CN112266225A - 一种极速凝固超早强立面修补材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑材料制备技术领域，具体涉及一种极速凝固超早强立面修补材料的制备方法；其由以下重量份数的原料组成：24～30份高铝水泥、5～8份硅酸盐水泥、3～5份粉煤灰、2～4份二羟基甲酸铝、3～6份石膏、32～36份石英砂粗砂、23～30份石英砂中砂、6.2～7.5份石英砂细砂、4.8～5.6份助凝剂、0.15～0.2份减水剂、0.1～0.16份增黏剂、0.14～0.18份早强剂、0.18～0.25份减缩剂、0.08～0.12份消泡剂、0.2～0.4份PP纤维及0.23～0.28份抗流挂剂；本发明所制备的立面修补材料不仅凝固速率较快，而且其抗压强度及抗折强度也十分优良，表明本发明制备的立面修补材料具有更广阔的市场前景，更适宜推广。

Description

一种极速凝固超早强立面修补材料的制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料制备技术领域，具体涉及一种极速凝固超早强立面修补材料的制备方法。
背景技术
混凝土，或者水泥混凝土,是一种将细骨料和粗骨料用水泥粘结，经过一段时间硬化而形成的复合材料，过去最常见的是石灰基水泥，像是石灰膏，但是有时也采用水硬性水泥，如铝酸钙水泥或者硅酸盐水泥。非水泥基混凝土与其他混凝土不同，它将各种骨料直接粘结起来。
基于混凝土本身具有诸多优良的性能，故其广泛应用于土木工程领域。目前道路和桥梁等领域均需要使用大量的混凝土，用以修筑及修补飞机跑道、桥梁道路及环氧地坪。目前市场上有多种立面修补材料，其虽然能对道路，桥梁等领域起到一定的修补作用，但是其本身凝固速率相对较慢，且其抗压及抗折强度也均有待提高。表明本发明制备的立面修补材料具有更广阔的市场前景，更适宜推广。
因此，提供一种极速凝固超早强立面修补材料的制备方法，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
针对背景技术中所提出的技术问题，本发明提供了一种极速凝固超早强立面修补材料的制备方法，本发明所制备的立面修补材料不仅凝固速率较快，而且其抗压强度及抗折强度也十分优良。表明本发明制备的立面修补材料具有更广阔的市场前景，更适宜推广。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种极速凝固超早强立面修补材料，由以下重量份数的原料组成：24～30份高铝水泥、5～8份硅酸盐水泥、3～5份粉煤灰、2～4份二羟基甲酸铝、3～6份石膏、32～36份石英砂粗砂、23～30份石英砂中砂、6.2～7.5份石英砂细砂、4.8～5.6份助凝剂、0.15～0.2份减水剂、0.1～0.16份增黏剂、0.14～0.18份早强剂、0.18～0.25份减缩剂、0.08～0.12份消泡剂、0.2～0.4份PP纤维及0.23～0.28份抗流挂剂。
更进一步地，所述助凝剂的制备方法为：
按照质量比7～10：1准确称取适量的硫酸铝和聚丙烯酰胺，将之置于反应釜中，并向反应釜中分别加入质量为硫酸铝8～10倍的蒸馏水，混合搅拌均匀后向反应釜中加入质量为蒸馏水2.5～3.2％的十二烷基苯磺酸钠及质量为硫酸铝18～26％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，超声分散5～10min后，将反应釜内的温度调节至60～75℃，并在此温度下恒温反应10～15h，待反应结束后将其温度自然冷却至室温，对反应釜中的混合组分进行过滤及醇洗2～3次；最后，将所得的固体粉末置于恒温干燥箱内进行烘干处理，所得固体粉末即为助凝剂成品。
更进一步地，所述减水剂选用聚羧酸类减水剂或木质素磺酸盐类减水剂中的任意一种。
更进一步地，所述增黏剂选用纤维素醚类增黏剂或聚乙烯醇类增黏剂中的任意一种。
更进一步地，所述早强剂选用甲酸钙、乙酸钙中的任意一种。
更进一步地，所述减缩剂选用月桂氨基丙酸钠、月桂亚氨基二丙酸钠或月桂胺聚氧乙烯醚中的任意一种。
更进一步地，所述消泡剂选用聚醚型消泡剂或有机硅消泡剂中的一种。
更进一步地，所述抗流挂剂选用克雷威利CrayvallacSL、克雷威利CrayvallacSLX、德固赛气相二氧化硅R972中的任意一种。
一种极速凝固超早强立面修补材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按上述重量配比准确称取各物料，分别将上述各固体原料至于矿石粉碎机进行粉碎，饼将粉碎后所得的各固体粉末分别过孔径为0.2～0.5mm的筛网，过筛后将所得的各固体细粉分别保存，备用；
S2、将步骤S1中所得的各固体细粉及除助凝剂、减水剂、增黏剂、早强剂、减缩剂、消泡剂及抗流挂剂除外的各原料投入混料机中，并以80～120r/min的速率混合搅拌5～8min；然后将剩余原料加入混料机中，并以180～300r/min的速率均匀搅拌10～15min，最终混料釜中所得即为极速凝固超早强立面修补材料成品。
有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明中以高铝水泥、硅酸盐水泥、粉煤灰、助凝剂、二羟基甲酸铝、石膏等原料作为制备极速凝固超早强立面修补材料的原料；其中，通过使用丙烯酰胺、3-氨基丙基三乙氧基硅烷对硫酸铝进行化学改性，在十二烷基苯磺酸钠配合超声分散处理的配合作用下，硫酸铝与其他反应物能均匀分散至混合液相中，从而有效地增大了硫酸铝与硅烷偶联剂之间相接触的可能，在硅烷偶联剂的作用下硫酸铝与3-氨基丙基三乙氧基硅烷之间通过化学键相连接，从而实现了对硫酸铝的化学改性。改性后的硫酸铝与粉煤灰、二羟基甲酸铝、石膏、减水剂及早强剂之间相互协同，能显著改善本发明所制备的立面修补材料的凝固速率，同时也能有效地提高其抗压强度和抗折强度。
2、本发明制备的立面修补材料的早期强度特高，冬天在1h期龄，抗压15Mpa以上；后期强度不倒缩，28天抗压强度，可维持55Mpa左右。另外，其抗折强度优越，28天约8Mpa，体积也非常稳定，28天收缩率在0.06％以下。除此之外，其不含氯化物早强剂，故不需顾虑钢筋的腐蚀问题。现场使用方便，加定量之石英骨材及水即可。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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作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。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
一种极速凝固超早强立面修补材料，由以下重量份数的原料组成：24份高铝水泥、5份硅酸盐水泥、3份粉煤灰、2份二羟基甲酸铝、3份石膏、32份石英砂粗砂、23份石英砂中砂、6.2份石英砂细砂、4.8份助凝剂、0.15份减水剂、0.1份增黏剂、0.14份早强剂、0.18份减缩剂、0.08份消泡剂、0.2份PP纤维及0.23份抗流挂剂。
助凝剂的制备方法为：
按照质量比7：1准确称取适量的硫酸铝和聚丙烯酰胺，将之置于反应釜中，并向反应釜中分别加入质量为硫酸铝8倍的蒸馏水，混合搅拌均匀后向反应釜中加入质量为蒸馏水2.5％的十二烷基苯磺酸钠及质量为硫酸铝18％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，超声分散5min后，将反应釜内的温度调节至60℃，并在此温度下恒温反应10h，待反应结束后将其温度自然冷却至室温，对反应釜中的混合组分进行过滤及醇洗2次；最后，将所得的固体粉末置于恒温干燥箱内进行烘干处理，所得固体粉末即为助凝剂成品。
减水剂选用聚羧酸类减水剂。
增黏剂选用纤维素醚类增黏剂。
早强剂选用甲酸钙。
减缩剂选用月桂氨基丙酸钠。
消泡剂选用聚醚型消泡剂。
抗流挂剂选用克雷威利CrayvallacSL。
一种极速凝固超早强立面修补材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按上述重量配比准确称取各物料，分别将上述各固体原料至于矿石粉碎机进行粉碎，饼将粉碎后所得的各固体粉末分别过孔径为0.2mm的筛网，过筛后将所得的各固体细粉分别保存，备用；
S2、将步骤S1中所得的各固体细粉及除助凝剂、减水剂、增黏剂、早强剂、减缩剂、消泡剂及抗流挂剂除外的各原料投入混料机中，并以80r/min的速率混合搅拌5min；然后将剩余原料加入混料机中，并以180r/min的速率均匀搅拌10min，最终混料釜中所得即为极速凝固超早强立面修补材料成品。
实施例2
一种极速凝固超早强立面修补材料，由以下重量份数的原料组成：28份高铝水泥、6份硅酸盐水泥、4份粉煤灰、3份二羟基甲酸铝、5份石膏、34份石英砂粗砂、25份石英砂中砂、6.8份石英砂细砂、5.2份助凝剂、0.18份减水剂、0.13份增黏剂、0.16份早强剂、0.2份减缩剂、0.10份消泡剂、0.3份PP纤维及0.25份抗流挂剂。
助凝剂的制备方法为：
按照质量比8：1准确称取适量的硫酸铝和聚丙烯酰胺，将之置于反应釜中，并向反应釜中分别加入质量为硫酸铝9倍的蒸馏水，混合搅拌均匀后向反应釜中加入质量为蒸馏水3.0％的十二烷基苯磺酸钠及质量为硫酸铝22％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，超声分散8min后，将反应釜内的温度调节至70℃，并在此温度下恒温反应12h，待反应结束后将其温度自然冷却至室温，对反应釜中的混合组分进行过滤及醇洗2次；最后，将所得的固体粉末置于恒温干燥箱内进行烘干处理，所得固体粉末即为助凝剂成品。
减水剂选用木质素磺酸盐类减水剂。
增黏剂选用聚乙烯醇类增黏剂。
早强剂选用乙酸钙。
减缩剂选用月桂亚氨基二丙酸钠。
消泡剂选用有机硅消泡剂。
抗流挂剂选用克雷威利CrayvallacSLX。
一种极速凝固超早强立面修补材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按上述重量配比准确称取各物料，分别将上述各固体原料至于矿石粉碎机进行粉碎，饼将粉碎后所得的各固体粉末分别过孔径为0.3mm的筛网，过筛后将所得的各固体细粉分别保存，备用；
S2、将步骤S1中所得的各固体细粉及除助凝剂、减水剂、增黏剂、早强剂、减缩剂、消泡剂及抗流挂剂除外的各原料投入混料机中，并以100r/min的速率混合搅拌6min；然后将剩余原料加入混料机中，并以240r/min的速率均匀搅拌10min，最终混料釜中所得即为极速凝固超早强立面修补材料成品。
实施例3
一种极速凝固超早强立面修补材料，由以下重量份数的原料组成：30份高铝水泥、8份硅酸盐水泥、5份粉煤灰、4份二羟基甲酸铝、6份石膏、36份石英砂粗砂、30份石英砂中砂、7.5份石英砂细砂、5.6份助凝剂、0.2份减水剂、0.16份增黏剂、0.18份早强剂、0.25份减缩剂、0.12份消泡剂、0.4份PP纤维及0.28份抗流挂剂。
助凝剂的制备方法为：
按照质量比10：1准确称取适量的硫酸铝和聚丙烯酰胺，将之置于反应釜中，并向反应釜中分别加入质量为硫酸铝10倍的蒸馏水，混合搅拌均匀后向反应釜中加入质量为蒸馏水3.2％的十二烷基苯磺酸钠及质量为硫酸铝26％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，超声分散10min后，将反应釜内的温度调节至75℃，并在此温度下恒温反应15h，待反应结束后将其温度自然冷却至室温，对反应釜中的混合组分进行过滤及醇洗3次；最后，将所得的固体粉末置于恒温干燥箱内进行烘干处理，所得固体粉末即为助凝剂成品。
减水剂选用聚羧酸类减水剂。
增黏剂选用纤维素醚类增黏剂。
早强剂选用甲酸钙。
减缩剂选用月桂胺聚氧乙烯醚。
消泡剂选用聚醚型消泡剂。
抗流挂剂选用德固赛气相二氧化硅R972。
一种极速凝固超早强立面修补材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按上述重量配比准确称取各物料，分别将上述各固体原料至于矿石粉碎机进行粉碎，饼将粉碎后所得的各固体粉末分别过孔径为0.5mm的筛网，过筛后将所得的各固体细粉分别保存，备用；
S2、将步骤S1中所得的各固体细粉及除助凝剂、减水剂、增黏剂、早强剂、减缩剂、消泡剂及抗流挂剂除外的各原料投入混料机中，并以120r/min的速率混合搅拌8min；然后将剩余原料加入混料机中，并以300r/min的速率均匀搅拌15min，最终混料釜中所得即为极速凝固超早强立面修补材料成品。
性能测试
对比例：安徽省淮南市某混凝土生产厂家生产的有限公司生产的立面修补材料；
对比例：通过本发明中实施例1～3所制备出的立面修补材料；
实验过程：分别称取等量的对比例和实施例1～3制备的立面修补材料各一份，分别将之置于不同的混料桶内，再分别称取立面修补材料1.5～2.5倍量的优质级石英砂与桶内干粉相互拌匀。然后按水：料＝1：0.15～0.17的水料比称取相应的用水量拌匀即得用于修补里面的水泥材料，再将四组所得的水泥材料用于修补桥梁道路伸缩缝，并在不同时段对所制得的四组水泥材料的性能进行测定，所得数据记录于下表：
Figure BDA0002759147180000081
由上述表格中的相关数据可知，相比较于对比例提供的立面修补材料，本发明所制备的立面修补材料不仅凝固速率较快，而且其抗压强度及抗折强度也十分优良。表明本发明制备的立面修补材料具有更广阔的市场前景，更适宜推广。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种极速凝固超早强立面修补材料，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：24～30份高铝水泥、5～8份硅酸盐水泥、3～5份粉煤灰、2～4份二羟基甲酸铝、3～6份石膏、32～36份石英砂粗砂、23～30份石英砂中砂、6.2～7.5份石英砂细砂、4.8～5.6份助凝剂、0.15～0.2份减水剂、0.1～0.16份增黏剂、0.14～0.18份早强剂、0.18～0.25份减缩剂、0.08～0.12份消泡剂、0.2～0.4份PP纤维及0.23～0.28份抗流挂剂。
2.根据权利要求1所述的一种极速凝固超早强立面修补材料，其特征在于，所述助凝剂的制备方法为：
按照质量比7～10：1准确称取适量的硫酸铝和聚丙烯酰胺，将之置于反应釜中，并向反应釜中分别加入质量为硫酸铝8～10倍的蒸馏水，混合搅拌均匀后向反应釜中加入质量为蒸馏水2.5～3.2％的十二烷基苯磺酸钠及质量为硫酸铝18～26％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，超声分散5～10min后，将反应釜内的温度调节至60～75℃，并在此温度下恒温反应10～15h，待反应结束后将其温度自然冷却至室温，对反应釜中的混合组分进行过滤及醇洗2～3次；最后，将所得的固体粉末置于恒温干燥箱内进行烘干处理，所得固体粉末即为助凝剂成品。
3.根据权利要求1所述的一种极速凝固超早强立面修补材料的制作方法，其特征在于：所述减水剂选用聚羧酸类减水剂或木质素磺酸盐类减水剂中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种极速凝固超早强立面修补材料的制作方法，其特征在于：所述增黏剂选用纤维素醚类增黏剂或聚乙烯醇类增黏剂中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种极速凝固超早强立面修补材料的制作方法，其特征在于：所述早强剂选用甲酸钙、乙酸钙中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种极速凝固超早强立面修补材料的制作方法，其特征在于：所述减缩剂选用月桂氨基丙酸钠、月桂亚氨基二丙酸钠或月桂胺聚氧乙烯醚中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种极速凝固超早强立面修补材料的制作方法，其特征在于：所述消泡剂选用聚醚型消泡剂或有机硅消泡剂中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种极速凝固超早强立面修补材料的制作方法，其特征在于：所述抗流挂剂选用克雷威利CrayvallacSL、克雷威利CrayvallacSLX、德固赛气相二氧化硅R972中的任意一种。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的一种极速凝固超早强立面修补材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按上述重量配比准确称取各物料，分别将上述各固体原料至于矿石粉碎机进行粉碎，饼将粉碎后所得的各固体粉末分别过孔径为0.2～0.5mm的筛网，过筛后将所得的各固体细粉分别保存，备用；
S2、将步骤S1中所得的各固体细粉及除助凝剂、减水剂、增黏剂、早强剂、减缩剂、消泡剂及抗流挂剂除外的各原料投入混料机中，并以80～120r/min的速率混合搅拌5～8min；然后将剩余原料加入混料机中，并以180～300r/min的速率均匀搅拌10～15min，最终混料釜中所得即为极速凝固超早强立面修补材料成品。
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