修补砂浆。
通过上述制备方法制备出的多功能型无机聚合物修补砂浆，6h抗压强度接近19MPa、1d抗压强度超过40MPa，满足快凝型修补砂浆功能性指标中6h抗压强度≧15MPa和24h抗压强度≧20MPa的要求。7d标养粘结强度为1.1MPa，7d浸水粘结强度为0.92MPa，该修补砂浆28d干缩率为0.6％。按普通硅酸盐水泥砂浆体系强度达到投入使用要求的20MPa大约需要一天来算，该多功能型无机聚合物修补砂浆6-8h即可投入使用，时间缩短接近17h。海水、污水中浸泡28d后修补砂浆试件外观完好，质量损失率不超过3％，强度损失率小于5％。
实施例2：一种多功能型无机聚合物修补砂浆，按重量份比包含以下组分：固态硅酸钠32份，矿粉70份，活性混合材6份，玻璃微珠8份，减水剂1份，纤维材料0.1份，复合缓凝剂5.225份，细集料砂285份，所述固态硅酸钠中Na2O的当量为6％，所述固态硅酸钠为2.0模数的速溶型粉末。
该比例中，减水剂为木质素磺酸钙，矿粉采用冶金工业排放的矿渣磨细粉，活性混合材采用采煤过程中排放的偏高岭土，纤维材料采用聚乙烯纤维，聚乙烯纤维的直径为2mm，细集料砂采用100目连续级配的石英砂。
该对比例中多功能型无机聚合物修补砂浆的制备方法，具体包括：将固态硅酸钠、矿粉、活性混合材、玻璃微珠、减水剂、纤维材料、复合缓凝剂和石英砂按照配比计量后，在干混设备内混合5～8分钟后，即得多功能型无机聚合物修补砂浆。
通过上述制备方法制备出的多功能型无机聚合物修补砂浆，6h抗压强度接近18MPa、1d抗压强度超过38MPa，满足快凝型修补砂浆功能性指标中6h抗压强度≧15MPa和24h抗压强度≧20MPa的要求。7d标养粘结强度为1.2MPa，7d浸水粘结强度为0.9MPa，该修补砂浆28d干缩率为0.05％。按普通硅酸盐水泥砂浆体系强度达到投入使用要求的20MPa大约需要一天来算，该多功能型无机聚合物修补砂浆6-8h即可投入使用，时间缩短接近16h。海水、污水中浸泡28d后修补砂浆试件外观完好，质量损失率不超过3％，强度损失率小于5％。
本发明涉及多功能型无机聚合物修补砂浆的各组分基元均为固态，通过采用固态硅酸钠作为激化剂，克服了现有技术中液体激发剂和固体物混合作用制备修补砂浆体系用作修补材料时难以在现场快速、简便施工的缺陷，快速实现对建筑工程裂缝修补或污水管道修补；另外，通过添加28～35份固态硅酸钠，还能提高多功能型无机聚合物修补砂浆的耐腐蚀能力和材料间的粘合效果。
除此之外，通过添加0.1～0.3份纤维材料，能够提高多功能型无机聚合物修补砂浆的力学性能，提高多功能型无机聚合物修补砂浆修补后的结构强度，通过将复合缓凝剂设置为2～5.5份，可以进一步加强多功能型无机聚合物修补砂浆修补后的结构强度。
最后，本发明涉及的多功能型无机聚合物修补砂浆，主要材料是矿粉和活性混合材(粉煤灰、煤矸石或偏高岭土)，能够实现对废弃矿物的利用，提高资源的利用率，并且本发明涉及的多功能型无机聚合物修补砂浆，不包含水泥，避免了使用水泥造成的污染，环保效果好。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种多功能型无机聚合物修补砂浆，其特征在于，按重量份比包含以下组分：固态硅酸钠28～35份，矿粉70～80份，活性混合材10～15份，玻璃微珠8～12份，减水剂1～1.2份，纤维材料0.1～0.3份，复合缓凝剂2～5.5份，细集料砂200～300份，所述固态硅酸钠中Na2O的当量为6％，所述固态硅酸钠为2.0模数的速溶型粉末。
2.根据权利要求1所述的多功能型无机聚合物修补砂浆，其特征在于，所述减水剂为碱性木质素磺酸钠或碱性木质素磺酸钙。
3.根据权利要求1所述的多功能型无机聚合物修补砂浆，其特征在于，所述活性混合材为燃煤电厂排放的粉煤灰或采煤过程中排放的煤矸石或偏高岭土。
4.根据权利要求1所述的多功能型无机聚合物修补砂浆，其特征在于，所述纤维材料聚乙烯纤维、聚丙烯纤维或玻璃纤维。
5.根据权利要求1所述的多功能型无机聚合物修补砂浆，其特征在于，所述聚乙烯纤维的直径小于10mm。
6.根据权利要求1所述的多功能型无机聚合物修补砂浆，其特征在于，所述细集料砂为100-200目连续级配的天然河砂或70-140目的石英砂。
7.根据权利要求1所述的多功能型无机聚合物修补砂浆，其特征在于，所述矿粉为冶金工业排放的矿渣磨细粉。
8.根据权利要求1所述的多功能型无机聚合物修补砂浆，其特征在于，所述复合缓凝剂为2.5～5.225份，所述细集料砂的份数为200-285份。
9.一种基于权利要求1所述的多功能型无机聚合物修补砂浆的制备方法，其特征在于：将固态硅酸钠、矿粉、活性混合材、玻璃微珠、减水剂、纤维材料、复合缓凝剂和细集料砂按照配比计量后，在干混设备内混合5～8分钟后，即得多功能型无机聚合物修补砂浆。
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