CN114751704A - 一种高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑材料砂浆制备技术领域，尤其涉及一种高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆。它是由以下重量份的原料制成：胶凝材料45‑55，级配石英砂38‑45份，聚合物胶粉3‑5份，减水剂0.2‑0.4份，触变剂0.05‑1份，缓凝剂0.05‑0.2份,促凝剂0.05‑0.2份,PP纤维0.1‑0.2份,抗冻融阻锈密实剂3‑5份。以普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥复配为主要胶凝材料的加固砂浆，其收缩值小，后期强度好，并采用聚合物胶粉和抗冻融阻锈密实剂对水泥基砂浆进行改性，提高了修补砂浆与原凝土基层的粘结强度和与高强钢丝的握裹力以及高强钢丝‑聚合物砂浆加固层的耐水、抗冻融、抗氯离子渗透等耐久性能。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料砂浆制备技术领域，尤其涉及一种高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆。
背景技术
钢筋混凝土是建筑工程中使用量最大、应用最广泛的建筑材料。但混凝土结构由于使用年限的增加、所处的使用环境或灾害的影响等一系列因素使其性能出现了退化并严重危及结构安全，或由于要改变原建筑物的用途，或原有建筑物已不能满足现行新标准规范要求，或有些新建的混凝土工程因设计、施工等原因没达到设计要求，都需要进行修复加固。我国建筑业已开始从第一发展时期迈向第二、第三发展时期，对20世纪90年代以前建造的房屋进行结构鉴定、改造与加固已初具规模，将逐渐进入维修与加固时代，因此，建筑加固改造行业有着巨大的发展前景。同时，对加固改造后建筑结构的承载能力和耐久性要求也越来越高。
钢筋混凝土结构加固方法丰富多样，现在常见的加固方法主要有扩大截面法、粘钢加固法、粘贴碳纤维加固法、钢绞线网-聚合物砂浆法等，但都各有优缺点。随着科技的发展，加固技术也逐渐发展，新型的加固方法也在不断的出现，其中高强钢丝布-聚合物砂浆加固技术经欧美多所大学及独立权威机构研究测试证明，其安全可靠、施工便利、性能优越，已逐步成为替代传统钢板加固、复合纤维加固、钢绞线网-聚合物砂浆加固的新型加固技术。
高强钢丝布-聚合物砂浆加固***是由高强钢丝布、加固专用聚合物砂浆和高分子界面胶组成，通过特殊制造的高抗拉强度、高模量钢丝编织而成的单向网布和加固专用聚合物砂浆喷抹复合的加固面层与旧混凝土构件黏合，共同受力，以达到对旧混凝土结构修复加固的目的。高强钢丝布-聚合物砂浆加固技术对配套的聚合物砂浆性能提出了更高要求，其不仅具有较好施工性、较高的抗压、抗折强度，还需与旧混凝土之间有更高的粘结强度和与高强钢丝有更强的握裹力以及高强钢丝聚合物砂浆加固层有更好的抗冻融、抗氯离子渗透性能，以提高加固混凝土构件整体耐久性能。然而，现有技术中以普通硅酸盐水泥为胶凝材料的加固用砂浆，其养护周期较长、收缩大、易开裂，容易造成新砂浆与旧混凝土界面粘结强度低；以特种水泥为主要胶凝材料的加固砂浆，早期强度发展较快，但容易出现后期强度倒缩问题，其来源少，成本均较高；现有技术中大多加固修复砂浆层中因无钢丝、钢筋，没有考虑抗冻融、阻锈性能，因为高强钢丝束在砂浆层中不同于在混凝土中，钢丝束的直径细，保护层厚度小，在特定环境因素如冻融环境、氯离子环境下，对高强钢丝的锈蚀较为严重，现有技术中2011101630688一种高性能结构加固砂浆组成物及其配制工艺、201410239189X一种码头混凝土结构专用加固砂浆，都可改善与提高加固砂浆自身耐久性能，但没有涉及砂浆与高强钢丝的性能指标。由于高强钢丝较细、表面光滑的特点，其与砂浆缺少化学结合力、机械咬合力和摩擦力，会在与砂浆共同受力过程中出现滑移现象，因此，上述加固砂浆均存在与高强钢丝握裹力差和综合耐久性能差的问题；所以亟待提出一种用于高强钢丝布加固混凝土构件的耐久性聚合物砂浆，且具有较高的性价比。
发明内容
本发明针对现有加固砂浆的上述缺陷，提出了一种高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明主要采用聚合物胶粉和抗冻融阻锈密实剂密实剂，能有效改善加固砂浆的毛细微孔结构，在二者的协同作用下提高了聚合物加固砂浆与混凝土界面的粘结强度和与高强钢丝的握裹力以及加固层和原混凝土结构的耐久性能。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆，其特征在于：它是由以下重量份的原料制成：胶凝材料45-55，级配石英砂38-45份，聚合物胶粉3-5份，减水剂0.2-0.4份，触变剂0.05-1份，缓凝剂0.05-0.2份,促凝剂0.05-0.2份,PP纤维0.1-0.2份,抗冻融阻锈密实剂3-5份。
所述胶凝材料为普通硅酸盐水泥和超高强硫铝酸盐水泥混合，按质量比为普通硅酸盐水泥：超高强硫铝酸盐水泥＝1：0.1-0.2；其中普通硅酸盐水泥采用等级强度为42.5、52.5级，超高强硫铝酸盐水泥等级强度为62.5-92.5级。
所述级配石英砂是指由粒径为10-20目、20-40目、40-70目、70-140目的石英砂混合而成，各质量比为2:3:3:2。
所述聚合物胶粉为氯乙烯-乙烯-月桂酸乙烯脂三元共聚物耐水胶粉，或丙烯酸耐水胶粉。
所述减水剂选自聚羧酸减水剂粉剂。
所述触变剂为20000-60000MPa·s黏度的羟丙基甲基纤维素和硅酸镁铝的混合物，其质量比为羟丙基甲基纤维素：硅酸镁铝＝1：2-4。
所述缓凝剂为柠檬酸或酒石酸，或两者混合物；所述促凝剂为碳酸锂或硫酸锂，或两者混合物；所述PP纤维长度为3-6mm，单细直径不大于50μm。
所述抗冻融阻锈密实剂为硅微粉或超细二氧化硅、YS链状硅酸盐纳米材料、阻锈剂和纳米引气剂，比例为0.4-0.5：0.3-0.4：0.1-0.2：0.0005-0.001。
现场使用时，将聚合物砂浆干粉与水按质量比1：0.12-0.14的比例，采用机械搅拌均匀成稠状浆料后，与高强钢丝布复合形成加固面层。
本发明的主要优点是：
本发明通过科学合理的配比，制备工艺简单，容易便于推广使用。以普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥复配为主要胶凝材料的加固砂浆，其收缩值小，后期强度好，并采用聚合物胶粉和抗冻融阻锈密实剂对水泥基砂浆进行改性，改性后的加固砂浆具有以下优点：
(1)提高了修补砂浆与原凝土基层的粘结强度；
(2)增加了修补砂浆与高强钢丝的握裹力；
(3)提高了高强钢丝-聚合物砂浆加固层的耐水、抗冻融、抗氯离子渗透等耐久性能，防止高强钢丝被锈蚀和砂浆层被侵蚀，进而提高加固的混凝土构件整体耐久性能。
附图说明
图1为本发明产品照片；
图2为本发明产品施工过程照片；
图3为本发明产品楼板加固照片；
图4为本发明实例1的SEM照片；
图5为本发明对比例1的SEM照片；
图6为本发明对比例2的SEM照片。
图7为本发明对比例3的SEM照片；
图8为本发明对比例4的SEM照片；
具体实施方式
本申请所涉及的原料均为市售，原料的型号及来源如表1所示。
表1原料的规格型号及来源
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例1
一种高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆，胶凝材料460kg(普通硅酸盐水泥400kg，超高强硫铝酸盐水泥60kg)，级配石英砂473.5kg(采用粒径为10目、25目、50目、80目的石英砂混合各质量比为2:3:3:2)，聚合物胶粉30kg，减水剂2.5kg，触变剂0.5kg，缓凝剂1kg，促凝剂1.5kg，PP纤维1kg，抗渗阻锈外加剂30kg。经预拌混合均匀配制成聚合物砂浆，使用时，砂浆：水＝1：0.125按比例混合，采用机械搅拌均匀成稠状浆料。
实施例2
一种高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆，胶凝材料540kg(普通硅酸盐水泥450kg，超高强硫铝酸盐水泥90kg)，级配石英砂393kg，聚合物胶粉30kg，减水剂3.0kg，触变剂0.5kg，缓凝剂1.5kg，促凝剂1kg，PP纤维1kg，抗冻融阻锈密实剂30kg。经预拌混合均匀配制成聚合物砂浆，使用时砂浆：水＝1：0.140按比例混合，采用机械搅拌均匀成稠状浆料。
实施例2与实施例1的区别在于，实施例2的水泥和相应的外加剂及石英砂掺量不同。
实施例3
一种高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆，按胶凝材料460kg(普通硅酸盐水泥400kg，超高强硫铝酸盐水泥60kg)，级配石英砂458.5kg，聚合物胶粉45kg，减水剂2.5kg，触变剂0.5kg，缓凝剂1kg，促凝剂1.5kg，PP纤维1kg，抗渗阻锈密实剂30kg。经预拌混合均匀配制成聚合物砂浆，使用时砂浆：水＝1：0.120按比例混合，采用机械搅拌均匀成稠状浆料。
实施例3与实施例1的区别在于，实施例3的聚合物胶粉掺量和石英砂用量不同。
实施例4
一种高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆，按胶凝材料460kg(普通硅酸盐水泥400kg，超高强硫铝酸盐水泥60kg)，级配石英砂458.5kg，聚合物胶粉30kg，减水剂2.5kg，触变剂0.5kg，缓凝剂1kg，促凝剂1.5kg，PP纤维1kg，抗冻融阻锈密实剂45kg。经预拌混合均匀配制成聚合物砂浆，使用时砂浆：水＝1：0.135按比例混合，采用机械搅拌均匀成稠状浆料。
实施例4与实施例1的区别在于，实施例4抗冻融阻锈密实剂掺量和石英砂用量不同。
对比例1：
一种高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆，按普通硅酸盐水泥460kg，级配石英砂536kg，减水剂2.5kg，触变剂0.5kg，PP纤维1kg。经预拌混合均匀配制成砂浆，使用时砂浆：水＝1：0.130按比例混合，采用机械搅拌均匀成稠状浆料。
对比例1与实施例1的区别在于，对比例1的胶凝材料为普通硅酸盐水泥，无缓凝剂、促凝剂、聚合物胶粉、抗冻融阻锈密实剂。
对比例2：
一种高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆，按胶凝材料460kg(普通硅酸盐水泥400kg，超高强硫铝酸盐水泥60kg)，级配石英砂533.5kg，减水剂2.5kg，触变剂0.5kg，缓凝剂1kg，促凝剂1.5kg，PP纤维1kg。经预拌混合均匀配制成砂浆，使用时砂浆：水＝1：0.135按比例混合，采用机械搅拌均匀成稠状浆料。
对比例2与实施例1的区别在于，对比例2无聚合物胶粉和抗冻融阻锈密实剂。
对比例3：
一种高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆，胶凝材料460kg(普通硅酸盐水泥400kg，超高强硫铝酸盐水泥60kg)，级配石英砂503.5kg，减水剂2.5kg，触变剂0.5kg，缓凝剂1kg，促凝剂1.5kg，PP纤维1kg，抗冻融阻锈密实剂30kg。经预拌混合均匀配制成砂浆，使用时砂浆：水＝1：0.135按比例混合，采用机械搅拌均匀成稠状浆料。
对比例3与实施例1的区别在于，对比例3无聚合物胶粉。
对比例4：
一种高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆，按胶凝材料460kg(普通硅酸盐水泥400kg，超高强硫铝酸盐水泥60kg)，级配石英砂503.5，聚合物胶粉30kg，减水剂2.5kg，触变剂0.5kg，缓凝剂1kg，促凝剂1.5，PP纤维1的重量比。经预拌混合均匀配制成聚合物砂浆，使用时砂浆：水＝1：0.13按比例混合，采用机械搅拌均匀成稠状浆料。
对比例4与实施例1的区别在于，对比例4无抗冻融阻锈密实剂。
性能检测
将上述实施例产品进行实验测定：
抗折、抗压强度试验：采用40mm×40mm×160mm试模制作试块，标准养护28d后，测试相应的力学性能；同时从内部取2.5～5.0mm的试块密封保存，用于电镜微观分析。
干缩率：参照JC/T 2381-2016《修补砂浆》，测试28d干缩率。
聚合物加固砂浆与混凝土正拉粘结强度试验：按GB 50728-2011《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》附录G的测定方法进行。
高强钢丝布与加固砂浆粘结握裹力试验：(1)试件制作：采用抗压强度等级为C40-C45的尺寸为200mm×100mm×60mm混凝土试件,打磨混凝土试件两表面并清理干净，涂抹界面胶，先再涂抹5±0.5mm厚的第一层聚合物砂浆,砂浆层与混凝土试件一端部距离为20±1mm，聚合物砂浆长度150±1mm,宽度60±1mm,铺设高强钢丝布(高强钢丝布长980±2mm,高强钢丝布宽60±1mm),确保高强钢丝布的边缘与第一层聚合物砂浆边缘平齐，再涂抹第二层聚合物砂浆(厚10±0.5mm)，待聚合物砂浆凝固后，按照再制备混凝土试样另一侧；(2)试件测试：完成制样通过悬挂端和夹持端进行固定，按照现行国家标准《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》GB 50728中规定的养护条件下养护28d，按现行国家标准《金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法》GB/T 228.1中的规定进行测试，加载速度推荐使用2mm/min，且不得大于2mm/min。试验用高强钢丝布为60mm宽,含9根高强钢丝束，一束钢丝由5根抗拉强度≥3000MPa，单根直径≥0.36mm的高强钢丝组成。测试结果有全部拉断、部分拉断、全部拔出三种形式，可定性地判定高强钢丝布与加固砂浆粘结握裹力大小。
耐水性能的技术指标为在自来水浸泡30d后，拭去浮水进行测试，其室温下钢标准块与基材的正拉粘接强度，试验方法按GB 50728附录G进行。
耐湿热老化能力的技术指标为在50℃、RH为98％环境中，老化90d后，其室温下钢丝绳与浆体粘结(钢套筒法)抗剪强度降低率；试验方法按GB50728附录J进行。
耐冻融性能的技术指标为在
冻融交变流环境中，经受50次循环(每次循环8小时)，其室温下钢丝绳与浆体粘结(钢套筒法)抗剪强度降低率；试验方法按GB50728附录R进行。
抗氯离子渗透性级别按ASTM C1202直流电量法评价。
实验结果如表2。
表2不同加固砂浆性能测试结果对比表
通过对比实施例1-4和对比例1-4的实验结果和SEM图微观分析，可以看出：
对比实施例1和实施例2，随着水泥用量的增强，其基本力学性能依旧逐渐增长，对耐久性能影响不大，但干收缩率也有所增加，故水泥量较大时后期开裂风险增大，在满足综合性能的前提下，水泥每吨砂浆中用量不宜过多。
对比实施例1和实施例3，随着聚合物胶粉掺量的增加，砂浆的抗折强度、抗压强度、与混凝土正拉粘结强度、与高强钢丝布握裹粘结力等基本力学性能和长期耐久性均呈降低趋势，主要原因是胶粉用量的增加使水泥水化产物形成紧密结构，但其含气量也逐渐提高，密实度下降，所以一定量的聚合物聚合物胶粉的加入，改善了砂浆的性能，但过多的胶粉也进一步降低了水化产物的紧密结构，因此，聚合物胶粉存在一个合适的掺量范围。
对比实施例1和实施例4，随着增强密实剂掺量的增加，基本力学性能和长期性能均有提高，这取决于增强密实剂良好的填充效应和很高的活性双重效果。
对比实施例1和对比例1，对比例1的胶凝材料为普通硅酸盐水泥，无聚合物胶粉和抗冻融阻锈密实剂，其收缩值较大，易开裂，各性能较差，对比例1的微观结构(见图5)也验证了有较多微裂纹的存在；
对比实施例1和对比例2，对比例2的胶凝材料为普通硅酸盐水泥和超高强硫铝酸盐复配的复合水泥，也无聚合物胶粉和抗冻融阻锈密实剂，除收缩率比对比例1小很多外，其基本性能和长期性能也较差，从对比例2的微观结构(见图6)可以看出，因超高强硫铝酸盐水泥的加入，硅酸三钙表面有钙矾石生成，但整体结构比较疏松，仍有少量结构缺陷。因此，从性能和成本上考虑，本发明确定采用复合水泥为胶凝材料的技术路线。
对比实施例1和对比例3，对比例3掺加了抗冻融阻锈密实剂，无聚合物胶粉，其基本力学性能除抗折抗压强度外均较差，长期耐久性能仅部分接近满足性能要求，从对比例3的微观结构(见图7)可以看出，该体系生成了更多的硅酸三钙，并有针柱状结晶体生成堵塞了毛细孔隙，证明了微纳米级的增强密实剂可改善微孔结构，提高水泥基体系密实度，所以抗冻融阻锈密实剂对长期耐久性有较大贡献。
对比实施例1和对比例4，对比例4掺加了聚合物胶粉，无抗冻融阻锈密实剂，对与混凝土正拉粘结强度提高幅度较大，但长期耐久性能较对比实施3差，从对比例4微观结构(见图8)可以看出，聚合物胶粉在水泥基内部形成交联效应，水化产物上覆有凝胶状产物，增加了化学胶结力，所以，对提高与混凝土正拉粘结强度和高强钢丝的黏结力有较大贡献；从实施例1微观结构(见图4)也可以看出在增强密实剂和适量聚合物胶粉二者的协同作用下，水化产物更加均匀、致密，周围均匀散布着凝胶状产物，明显改善了砂浆内部的孔结构，提高了砂浆的密实度，进一步增加了聚合物砂浆与旧混凝土基面、高强钢丝的有效接触面积和化学胶结力，从而提高了加固专用聚合物砂浆与旧混凝土界面的黏结强度和与高强钢丝的黏结力以及耐久性能。
综上，对比例1-4证明，采用复合水泥为胶凝材料，可调节水化形成钙矾石的数量，进一步填充孔隙，补偿收缩，减小开裂风险；无增强密实剂和聚合物胶粉的加固砂浆性能很差，单掺增强密实剂和聚合物胶粉性能略有提高，但部分指标仍不能满足要求；双掺增强密实剂和聚合物胶粉的实施例1-4性能均所有提高，掺加适量胶凝材料和聚合料胶粉的实施例1、4的基本力学性能和长期性能指标均能满足要求。
优选的，实施例1具有较高的性价比。
Claims (9)
1.一种高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆，其特征在于：它是由以下重量份的原料制成：胶凝材料45-55，级配石英砂38-45份，聚合物胶粉3-5份，减水剂0.2-0.4份，触变剂0.05-1份，缓凝剂0.05-0.2份,促凝剂0.05-0.2份,PP纤维0.1-0.2份,抗冻融阻锈密实剂3-5份。
2.根据权利要求1所述高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆，其特征在于：所述胶凝材料为普通硅酸盐水泥和超高强硫铝酸盐水泥混合，按质量比为普通硅酸盐水泥：超高强硫铝酸盐水泥＝1：0.1-0.2；其中普通硅酸盐水泥采用等级强度为42.5、52.5级，超高强硫铝酸盐水泥等级强度为62.5-92.5级。
3.根据权利要求1所述高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆，其特征在于：所述级配石英砂是指由粒径为10-20目、20-40目、40-70目、70-140目的石英砂混合而成，各质量比为2:3:3:2。
4.根据权利要求1所述高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆，其特征在于：所述聚合物胶粉为叔碳酸乙烯-醋酸乙烯-乙烯三元耐水胶粉，或丙烯酸耐水胶粉。
5.根据权利要求1所述高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆，其特征在于：所述减水剂选自聚羧酸减水剂粉剂。
6.根据权利要求1所述高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆，其特征在于：所述触变剂为20000-60000MPa·s黏度的羟丙基甲基纤维素和硅酸镁铝的混合物，其质量比为羟丙基甲基纤维素：硅酸镁铝＝1：2-4。
7.根据权利要求1所述高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆，其特征在于：所述缓凝剂为柠檬酸或酒石酸，或两者混合物；所述促凝剂为碳酸锂或硫酸锂，或两者混合物；所述PP纤维长度为3-6mm，单细直径不大于50μm。
8.根据权利要求1所述高强钢丝布加固混凝土构件用耐久性聚合物砂浆，其特征在于：所述抗冻融阻锈密实剂为硅微粉或超细二氧化硅、YS链状硅酸盐纳米材料、阻锈剂和纳米引气剂，比例为0.4-0.5：0.3-0.4：0.1-0.2：0.0005-0.001。
9.一种权利要求1所述耐久性聚合物砂浆在高强钢丝布加固混凝土构件上的应用，其特征在于：现场使用时，将聚合物砂浆干粉与水按质量比1：0.12-0.14的比例，采用机械搅拌均匀成稠状浆料后，与高强钢丝布复合形成加固面层。
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|---|---|
| CN (1) | CN114751704A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102180621A (zh) * | 2011-02-28 | 2011-09-14 | 山西省交通科学研究院 | 一种桥梁加固用聚合物改性干混粘结砂浆及其制备、施工方法 |
| CN102320793A (zh) * | 2011-08-23 | 2012-01-18 | 大连建科北方化学有限公司 | 一种快硬自密实抗裂高性能灌浆材料 |
| CN102320774A (zh) * | 2011-07-19 | 2012-01-18 | 孙建志 | 一种混凝土专用防腐阻锈抗渗防裂复合外加剂 |
| CN107140897A (zh) * | 2017-07-12 | 2017-09-08 | 合肥信亚达智能科技有限公司 | 一种装饰工程施工用水泥砂浆及其制备方法 |
| CN110668774A (zh) * | 2019-10-21 | 2020-01-10 | 湖南人健干粉砂浆有限公司 | 一种可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆及其使用方法 |
| CN110818361A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-02-21 | 北京建工新型建材有限责任公司 | 机喷厚层聚合物修补砂浆 |
| CN113004015A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-06-22 | 北京东方雨虹防腐技术有限公司 | 一种单组分高强抗渗薄层修补砂浆及制备方法和应用 |
-
2022
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102180621A (zh) * | 2011-02-28 | 2011-09-14 | 山西省交通科学研究院 | 一种桥梁加固用聚合物改性干混粘结砂浆及其制备、施工方法 |
| CN102320774A (zh) * | 2011-07-19 | 2012-01-18 | 孙建志 | 一种混凝土专用防腐阻锈抗渗防裂复合外加剂 |
| CN102320793A (zh) * | 2011-08-23 | 2012-01-18 | 大连建科北方化学有限公司 | 一种快硬自密实抗裂高性能灌浆材料 |
| CN107140897A (zh) * | 2017-07-12 | 2017-09-08 | 合肥信亚达智能科技有限公司 | 一种装饰工程施工用水泥砂浆及其制备方法 |
| CN110668774A (zh) * | 2019-10-21 | 2020-01-10 | 湖南人健干粉砂浆有限公司 | 一种可喷涂防水防腐抗冲蚀高强砂浆及其使用方法 |
| CN110818361A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-02-21 | 北京建工新型建材有限责任公司 | 机喷厚层聚合物修补砂浆 |
| CN113004015A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-06-22 | 北京东方雨虹防腐技术有限公司 | 一种单组分高强抗渗薄层修补砂浆及制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 陈益民等: "《高性能水泥基础研究：973项目研究进展》", 30 November 2004 * |
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