專利名稱：一種橋梁加固用聚合物改性干混粘結(jié)砂漿及其制備、施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水泥基結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種混凝土橋梁及其他結(jié)構(gòu)工程加固用聚合物改性干混粘結(jié)砂漿及其制備、施工方法。
背景技術(shù)：
在土木工程中，混凝土結(jié)構(gòu)的劣化已是一個(gè)大難題。隨著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)運(yùn)行年限的增加，混凝土不斷受到碳化、氯離子侵蝕、凍蝕等劣化作用，當(dāng)劣化深至鋼筋表面后，鋼筋銹蝕導(dǎo)致產(chǎn)生順筋銹蝕裂縫、混凝土剝落、鋼筋裸露等病損特征，另外道路、橋梁的路面易被磨損，高速水流區(qū)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到水流沖刷、磨蝕混凝土表面露石。在許多情況下，劣化的混凝土結(jié)構(gòu)的可用性成為關(guān)注的焦點(diǎn)，最有效的辦法就是面修補(bǔ)。面修補(bǔ)通常包括移除退化的混凝土然后涂抹新拌的砂漿。目前，鋼筋混凝土構(gòu)件鋼筋銹蝕縫、露筋、磨蝕等病害部位的修補(bǔ)材料，主要有三大類水泥類砂漿、樹脂砂漿、高分子聚合物砂漿。水泥類砂漿與老混凝土界面粘結(jié)強(qiáng)度低、 易收縮，修補(bǔ)效果不佳；樹脂砂漿目前市面上主要為各類環(huán)氧基建筑結(jié)構(gòu)膠價(jià)格昂貴，與混凝土線膨脹系數(shù)相差數(shù)倍，本身顏色與混凝土顏色色差較大，修復(fù)后不夠美觀，且修復(fù)工序繁瑣人工成本太高；高分子聚合物砂漿用于工程修補(bǔ)，傳統(tǒng)的方式是采用現(xiàn)場拌和聚合物乳液與水泥砂子，然而現(xiàn)場的水泥和砂子質(zhì)量及其與聚合物乳液的匹配性、配料比例的波動(dòng)、施工操作性的變化所導(dǎo)致的實(shí)際修補(bǔ)效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到實(shí)驗(yàn)室中的研究結(jié)果和工程修補(bǔ)要求，常導(dǎo)致修補(bǔ)的失敗。因而市場上迫切需要一種與混凝土結(jié)構(gòu)粘接強(qiáng)度高、成本低，現(xiàn)場施工影響小，具有較高抗壓、抗折能力耐凍融的新型加固砂漿。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有聚合物乳液砂漿的缺陷，提供了一種用于混凝土結(jié)構(gòu)加固用高性能聚合物改性干混粘結(jié)砂漿及其制備、施工方法。本發(fā)明所述的加固用聚合物改性干混粘結(jié)砂漿包括以下組分水泥30-60重量份，砂10-60重量份，膠粉1-5重量份，膨脹劑2-10重量份，纖維0. 1-0. 5重量份，減水劑 0. 1-0. 5重量份，速凝劑1-2重量份，助劑0. 1-0. 5重量份。所述的水泥為硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥或高鋁水泥。所述砂為粒徑10-70目的機(jī)制砂、石英砂或自然砂，其具體粒徑分布為10-20目 10-30重量份、20-40目20-50重量份、40-70目30-40重量份。所述膠粉為可再分散膠粉，具體為醋酸乙烯酯與乙烯共聚膠粉、乙烯與氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚膠粉、醋酸乙烯酯與乙烯及高級脂肪酸乙烯酯三元共聚膠粉、醋酸乙烯酯與高級脂肪酸乙烯酯共聚膠粉、丙烯酸酯與苯乙烯共聚膠粉、醋酸乙烯酯與丙烯酸酯及高級脂肪酸乙烯酯三元共聚膠粉、醋酸乙烯酯均聚膠粉、苯乙烯與丁二烯共聚膠粉、VAE膠粉中的一種；優(yōu)先選用VAE膠粉。所述膨脹劑為硫鋁酸鈣、硫鋁酸鈣-氧化鈣、氧化鈣或UEA型膨脹劑；優(yōu)選UEA型膨脹劑。所述纖維為聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚酰胺纖維、聚乙烯醇纖維、木質(zhì)纖維素中的一種；優(yōu)選聚丙烯纖維；所述纖維長度為2-km。所述減水劑為萘磺酸系減水劑或聚羧酸系減水劑。所述速凝劑為混凝土速凝劑。所述助劑為消泡劑，具體為有機(jī)硅消泡劑。本發(fā)明所述的加固用聚合物改性干混粘結(jié)砂漿的使用方法為按上述配比稱取水泥、砂、膠粉、膨脹劑、纖維、減水劑、速凝劑和助劑，混合均勻， 然后加入0. 2-1. 5倍質(zhì)量的水，攪拌均勻即可使用；其具體施工方法如下1)施工準(zhǔn)備施工面清理干凈，鑿毛，去除施工面的油污，提前12-36小時(shí)對待加固結(jié)構(gòu)進(jìn)行噴水潤濕，使噴射施工前待加固結(jié)構(gòu)的表面潤濕而無明水；_5°C以下的寒冷環(huán)境下禁止施工；2)噴射施工來回橫向移動(dòng)均勻噴射上述制備的加固用聚合物改性干混粘結(jié)砂漿，每層噴射厚度不超過30mm，噴射完成以后用抹板將噴射面抹平，二次噴射施工應(yīng)在第一次噴射1小時(shí)后進(jìn)行，最后用抹板蘸水抹平收光；3)養(yǎng)護(hù)噴霧養(yǎng)護(hù)或塑料薄膜覆蓋進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)表面不能見明水，具體養(yǎng)護(hù)程序?yàn)橄瘸睗耩B(yǎng)護(hù)5-8天，再自然干燥養(yǎng)護(hù)18-25天，養(yǎng)護(hù)達(dá)到觀天后方可以承載；潮濕養(yǎng)護(hù)時(shí)表面如遇寒流或下雨，應(yīng)加以覆蓋，不受雨水沖洗。有益效果本發(fā)明提供的加固用聚合物改性干混粘結(jié)砂漿是一種聚合物改性的水泥基結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)材料，這種干混粘結(jié)砂漿采用集中的工廠化生產(chǎn)，產(chǎn)品的質(zhì)量可控性好、產(chǎn)品型號的可分性強(qiáng)、現(xiàn)場使用和質(zhì)量控制簡便。實(shí)驗(yàn)證明，其抗拉強(qiáng)度高，粘結(jié)可靠，密實(shí)度好，抗腐蝕能力強(qiáng)；對破損或風(fēng)化的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部修補(bǔ)后可以恢復(fù)結(jié)構(gòu)和表面的完整性；對于出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫和表面破損的結(jié)構(gòu)噴射施工修補(bǔ)后，可以恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體工作性能，極大地提高結(jié)構(gòu)的耐久性，延長其使用壽命。本發(fā)明將在混凝土橋梁及其他結(jié)構(gòu)工程加固領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用，市場前景廣闊。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1原料配比硅酸鹽水泥40kg，石英砂50kg，VAE膠粉2. 5kg，UEA型膨脹劑5kg，長度為2-4cm聚丙烯纖維0. Ikg,巴斯夫公司生產(chǎn)的MELMENTF10型號減水劑0. 25kg，混凝土速凝劑1. 15kg，瓦克公司生產(chǎn)的AGITANP803消泡劑0. 25kg ；石英砂粒徑10-70目，具體粒徑分布為10-20目12kg、20_40目18kg、40_70目 20kg。使用方法按上述配比稱取各固體組分，混合均勻后再加入40kg的水，攪拌均勻即可施工。
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施工方法1)施工準(zhǔn)備施工面清理干凈，鑿毛，去除施工面的油污，提前M小時(shí)對待加固結(jié)構(gòu)進(jìn)行噴水潤濕，使噴射施工前待加固結(jié)構(gòu)的表面潤濕而無明水；_5°C以下的寒冷環(huán)境下禁止施工；2)噴射施工來回橫向移動(dòng)均勻噴射上述制備的加固用聚合物改性干混粘結(jié)砂漿，每層噴射厚度20mm，噴射完成以后用抹板將噴射面抹平，二次噴射施工在第一次噴射 1. 5小時(shí)后進(jìn)行，最后用抹板蘸水抹平收光；3)養(yǎng)護(hù)噴霧養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)表面不能見明水，具體養(yǎng)護(hù)程序?yàn)橄瘸睗耩B(yǎng)護(hù)7天，再自然干燥養(yǎng)護(hù)21天，養(yǎng)護(hù)達(dá)到觀天后方可以承載；潮濕養(yǎng)護(hù)時(shí)表面如遇寒流或下雨時(shí)加以覆蓋，保證不受雨水沖洗。制備的加固用聚合物改性干混粘結(jié)砂漿按如下標(biāo)準(zhǔn)測試抗壓和抗折強(qiáng)度按GB/ T 17671《水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)方法》測試，粘結(jié)強(qiáng)度按JTJ 270-1998附錄A水泥砂漿粘結(jié)
強(qiáng)度檢測，測試性能結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種加固用聚合物改性干混粘結(jié)砂漿，其特征在于，其包括以下組分水泥30-60重量份，砂10-60重量份，膠粉1-5重量份，膨脹劑2-10重量份，纖維0. 1-0. 5重量份，減水劑 0. 1-0. 5重量份，速凝劑1-2重量份，助劑0. 1-0. 5重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加固用聚合物改性干混粘結(jié)砂漿，其特征在于，所述水泥為硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥或高鋁水泥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種加固用聚合物改性干混粘結(jié)砂漿，其特征在于，所述砂為粒徑10-70目的機(jī)制砂、石英砂或自然砂，其具體粒徑分布為10-20目10-30重量份、 20-40目20-50重量份、40-70目30-40重量份。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種加固用聚合物改性干混粘結(jié)砂漿，其特征在于，所述膠粉為可再分散膠粉，具體為醋酸乙烯酯與乙烯共聚膠粉、乙烯與氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚膠粉、醋酸乙烯酯與乙烯及高級脂肪酸乙烯酯三元共聚膠粉、醋酸乙烯酯與高級脂肪酸乙烯酯共聚膠粉、丙烯酸酯與苯乙烯共聚膠粉、醋酸乙烯酯與丙烯酸酯及高級脂肪酸乙烯酯三元共聚膠粉、醋酸乙烯酯均聚膠粉、苯乙烯與丁二烯共聚膠粉、VAE膠粉中的一種； 優(yōu)先選用VAE膠粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種加固用聚合物改性干混粘結(jié)砂漿，其特征在于，所述膨脹劑為硫鋁酸鈣、硫鋁酸鈣-氧化鈣、氧化鈣或UEA型膨脹劑；優(yōu)選UEA型膨脹劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種加固用聚合物改性干混粘結(jié)砂漿，其特征在于，所述纖維為聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚酰胺纖維、聚乙烯醇纖維、木質(zhì)纖維素中的一種；優(yōu)選聚丙烯纖維；所述纖維長度為24cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種加固用聚合物改性干混粘結(jié)砂漿，其特征在于，所述減水劑為萘磺酸系減水劑或聚羧酸系減水劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種加固用聚合物改性干混粘結(jié)砂漿，其特征在于，所述速凝劑為混凝土速凝劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種加固用聚合物改性干混粘結(jié)砂漿，其特征在于，所述助劑為消泡劑，具體為有機(jī)硅消泡劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的一種加固用聚合物改性干混粘結(jié)砂漿，其特征在于， 其具體使用方法如下按配比稱取水泥、砂、膠粉、膨脹劑、纖維、減水劑、速凝劑和助劑，混合均勻，然后加入 0. 2-1. 5倍質(zhì)量的水，攪拌均勻即可使用；其具體施工方法如下1)施工準(zhǔn)備施工面清理干凈，鑿毛，去除施工面的油污，提前12-36小時(shí)對待加固結(jié)構(gòu)進(jìn)行噴水潤濕，使噴射施工前待加固結(jié)構(gòu)的表面潤濕而無明水；_5°C以下的寒冷環(huán)境下禁止施工；2)噴射施工來回橫向移動(dòng)均勻噴射上述制備的加固用聚合物改性干混粘結(jié)砂漿，每層噴射厚度不超過30mm，噴射完成以后用抹板將噴射面抹平，二次噴射施工應(yīng)在第一次噴射1小時(shí)后進(jìn)行，最后用抹板蘸水抹平收光；3)養(yǎng)護(hù)噴霧養(yǎng)護(hù)或塑料薄膜覆蓋進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)表面不能見明水，具體養(yǎng)護(hù)程序?yàn)?先潮濕養(yǎng)護(hù)5-8天，再自然干燥養(yǎng)護(hù)18-25天，養(yǎng)護(hù)達(dá)到觀天后方可以承載；潮濕養(yǎng)護(hù)時(shí)表面如遇寒流或下雨，應(yīng)加以覆蓋，不受雨水沖洗。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于水泥基結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)材料制備技術(shù)領(lǐng)域的一種混凝土橋梁及其他結(jié)構(gòu)工程加固用聚合物改性干混粘結(jié)砂漿及其制備、施工方法。該干混粘結(jié)砂漿由水泥、砂、膠粉、膨脹劑、纖維、減水劑、速凝劑、助劑組成。本發(fā)明制備的干混粘結(jié)砂漿抗拉強(qiáng)度高，粘結(jié)可靠，密實(shí)度好，抗腐蝕能力強(qiáng)，產(chǎn)品成本低，施工便宜。對破損或風(fēng)化的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部修補(bǔ)或整體加固，可極大地提高結(jié)構(gòu)的耐久性，延長其使用壽命。本發(fā)明必將在混凝土橋梁及其他結(jié)構(gòu)工程加固領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用，市場前景廣闊。
文檔編號C04B28/06GK102180621SQ20111004852
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者豐功吉, 劉俊權(quán), 張志敏, 杜海, 杜素軍, 趙世濤, 趙隊(duì)家, 鄭美軍 申請人:山西省交通科學(xué)研究院