一种高强快硬抗裂加固砂浆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强快硬抗裂加固砂浆及其制备方法，砂浆由以下重量份数的原料组成：水泥：20.5~26.9份；硅粉：2.1~3.2份；粉煤灰：4~4.3份；砂：57.9~61.8份；水：10.3~12.1份；外加剂：0.005~0.5份。本发明专利技术采用高强度普通硅酸盐水泥、硅粉、粉煤灰、外加剂材料，制成高强快硬抗裂加固砂浆，并研究减水剂掺量、硅粉掺量、外加剂掺量对聚合物砂浆力学性能和施工性能的影响。本发明专利技术为理解和掌握加固补强高强聚合物水泥砂浆的配合比和力学性能提供了试验数据和理论依据，研制（强度＞M50）的高强度砂浆，以适应砌筑高强度墙体材料及钢筋混凝土结构加固补强等的要求。

High strength fast hardening crack resistant mortar and preparation method thereof

The invention discloses a high strength fast hard crack resistant reinforcement mortar and its preparation method. The mortar consists of the following weight parts: cement: 20.5~26.9; silica powder: 2.1~3.2; fly ash: 4~4.3; sand: 57.9~61.8; water: 10.3~12.1; additive: 0.005~0.5. The invention adopts high strength ordinary portland cement, silica powder, fly ash and admixture materials to make high strength fast hard crack resistant reinforcement mortar, and studies the influence of the amount of water reducing agent, the amount of silica powder and admixture on the mechanical properties and construction properties of the polymer mortar. This invention provides experimental data and theoretical basis for understanding and mastering the mix ratio and mechanical properties of strengthening and reinforcing high strength polymer cement mortar, and develops high strength mortar (strength > M50) to meet the requirements of strengthening masonry wall material and reinforcement and reinforcement of reinforced concrete structure.

【技术实现步骤摘要】
一种高强快硬抗裂加固砂浆及其制备方法
本专利技术涉及一种高强快硬抗裂加固砂浆及其制备方法，属于建筑工程

技术介绍
聚合物水泥砂浆在我国正式应用始于1980年，比较成熟和应用最广的是丙稀酸共聚乳液水泥砂浆(丙乳砂浆)，主要用于：建筑工程防渗材料，大坝溢流面或其他建筑物冻融破坏修复，混凝土和钢筋混凝土建筑物防渗处理材料，碳化钢筋混凝土防止钢筋锈蚀的处理等。随着复合材料学科的兴起，人们越来越注重结构材料(力学性能如强度、刚度、变形)和功能材料的结合，由此引发了对聚合物砂浆和混凝土的研究，目前国外一些研究人员仍不断在深入地进行高强聚合物砂浆的力学性能和高性能及多功能的研究。我国对混凝土的研究方兴未艾，但对高强砂浆及高强聚合物砂浆的研究还远远不够。而实际工程中由于干燥收缩、温度变化以及周围各种腐蚀介质的作用，各种混凝土结构物出现了诸多裂缝；特别是“5.12”四川汶川大地震中，大量未垮塌的混凝土结构物，经鉴定尚能加固使用，但结构构件产生了较多的裂缝，严重影响着结构物的耐久性和使用寿命，尚待加固补强。另一方面，自20世纪末以来的十余年间，房屋建筑(尤其是混凝土结构)的裂缝以及由此而引起的渗漏问题，一直占据消费者投诉的首位。这给我国建筑市场以及住宅产业造成了相当大的负面影响。混凝土结构是带裂缝工作的，而设计规范中对于裂缝宽度的限值只是针对受力裂缝而言的。实际工程中常见的裂缝，绝大多数都属于非荷载的间接裂缝，对结构安全并未造成多大的影响。裂缝是混凝土这种建筑材料与生俱来的特性，混凝土结构想要不出现裂缝是很困难的。重要的在于能够对可见的裂缝进行正确的判断，然后才能采取针对性的措施进行处理，收到事半功倍的效果。为了满足高强度砌筑工程、既有建筑物或因火灾、冻害、渗透等灾害损伤的建筑物或构筑物加固补强的需要，进行高强及高强高性能砂浆的配合比、物理力学性能的研究，既是实际工程中亟待解决的问题，同时对防灾减灾及社会经济发展也具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种高强快硬抗裂加固砂浆及其制备方法，采用较高强度的普通硅酸盐水泥、硅粉、粉煤灰、复合外加剂等材料，制成高强快硬抗裂加固砂浆，并研究减水剂掺量、硅粉掺量、可再分散乳胶粉掺量对聚合物砂浆力学性能和施工性能的影响。本专利技术提供了一种高强快硬抗裂加固砂浆，由以下重量配比的原料组成：水泥：20.5～26.9份；硅粉：2.1～3.2份；粉煤灰：4～4.3份；砂：57.9～61.8份；水：10.3～12.1份；外加剂：0.005～0.5份。所述外加剂为高效减水剂、可再生分散性乳胶粉、甲基纤维素、聚丙烯纤维中的一种或几种，各组分的用量为：高效减水剂：0～0.3份；可再分散性乳胶粉：0～0.5份；甲基纤维素：0～0.5份；聚丙烯纤维：0～0.5份。上述原料：所述水泥选取普通硅酸盐水泥P.O42.5级水泥；所述硅粉是由生产硅铁合金或硅钢等所排放的烟气与空气中氧气迅速氧化并冷凝而形成的具有火山灰性质而无定形的超细活性材料，能增强砂浆的物理与力学性质。粉煤灰：采用Ⅱ级粉煤灰：0.045mm方孔筛余小于20％，烧失量小于8％；球状粉煤灰颗粒有利于改善砂浆的和易性，减少砂浆收缩和提高抗裂性；砂为人工混合砂或普通砂，两种砂的筛分结果：砂的粗细程度和颗粒级配用筛分析方法测定，用细度模数表示粗细，用级配区表示砂的级配。根据《建筑用砂》(GB/T14684-2001)，筛分析是用一套孔径为4.75，2.36，1.18，0.600，0.300，0.150mm的，将500克干砂由粗到细依次过筛，称量各筛上的筛余量(g)，计算各筛上的分计筛余率(％)，再计算累计筛余率(％)。分计筛余：某号筛上的筛余量占试样总质量的百分率，该号筛孔上未通过的＝100-累计筛余量；累计筛余：该号筛与大于该号各筛分计筛余百分率之和。建筑砂浆聚合物外加剂为可分散性乳胶粉，能显著提高与其他材料的粘结强度；减水剂：采用萘系高效减水剂，化学名称萘磺酸盐甲醛缩合物，它对于水泥粒子有很强的分散作用，宜用于日最低气温0℃以上施工的混凝土。减水剂以溶液掺加时，溶液中的水量应从拌合水中扣除；水：符合《混凝土用水标准》JGJ63-2006规定。本专利技术提供了上述高强快硬抗裂加固砂浆的制备方法，包括以下步骤：(1)根据筛分法，取试验用砂颗粒级配区为Ⅱ区放置烘干箱中于105±5℃烘干至恒重；(砂的粗细程度和颗粒级配用筛分析方法测定，用细度模数表示粗细，用级配区表示砂的级配。根据《建筑用砂》(GB/T14684-2001)，筛分析是用一套孔径为4.75，2.36，1.18，0.600，0.300，0.150mm的，将500克干砂由粗到细依次过筛(详见试验)，称量各筛上的筛余量(g)，计算各筛上的分计筛余率(％)，再计算累计筛余率(％)；)(2)按所需数量称出各种材料，取单独包装的减水剂备用；(3)将砂和水泥、粉煤灰、硅粉、外加剂慢慢倒入砂浆搅拌机内，防止水和水泥溅出，开动搅拌机低速搅拌120秒，停15～30秒，观察搅拌是否均匀，接着高速搅拌120秒，停机；所述外加剂为高效减水剂、可再生分散性乳胶粉、甲基纤维素中的一种或几种；(4)将溶有减水剂的水徐徐加入搅拌的砂浆中，并观察砂浆稠度；从加水开始时算起搅拌2.5～3.5min；(5)将砂浆拌合物倒在拌合铁板上，再用铁铲翻拌两次，使之均匀，即得高强快硬抗裂加固砂浆。上述制备方法中，所述外加剂为聚丙烯纤维时，先将其它原料混合后，再将聚丙烯纤维缓慢加入砂浆搅拌机内，低速搅拌120秒后再使用强制搅拌90秒，观察纤维是否分散成丝，如果仍有成束纤维则延长搅拌时间20-30秒。本专利技术的原理：当聚合物乳液与水泥砂浆一起拌合时,聚合物乳液均匀的分散于水泥浆相中。由于水泥的水化凝胶逐步形成,水相由水化过程中的氢氧化钙饱和,氢氧化钙和骨料中的二氧化硅反应生成硅酸钙层,而聚合物颗粒部分沉积在水泥凝胶——未水化的水泥颗粒混合物表面。由于水泥凝胶结构的增大导致排水,聚合物颗粒逐步约束在毛细孔中,随着水泥进一步水化，毛细水减少,聚合物颗粒絮凝在水泥凝胶——未水化的水泥颗粒混合物表面形成聚合物颗粒连续密堆积层，同时粘结到混合物和砂粒表面的硅酸盐层上。在这种情况下,混合物中较大的孔由聚合物颗粒填充,其原因是水泥浆中孔的尺寸在10～18nm范围内。通过水泥水化使水排出,水泥水化物表面上的密堆集聚合物颗粒聚结成连续膜,这个膜把水泥水化物粘结在一起形成一个整体网络,网络中聚合物形成的膜贯穿于整个水泥水化相中,形成结构密封性能优良的聚合物水泥砂浆。由于聚合物水泥砂浆中的微裂纹由形成的聚合物膜所搭接,同时使水泥水化物与砂浆牢固粘结,聚合物膜良好的柔韧性、水泥水化物与聚合物膜的整体网络使聚合物水泥砂浆的抗压、抗折强度有所增加。本专利技术的有益效果：对聚合物改性水泥砂浆的工作机理进行了探讨，对于理解和掌握加固补强高强聚合物水泥砂浆的配合比和力学性能提供了试验数据和理论依据，研制(强度＞M50)的高强度砂浆，以适应砌筑高强度墙体材料及钢筋混凝土结构加固补强等的要求。具体实施方式下面通过实施例来进一步说明本专利技术，但不局限于以下实施例。实施例：制备一种高强快硬抗裂加固砂浆，由以下重量配比的原料组成：水泥：20.5～26.9份；硅粉：2.1～3.2份；粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强快硬抗裂加固砂浆，其特征在于由以下重量配比的原料组成：水泥：20.5~26.9份；硅粉：2.1~3.2份；粉煤灰：4~4.3份；砂：57.9~61.8份；水：10.3~12.1份；外加剂：0.005~0.5份。

【技术特征摘要】
1.一种高强快硬抗裂加固砂浆，其特征在于由以下重量配比的原料组成：水泥：20.5~26.9份；硅粉：2.1~3.2份；粉煤灰：4~4.3份；砂：57.9~61.8份；水：10.3~12.1份；外加剂：0.005~0.5份。2.根据权利要求1所述的高强快硬抗裂加固砂浆，其特征在于：所述外加剂为高效减水剂、可再生分散性乳胶粉、甲基纤维素、聚丙烯纤维中的一种或几种，各组分的用量为：高效减水剂：0~0.3份；可再分散性乳胶粉：0~0.5份；甲基纤维素：0~0.5份；聚丙烯纤维：0~0.5份。3.根据权利要求1所述的高强快硬抗裂加固砂浆，其特征在于：所述水泥选取普通硅酸盐水泥P.O42.5级水泥。4.根据权利要求1所述的高强快硬抗裂加固砂浆，其特征在于：所述硅粉是由生产硅铁合金或硅钢所排放的烟气与空气中氧气迅速氧化并冷凝而形成的具有火山灰性质而无定形的超细活性材料，能增强砂浆的物理与力学性质。5.根据权利要求1所述的高强快硬抗裂加固砂浆，其特征在于：粉煤灰采用Ⅱ级粉煤灰：0.045mm方孔筛余小于20％，烧失量小于8％。6.根据权利要求1所述的高强快硬抗裂加固砂浆，其特征在于：砂为人工混合砂或普通砂。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：杜红秀，贺一轩，李斌，韩洁，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14