本發明涉及一種水下酸性環境用砌筑砂漿。
背景技術：
水泥砂漿或混凝土在有水狀態或高擾動下，漿體遇水后會容易離析（水泥易流失，砂石料易分離），同時一些組份會在酸性條件下參與反應，從而影響硬化及混凝土或砂漿的性能。以往水下混凝土建筑物興建或損毀的修復一般采用筑圍堰、抽干水，再澆灌混凝土或砌筑墻體、抹灰砂漿來完成。這類工程存在費時、費工和費錢的缺點。第二種方法是利用溜槽、導管、泵、開底容器等把普通混凝土或砂漿輸送到水下澆筑或修補位置來完成的。但第二種辦法所采用的普通水下混凝土或砂漿遇水易離析，從而影響硬化及混凝土或砂漿的性能，不如抽干水進行澆灌或修補的方法質量高。
為克服常規筑圍堰抽水再施工以及材料性能不好的這兩種水下澆筑或修補方法的不足，已經開發出水下不分散混凝土(non-dispersible un-derwater concrete，縮寫為NDC)，用它來進行水下混凝土建筑物的澆筑或修補可以不筑圍堰，不抽干水，直接在水中進行，而且質量比較可靠。水下不分散混凝土是在普通水下混凝土中加入一些外加組份，從而使混凝土獲得在水下硬化前具有一定程度的抗分散性。而在有一定流速的水下混凝土薄層修復或砌筑抹灰中，則需要用水下不分散快硬砂漿(簡稱NDM)。水下不分散快硬砂漿由水泥砂漿摻入專用外加劑而成。
現有公開技術雖列舉了一些水下砌筑砂漿專用外加劑的技術路線、配比及相關說明，但在實際使用中效果一般，而且沒有明確的施工工藝和產品及施工技術說明，導致了實際使用效果及意義不大。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種水下酸性環境用砌筑砂漿，以解決現有水泥砂漿在酸性條件下參與反應，影響硬化及混凝土或砂漿的性能問題。
本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種水下酸性環境用砌筑砂漿，由以下重量配比的組分構成：普通水泥180～220重量份；特種水泥30～50重量份；天然中砂695～705重量份；樹脂膠粉20～30重量份；專用外加劑30～40重量份；所述專用外加劑由增稠劑2～5重量份；超塑化劑0.5～1重量份；觸變劑5～8重量份；調凝劑12～15重量份；早強劑5～8重量份混合而成。
優選地，所述特種水泥由以下重量配比的組分構成：乙酸鈉3～6重量份；粉煤灰5.5～8.5重量份；木質素磺酸鈉0.8重量份；強度42.5的硅酸鹽水泥55～68重量份。
優選地，所述增稠劑選自纖維素、纖維素醚、合成樹脂和合成樹脂衍生物中的一種或幾種。更優選地，所述纖維素醚為羥丙基甲基纖維素醚或者羥乙基甲基纖維素醚。
優選地，所述超塑化劑選自磺化樹脂和磺酸鹽中的一種或兩種。
優選地，所述觸變劑選自改性膨潤土、蒙脫石和硅酸鎂鋁的層狀硅酸鹽礦物中的一種或幾種。
優選地，所述調凝劑由以下重量配比的組分構成：無水檸檬酸13～17重量份、無水焦磷酸鈉28～32重量份、三聚磷酸鈉2.5～3.5重量份、預糊化淀粉2～6重量份、鈉基膨潤土28～30重量份、無機硅酸鎂鋁凝膠2.2～2.8重量份。
優選地，所述早強劑由以下重量配比的組分構成：酸金屬溴化物13～26重量份；偏鋁酸鈉26～36重量份；酸金屬氫氧化物25～45重量份；二氧化硅18～25重量份；醇胺類有機物1.8～2.5重量份；所述酸金屬溴化物為NaBr、KBr、LiBr中的一種，所述酸金屬氫氧化物為NaOH或KOH，所述醇胺類有機物為三乙醇胺或三異丙醇胺。
本發明專用外加劑具有以下兩種使用方法：
1、由砂漿廠根據設計好的外加劑配比，生產水下砌筑砂漿專用外加劑，該外加劑為純粉體材料，經過全自動化設備物理混合后，現場按照比例摻加到設計好的砌筑水泥砂漿中，按照比例加水攪拌均勻后使用即可。
2、根據實際工地情況及需要，由砂漿廠按照砌筑水泥砂漿和水下砌筑砂漿專用外加劑的配比，在工廠內生產質量均一穩定的預拌砂漿，運輸到現場后按照要求的比例加水攪拌均勻后使用即可。
本發明的有益效果是：
通過一種高性能水下砌筑砂漿專用的外加劑調整，同時加入耐酸性能較好的樹脂類材料，避免了砌筑砂漿組份在酸性條件下發生反應，影響硬化及砂漿的性能，最終使得砌筑砂漿在帶水作業條件下具有不易分散、好施工、耐酸、水下正常硬化及強度高的優點。
在專用外加劑中，增稠劑可增大拌制物的粘著性，從而賦予水下不分散砂漿抗分散、抗離析性能。超塑化劑可增大拌制物的流動度及和易性，從而賦予材料較佳的自流平、自密實性能。常用的超塑化劑主要是磺化樹脂和磺酸鹽類，該類材料之所以具有水下抗分散和不離析的性能。通過特種水泥的摻加和調凝劑的共同作用，賦予了此類材料早強快硬的性能。通過調整外加劑中增稠材料的類型、摻量以及特種水泥和調凝劑的用量，保證拌合好的砂漿在帶水傳送的過程中，不會發生離析現象；同時，帶水作業具有較好的施工性，在有水及擾動狀態下可以不離散，短期快速的形成很好的硬化，后期強度保持率較好。
具體實施方式
在此記載的實施例為本發明的特定的具體實施方式，用于說明本發明的構思，均是解釋性和示例性的，不應解釋為對本發明實施方式及本發明范圍的限制。除在此記載的實施例外，本領域技術人員還能夠基于本申請權利要求書和說明書所公開的內容采用顯而易見的其它技術方案，這些技術方案包括采用對在此記載的實施例的做出任何顯而易見的替換和修改的技術方案。
實施例1
本實施例水下酸性環境用砌筑砂漿由以下重量配比的組分構成：普通水泥200重量份；特種水泥40重量份；天然中砂700重量份；樹脂膠粉25重量份；專用外加劑35重量份。所述特種水泥由以下重量配比的組分構成：乙酸鈉3重量份；粉煤灰8.5重量份；木質素磺酸鈉0.8重量份；強度42.5的硅酸鹽水泥55重量份。
本實施例專用外加劑由以下重量配比的組分構成：增稠劑2重量份；超塑化劑1重量份；觸變劑5重量份；調凝劑12重量份；早強劑8重量份。
其中：增稠劑為纖維素；超塑化劑為磺化樹脂；觸變劑為改性膨潤土；
所述調凝劑由以下重量配比的組分構成：無水檸檬酸13重量份、無水焦磷酸鈉32重量份、三聚磷酸鈉2.5重量份、預糊化淀粉6重量份、鈉基膨潤土28重量份、無機硅酸鎂鋁凝膠2.8重量份。
所述早強劑由以下重量配比的組分構成：NaBr 13重量份；偏鋁酸鈉36重量份；NaOH 25重量份；二氧化硅25重量份；三乙醇胺1.8重量份。
由砂漿廠根據設計好的外加劑配比，生產水下砌筑砂漿專用外加劑，該外加劑為純粉體材料，經過全自動化設備物理混合后可得。使用時現場按照比例摻加到設計好的砌筑水泥砂漿中（普通水泥、特種水泥、天然中砂和樹脂膠粉的混合），按照比例加水攪拌均勻后使用即可。
實施例2
本實施例水下酸性環境用砌筑砂漿由以下重量配比的組分構成：普通水泥180重量份；特種水泥50重量份；天然中砂705重量份；樹脂膠粉18重量份；專用外加劑30重量份。所述特種水泥由以下重量配比的組分構成：乙酸鈉6重量份；粉煤灰5.5重量份；木質素磺酸鈉0.8重量份；強度42.5的硅酸鹽水泥68重量份。
本實施例專用外加劑由以下重量配比的組分構成：增稠劑5重量份；超塑化劑0.5重量份；觸變劑8重量份；調凝劑15重量份；早強劑5重量份。
其中：增稠劑為合成樹脂；超塑化劑為磺酸鈉；觸變劑為蒙脫石；
所述調凝劑由以下重量配比的組分構成：無水檸檬酸17重量份、無水焦磷酸鈉28重量份、三聚磷酸鈉3.5重量份、預糊化淀粉2重量份、鈉基膨潤土30重量份、無機硅酸鎂鋁凝膠2.2重量份。
所述早強劑由以下重量配比的組分構成：KBr 26重量份；偏鋁酸鈉26重量份；KOH 45重量份；二氧化硅18重量份；三異丙醇胺2.5重量份。
制備方法和使用同實施例1。
實施例3
本實施例水下酸性環境用砌筑砂漿由以下重量配比的組分構成：普通水泥220重量份；特種水泥30重量份；天然中砂695重量份；樹脂膠粉13重量份；專用外加劑40重量份。所述特種水泥由以下重量配比的組分構成：乙酸鈉4重量份；粉煤灰6重量份；木質素磺酸鈉0.8重量份；強度42.5的硅酸鹽水泥60重量份。
本實施例專用外加劑由以下重量配比的組分構成：增稠劑3重量份；超塑化劑0.6重量份；觸變劑6重量份；調凝劑12.5重量份；早強劑6重量份。
其中：增稠劑為羥丙基甲基纖維素醚；超塑化劑為磺化樹脂；觸變劑為改性膨潤土；
所述調凝劑由以下重量配比的組分構成：無水檸檬酸14重量份、無水焦磷酸鈉29重量份、三聚磷酸鈉2.8重量份、預糊化淀粉3重量份、鈉基膨潤土29重量份、無機硅酸鎂鋁凝膠2.4重量份。
所述早強劑由以下重量配比的組分構成：LiBr 15重量份；偏鋁酸鈉28重量份；NaOH 30重量份；二氧化硅20重量份；三乙醇胺2重量份。
制備方法和使用同實施例1。
實施例4
本實施例水下酸性環境用砌筑砂漿由以下重量配比的組分構成：普通水泥190重量份；特種水泥36重量份；天然中砂700重量份；樹脂膠粉16重量份；專用外加劑38重量份。所述特種水泥由以下重量配比的組分構成：乙酸鈉5重量份；粉煤灰6.5重量份；木質素磺酸鈉0.8重量份；強度42.5的硅酸鹽水泥62重量份。
本實施例專用外加劑由以下重量配比的組分構成：增稠劑4重量份；超塑化劑0.8重量份；觸變劑7重量份；調凝劑14重量份；早強劑7重量份。
其中：增稠劑為羥乙基甲基纖維素醚；超塑化劑為磺酸鈉；觸變劑為硅酸鎂鋁的層狀硅酸鹽礦物；
所述調凝劑由以下重量配比的組分構成：無水檸檬酸15重量份、無水焦磷酸鈉30重量份、三聚磷酸鈉3重量份、預糊化淀粉4重量份、鈉基膨潤土29.5重量份、無機硅酸鎂鋁凝膠2.5重量份。
所述早強劑由以下重量配比的組分構成：KBr 20重量份；偏鋁酸鈉30重量份；KOH 35重量份；二氧化硅22重量份；三異丙醇胺2.2重量份。
制備方法和使用同實施例1。
實施例5
本實施例水下酸性環境用砌筑砂漿由以下重量配比的組分構成：普通水泥210重量份；特種水泥32重量份；天然中砂702重量份；樹脂膠粉14重量份；專用外加劑32重量份。所述特種水泥由以下重量配比的組分構成：乙酸鈉5.5重量份；粉煤灰8重量份；木質素磺酸鈉0.8重量份；強度42.5的硅酸鹽水泥65重量份。
本實施例專用外加劑由以下重量配比的組分構成：增稠劑2.62重量份；超塑化劑0.65重量份；觸變劑6.53重量份；調凝劑13.06重量份；早強劑6.53重量份。
其中：
增稠劑為羥乙基甲基纖維素醚；超塑化劑為磺酸鈉；觸變劑為蒙脫石；
所述調凝劑由以下重量配比的組分構成：無水檸檬酸16重量份、無水焦磷酸鈉31重量份、三聚磷酸鈉3.2重量份、預糊化淀粉5重量份、鈉基膨潤土29.8重量份、無機硅酸鎂鋁凝膠2.6重量份。
所述早強劑由以下重量配比的組分構成：NaBr 22重量份；偏鋁酸鈉34重量份；NaOH 42重量份；二氧化硅24重量份；三異丙醇胺2.4重量份。
制備方法和使用同實施例1。
對比例1-對比例5
在實施例1-5的對應配方中去除樹脂膠粉組分，獲得普通砌筑砂漿。
對比例6-對比例10
在實施例1-5的對應配方中去除專用外加劑組分，獲得普通砌筑砂漿。
性能測試結果：
凝結試驗：試驗按JGJ/T 70-2009 《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》中第8章凝結時間測定方法進行。
抗壓強度：試驗按JGJ/T 70-2009 《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》中第9章立方體抗壓強度試驗測定方法進行。
粘結抗拉強度：試驗按JGJ/T 70-2009 《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》中第10章拉伸粘結強度試驗測定方法進行。
經試驗研究得出了砌筑砂漿性能，主要結論如下。
1、水下酸性環境用砌筑砂漿比普通砂漿初凝時間要短，僅40～50min，這對在有一定流速的水下施工質量有利。普通砂漿的初凝時間為76min。
2、水下酸性環境用砌筑砂漿的抗壓強度高于不加特種水泥的普通砂漿,28d齡期的高30%以上,180d齡期的高45%以上。
3、水下酸性環境用砌筑砂漿3d水中粘接抗拉強度可達0.85MPa,這與普通砂漿3d陸上自然養護的粘接抗拉強度1.1MPa相差不多。可保證水下不分散快硬砂漿不會被流動水沖走。
上述披露的各技術特征并不限于已披露的與其它特征的組合，本領域技術人員還可根據發明之目的進行各技術特征之間的其它組合，以實現本發明之目的為準。