專利名稱：一種水泥混凝土構筑物修補材料的制作方法
專利說明一種水泥混凝土構筑物修補材料 本發明涉及一種建筑材料，尤其是涉及一種用于對市政公路、市政、橋梁、水利工程(水壩、閘門)的缺損進行粘結補強、修復的水泥混凝土構筑物修補材料的水泥混凝土修補材料。改革開放以來，我國經濟建設高速發展，公路、市政、橋梁、水利工程等公用設施的大量建設并投入使用。上述公用設施隨著使用年限的增加和滿荷使用或超負荷使用，使得對這些設施的完整性及安全性要求越來越高。其中，因設計、施工、使用等的局限造成了水泥混凝土構筑物的缺損，特別是結構性的缺損會嚴重影響到構筑物的安全，但采用普通混凝土材料進行修補無法達到恢復其構筑物整體性和快速修復投入使用的目的。因此，選擇合適的修補材料，以恢復混凝土構筑物的完整性，達到補強目的并滿足原設計要求至關重要。
目前，現有技術針對混凝土缺損，首先，就水泥混凝土路面而言，主要是采取整板挖除后采用普通水泥混凝土重新進行鋪筑，造成資源浪費大、社會影響差、環境污染大，養護時間長，特別是現在越來越提倡進行無障礙施工，這種方法將愈來愈不能滿足社會發展的需要。其次，一些小面積翻修采用普通水泥混凝土雖然具有良好的耐久性，但其粘結強度和早期強度低，需要較長的養護時間；同時在荷載的作用下，受普通水泥混凝土自身性能的影響，在修補界面容易因普通水泥混凝土的收縮造成應力集中而拉開、脫落，不能有效地與母體混凝土進行粘結，因此缺損補強效果并不理想。
超早強水泥砼修補，具有快凝早強作用，且要求保證絕對的養護時間，但其粘結強度低、耐磨耐久性差，容易產生脫落，表面磨損、露骨，不適用于小范圍的搶修補強。另外，許多優良的有機粘結劑因價格昂貴，同時在水泥混凝土的堿性(PH值＞12)環境中缺乏耐久性，經水與氫氧化鈣的作用，有機物被軟化，粘結強度下強，再在水汽與鹽析作用下，膠粘劑逐步脫離，最終完全剝離，因此一般很少用于水泥混凝土缺損修補。本發明所解決的技術問題是提供一種解決水泥混凝土構筑物缺損粘結強度低、易開裂脫落，整體性差及反復修補、克服現有技術缺陷的、具有流動度大、快凝早強、粘結強度高、耐久性好，施工快捷，價格低廉的水泥混凝土構筑物修補材料。本發明解決其技術問題采用的技術方案是一種水泥混凝土構筑物修補材料，它由混合料與水配制而成，混合料的重量份數為，硅酸鹽水泥 1500～2000高效減水劑 5～20激發劑 75～600黃砂1500～3500碎石3000～7000聚乙烯醇溶液1～2.5纖維材料50～400水的用量占混合料總份數的5～14％。本實用新型所要解決的技術問題還可進一步通過如下技術方案加以解決硅酸鹽水泥細度為通過45μm篩的數量超過95％；高效減水劑為脂肪族，其相對于水泥標準稠度需水量的減水率≥15％；激發劑為SH外摻劑；黃砂的細度模數為2.6～3.5，其它常規項目(含泥量、有機物含量等)應符合混凝土用細集料規范要求；碎石粒徑規格為5～15mm，其它常規項目(含泥量、針片狀顆粒含量、壓碎值等)應符合混凝土用粗集料規范要求；聚乙烯醇溶液的濃度12％～25％；纖維材料為鋼纖維或尼龍纖維鋼纖維要求為銑削型，其抗拉強度要求＞700Mpa，尼龍纖維為聚烯烴單絲，其抗拉強度≥275Mpa。本發明中的硅酸鹽水泥作為主體，在與水發生水化、水解反應時，水泥細度越細，其比表面積越大，水泥水化越充分，其濃度越高；并生成較強吸附性和滲透性的凝膠體，可以滲透到1×10-5以下的混凝土孔隙中，產生非常緊密的吸附粘結效應。脂肪族(高效減水劑)可以降低各組分材料分子間的表面能，使原材料在最低需水量的條件下得以均勻的配拌，并能與修補主體更好的結合，以提高材料的聚合度，使本發明具有較好的施工和易性(是指砼拌和物的施工操作難易程度和抵抗離析作用程度的性質，它包括稠度、粘聚性和保水性三方面)，硬化后結構致密，從而使水泥混凝土缺損補強體早期強度高和后期強度穩定。SH外摻劑(激發劑)中含有的CaO、Al2O3、CaSO4等成分水化后生成大量的鈣礬石并產生大量的水化熱能，在堿性環境中激發硅酸鹽水泥水化、水解反應的加速，從而達到調凝、早強的作用。黃砂、碎石在本發明中均為骨料，起到骨架作用并能抑制收縮。聚乙烯醇溶液在本發明的硬化過程中形成一個連續的網狀結構，填充了水泥硬化固結體中的孔隙，還可以有效防止本發明因高強度產生脆性的現象。鋼纖維或尼龍纖維可增強本發明的受力性能，使本發明即使處于拉應力區域也能有很好的承受荷載，提高材料的抗變形能力。本發明由于采用上述技術方案，具有較好的抗壓、抗折、粘結強度，耐久性好以及施工方便快捷、快凝早強的特點，特別對于公路，可大大縮短修復時間，快速恢復交通。
本發明的制備方法為硅酸鹽水泥經細磨處理后，得到適當的細度(通過45μm篩的數量超過95％)；黃砂、碎石分別過一遍5mm篩(黃砂剔除大于5mm的顆粒，碎石剔除小于5mm的顆粒和粉末)，得到較為均勻的顆粒后，再分別進行沖洗，烘干；按實施例中的比例將聚乙烯醇溶液與黃砂混合在一起，攪拌后晾干。按配比稱取各組份，分別置于混料機中，經攪拌制得均勻的(粉粒狀)混合料備用。實際施工使用時，將混合料置于攪拌機中，加入占混合料總重量5～14％的水，邊混合攪拌，邊澆筑施工。
下面通過試驗來說明本發明的性能一、抗壓、抗折、粘結強度試驗材料本發明、C40普通水泥混凝土。
試驗方法采用國家標準GB17671規定的方法進行試驗。試驗結果見下表表-1
由表-1可以看出本發明其抗壓、抗折、粘結強度均明顯優于C40普通水泥混凝土。
二、流動度測試試驗材料本發明、C40普通水泥混凝土(水灰比0.6，15s)。
試驗方法按照國家標準DGJ08-235規定方法采用跳桌進行測定。
試驗結果經測定，本發明與C40普通水泥混凝土15S的流動度分別為486mm和152mm，本發明明顯優于C40普通水泥混凝土。下面結合本發明的具體實施例對本發明作進一步詳細描述，但不限制本發明本發明所用各組份材料均采用市售產品，包括安徽寧國水泥廠的硅酸鹽水泥；上海申立建材廠生產的脂肪族(高效減水劑)；上海科象實業有限公司生產的SH外摻劑(激發劑)；上海哈瑞克斯金屬制品有限公司的鋼纖維。
實施例1稱取硅酸鹽水泥1500g，高效減水劑20g，SH外摻劑75g，黃砂3500g，碎石3000g，聚乙烯醇溶液2.5g(已與黃砂混合)，鋼纖維50g，置于混料機中，在57轉/分的速度下攪拌混合5分鐘，制得均勻的(粉粒狀)混合料備用；實際施工時，將混合料置于攪拌機中，加入407.375g水，邊混合攪拌，邊澆筑施工。本實施例中的水與混合料之比為5∶100。
實施例2稱取硅酸鹽水泥2000g，高效減水劑5g，SH外摻劑600g，黃砂1500g，碎石7000g，聚乙烯醇溶液1g(已與黃砂混合)，鋼纖維400g，置于混料機中，在57轉/分的速度下攪拌混合5分鐘，制得均勻的(粉粒狀)混合料備用；實際施工時，將混合料置于攪拌機中，加入1610.84g水，邊混合攪拌，邊澆筑施工。本實施例中的水與混合料之比為14∶100。
實施例3稱取硅酸鹽水泥1750g，高效減水劑12.5g，SH外摻劑337.5g，黃砂2500g，碎石5000g，聚乙烯醇溶液1.8g(已與黃砂混合)，鋼纖維225g，置于混料機中，在57轉/分的速度下攪拌混合5分鐘，制得均勻的(粉粒狀)混合料備用；實際施工時，將混合料置于攪拌機中，加入982.68g水，邊混合攪拌，邊澆筑施工。本實施例中的水與混合料之比為10∶100。
權利要求
1.一種水泥混凝土構筑物修補材料，其特征是它由混合料與水配制而成混合料的重量份數為，硅酸鹽水泥 1500～2000高效減水劑 5～20激發劑 75～600黃砂1500～3500碎石3000～7000聚乙烯醇溶液1～2.5纖維材料50～400水的用量占混合料總份數的5～14％。
2.根據權利要求1所述的一種水泥混凝土構筑物修補材料，其特征是硅酸鹽水泥細度為通過45μm篩的數量超過95％。
3.根據權利要求1所述的一種水泥混凝土構筑物修補材料，其特征是高效減水劑為脂肪族。
4.根據權利要求1所述的一種水泥混凝土構筑物修補材料，其特征是激發劑為SH外摻劑。
5.根據權利要求1所述的一種水泥混凝土構筑物修補材料，其特征是黃砂的模數為2.6～3.5。
6.根據權利要求1所述的一種水泥混凝土構筑物修補材料，其特征是碎石粒徑規格為5～15mm。
7.根據權利要求1所述的一種水泥混凝土構筑物修補材料，其特征是纖維材料為鋼纖維或尼龍纖維。
8.根據權利要求1所述的一種水泥混凝土構筑物修補材料，其特征是水為食用管道水。
全文摘要
本發明涉及一種建筑材料，尤其是涉及一種用于對市政公路、市政、橋梁、水利工程(水壩、閘門)的缺損進行粘結補強、修復的水泥混凝土構筑物修補材料的水泥混凝土修補材料。它由混合料與水配制而成，混合料的重量份數為，硅酸鹽水泥13～17、高效減水劑0.06～0.2、激發劑0.6～5.3、黃砂13～28、碎石26～50、聚乙烯醇溶液0.1～0.2、纖維材料0.4～3.3、水的用量占混合料總份數的5～14％。本發明由于采用上述技術方案，具有較好的抗壓、抗折、粘結強度，耐久性好以及施工方便快捷、快凝早強的特點，特別對于公路，可大大縮短修復時間，快速恢復交通。
文檔編號C04B24/00GK1962528SQ20051011012
公開日2007年5月16日 申請日期2005年11月8日 優先權日2005年11月8日
發明者芮志平, 冀德榮 申請人:芮志平