一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿及使用方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于建筑材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿及使用方法。本發(fā)明產(chǎn)品所用原材料包括：普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、瓷粉廢料、礦渣粉、粉煤灰、石英砂、高性能減水劑、早強劑、膨脹劑、保水劑、消泡劑和粘結(jié)劑。本發(fā)明產(chǎn)品克服了傳統(tǒng)修補砂漿強度不足、體積收縮和粘結(jié)力差等缺點，而且還可以解決陶瓷工業(yè)所產(chǎn)生的瓷粉廢料的處理問題。本發(fā)明產(chǎn)品具有流動度高、自密實性好、早期強度高、微膨脹、粘結(jié)力強、抗?jié)B性優(yōu)良和耐磨性能良好等特點，主要用于混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的修補或搶修工程，適用范圍較廣。
【專利說明】一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿及使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥基微膨脹裂縫修補砂漿是經(jīng)過高分子聚合物改性的水泥基干混砂漿，新拌砂漿流動性大且保水性好，硬化后具有良好匹配性和優(yōu)異的粘結(jié)性，可以滿足修補工程對材料的抗壓強度、抗折強度、耐磨性、柔性和低收縮性等要求。主要應(yīng)用于橋梁等混凝土結(jié)構(gòu)裂縫修補及老舊樓房建筑的加固和改造等，具有施工方便、和易性好及易于構(gòu)件立面及頂面施工等特點，并且材料硬化后外觀好且耐久性優(yōu)良，是混凝土面層破損裂縫寬度小于50mm時的首選修補材料。
[0003]據(jù)統(tǒng)計，目前全球使用壽命超過10年的混凝土結(jié)構(gòu)，大約有40%存在部分或嚴(yán)重的損壞，都有必要進(jìn)行修繕和保護(hù)。尤其是那些關(guān)系到國計民生的混凝土結(jié)構(gòu)，如公路橋梁、住宅或公共建筑、海港工程、水利工程及其他工業(yè)建筑等。這些混凝土結(jié)構(gòu)損壞中，最重要的一類是裂縫，裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展對混凝土結(jié)構(gòu)具有極大威脅，如何抑制裂縫產(chǎn)生、填補裂縫缺陷是當(dāng)前研究的熱點。水泥基微膨脹裂縫修補砂漿廣泛應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)加固，這種材料具有以下優(yōu)點:1)良好的粘結(jié)性和耐水性；2)由于自身良好的保水性使得養(yǎng)護(hù)條件要求較低；3)自身收縮與普通混凝土相比略低一些，甚至產(chǎn)生微膨脹作用；4)硬化后的抗折強度、抗拉強度、耐磨性、抗沖擊能力和耐久性能比普通混凝土高而彈性模量更低；5)可根據(jù)膠凝材料體系搭配可以使其顏色可調(diào)，可以最大程度減小與混凝土結(jié)構(gòu)基體色差。因此，水泥基微膨脹裂縫修補砂漿在混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)及裂縫修補方面應(yīng)用廣泛。
`[0004]本發(fā)明采用摻入瓷粉廢料的方法制備水泥基微膨脹裂縫修補砂漿，以硅酸鹽水泥-硫鋁酸鹽水泥-瓷粉廢料-礦渣粉-粉煤灰作為復(fù)合膠凝體系，一定程度上克服了傳統(tǒng)水泥基裂縫修補砂漿早期強度發(fā)展慢、體積收縮大和耐久性差等缺點，而且充分利用了陶瓷工業(yè)副產(chǎn)品，為建筑工業(yè)的節(jié)能減排和低碳化提供了新的思路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種制備成本低，具有高流動性、高保水性、微膨脹、早期強度發(fā)展快、后期強度高、良好的抗?jié)B性和耐磨性的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿及使用方法。
[0006]本發(fā)明提出的一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿，由普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、瓷粉廢料、礦渣粉、粉煤灰、石英砂、高性能減水劑、早強劑、膨脹劑、保水劑、消泡劑和粘結(jié)劑組成，各組分的重量比為:
普通硅酸鹽水泥100
硫鋁酸鹽水泥10-40瓷粉廢料10-40
礦渣粉5-25
粉煤灰5-25
石英砂10CH300
高性能減水劑0.50-1.50
早強劑0.10-1.50
膨脹劑4-10
保水劑0.02-0.10
消泡劑0.01-0.10
粘結(jié)劑1.0-3.0。
[0007]各組份較佳的重量比為:
普通硅酸鹽水泥100
硫鋁酸鹽水泥15-25
瓷粉廢料15-25
礦渣粉10-15
`粉煤灰10-15
石英砂150-250
高性能減水劑0.60-1.20
早強劑0.40-1.20
膨脹劑6-8
保水劑0.04-0.08
消泡劑0.02-0.08
粘結(jié)劑1.5-2.5。
[0008]本發(fā)明中，所述普通硅酸鹽水泥為52.5級普通硅酸鹽水泥。
[0009]本發(fā)明中，所述硫鋁酸鹽水泥為42.5級快硬硫鋁酸鹽水泥。
[0010]本發(fā)明中，所述瓷粉廢料為瓷質(zhì)磚及厚釉磚等經(jīng)刮平定厚、研磨拋光及磨邊倒角
等一系列深加工成為拋光磚制品后所產(chǎn)生的磚屑，再經(jīng)粉磨而成，其比表面積為(300-330)
m2/Kg, SiO2質(zhì)量百分比為30%-40%，CaO質(zhì)量百分比為35%_45%，Al2O3質(zhì)量百分比為
10%-20%。
[0011]本發(fā)明中，所述礦渣粉為S95礦渣粉或S105礦渣粉中的一種。
[0012]本發(fā)明中，所述粉煤灰為I級粉煤灰，其游離氧化鈣質(zhì)量百分比小于等于3.0%，燒
失量質(zhì)量百分比小于等于5.0%。
[0013]本發(fā)明中，所述石英砂的細(xì)度為(10-20)目。
[0014]本發(fā)明中，所述聞性能減水劑為粉狀聚竣Ife系聞性能減水劑。
[0015]本發(fā)明中，所述早強劑為碳酸鋰。
[0016]本發(fā)明中，所述膨脹劑為氧化鈣類膨脹劑或硫鋁酸鈣類膨脹劑中的一種。
[0017]本發(fā)明中，所述保水劑為羥丙基纖維素醚。
[0018]本發(fā)明中，所述消泡劑為二氧化硅-礦物油類消泡劑。
[0019]本發(fā)明中，所述粘結(jié)劑為乳膠粉。[0020]本發(fā)明提出的一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿的制備方法具體步驟如下:
(1).瓷粉廢料的制備:將瓷質(zhì)磚及厚釉磚等經(jīng)刮平定厚、研磨拋光及磨邊倒角等一系列深加工而產(chǎn)生的磚屑，采用球磨機粉磨(30-50)min，即可制備出細(xì)度合適的瓷粉廢料；
(2).按前述重量比例稱取普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、瓷粉廢料、礦渣粉、粉煤灰、石英砂、高性能減水劑、膨脹劑、早強劑、保水劑、消泡劑和粘結(jié)劑，加入攪拌機中攪拌(10-15) min，直至混合均勻，制備成為摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿。
[0021]本發(fā)明提出的一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿的使用方法，具體步驟如下:
準(zhǔn)確稱取上述制備好的摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿，先將水加入攪拌機，隨著攪拌機葉片轉(zhuǎn)動，將砂漿勻速投入攪拌機。攪拌均勻后即可施工。加水量為本發(fā)明產(chǎn)品重量的15%-25%。
[0022]本發(fā)明產(chǎn)品為一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿，其特點如下:
1.本發(fā)明中，采用普通硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥是作為主要的膠凝組分。將兩種水泥配合使用，可以達(dá)到優(yōu)勢互補的效果:利用硫鋁酸鹽水泥對硅酸鹽水泥的促硬作用來改善硅酸鹽水泥的早期強度；利用硅酸鹽水泥彌補硫鋁酸鹽水泥后期強度差的缺陷；利用硫鋁酸鹽水泥與氫氧化鈣以及石膏反應(yīng)生成的鈣礬石起收縮補償或微膨脹。
[0023]2.瓷粉廢料、礦渣粉和粉煤灰作為摻合料，與兩種水泥一起組成復(fù)合膠凝體系。采用瓷粉廢料、礦渣粉和粉煤灰復(fù)合摻加，充分發(fā)揮三者的活性，對整個體系的早期強度和后期強度都能起到很大的作用。
[0024]瓷粉廢料具有較高火山灰活性，它與水泥水化反應(yīng)產(chǎn)生的氧化鈣發(fā)生反應(yīng)，大幅減少氧化鈣晶體數(shù)量并大量產(chǎn)生膠凝性很強的水化硅酸鈣凝膠，對于整個體系結(jié)構(gòu)的密實和后期強度的提高起到促進(jìn)作用。
[0025]礦粉成分與水泥熟料相似，其中SiO2, CaO和Al2O3總含量約達(dá)90%，活性較高，是一種最常用的混凝土摻合料，其水化生成的水化硅酸鈣凝膠和水化鋁酸鈣凝膠能夠促進(jìn)體系的強度發(fā)展特別是后期強度的提高，起到復(fù)合膠凝效應(yīng)。
[0026]粉煤灰是一種具有潛在活性物質(zhì)的材料。粉煤灰中的二氧化硅和氧化鋁能與水泥水化時產(chǎn)生的氫氧化鈣反應(yīng)生成新的穩(wěn)定的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣從而提高了裂縫修補砂漿的強度以及抗化學(xué)侵蝕的能力；而粉煤灰顆粒粒形完整，表面光滑，質(zhì)地致密，能起到減水作用、致密作用和勻質(zhì)作用，從而提高水泥基裂縫修補砂漿在施工時的可泵性。
[0027]3.石英砂選用細(xì)度為(10-20)目的細(xì)石英砂，使砂漿可以用于修復(fù)直徑較小的裂縫，同時細(xì)度小的石英砂有助于提高砂漿各齡期的強度。
[0028]4.高性能減水劑的加入可以減少用水量，提高漿體流動性和穩(wěn)定性，改善砂漿和易性，有助于提聞砂漿強度，減少干縮。
[0029]5.早強劑采用碳酸鋰，可以提高早期強度，避免早期的破壞失效。
[0030]6.膨脹劑采用氧化鈣類膨脹劑或硫鋁酸鹽類膨脹劑中的一種，可以在水泥水化、硬化過程中生成大量的膨脹性結(jié)晶水化物鈣礬石，填充到砂漿微孔中，產(chǎn)生適度膨脹，抵消砂漿硬化時產(chǎn)生的收縮應(yīng)力。
[0031]7.保水劑的加入使得修補砂漿在具有較大的流動性能條件下，不出現(xiàn)泌水和離析現(xiàn)象。
[0032]8.消泡劑采用二氧化硅-礦物油類消泡劑，可以減少新拌砂漿的含氣量，調(diào)高漿體密實性，從而提高砂漿強度。
[0033]9.粘結(jié)劑采用乳膠粉，能提高砂漿的粘結(jié)性能，使修補砂漿與裂縫充分粘結(jié)。
[0034]本發(fā)明產(chǎn)品以普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、瓷粉廢料、礦渣粉、粉煤灰作為膠凝材料，以石英砂為集料，并加入高效減水劑、早強劑、膨脹劑、保水劑、消泡劑和粘結(jié)劑制備而成。它制備工藝簡單，新拌砂漿流動性和保水性好，早期強度發(fā)展快且后期強度高，體積微膨脹，抗?jié)B性和耐磨性好，適用于寬度小于50_的裂縫修補，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
【具體實施方式】
[0035]下面通過實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0036]實施例1，一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿，按普通硅酸鹽水泥100，硫鋁酸鹽水泥10，瓷粉廢料10，S95礦渣粉5，粉煤灰5，石英砂100，高性能減水劑
0.50，早強劑0.10，氧化鈣類膨脹劑4，保水劑0.02，消泡劑0.01和粘結(jié)劑1.0重量比配制而成。按上述摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿總重量的25%加水?dāng)嚢杈鶆?，進(jìn)行測試。性能測試結(jié)果見表1。
[0037]實施例2，一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿，按普通硅酸鹽水泥100，硫鋁酸鹽水泥25，瓷粉廢料20，S105礦渣粉15，粉煤灰15，石英砂200，高性能減水劑
1.00，早強劑0.80，硫鋁酸`鹽類膨脹劑6，保水劑0.06，消泡劑0.05和粘結(jié)劑2.0的重量比配制而成。按上述摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿總重量的20%加水?dāng)嚢杈鶆?，進(jìn)行測試。性能測試結(jié)果見表1。
[0038]實施例3，一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿，按普通硅酸鹽水泥100，硫鋁酸鹽水泥40，瓷粉廢料40，S95礦渣粉25，粉煤灰25，石英砂300，高性能減水劑
1.50，早強劑1.50，氧化鈣類膨脹劑10，保水劑0.10，消泡劑0.10和粘結(jié)劑3.0的重量比配制而成。按上述摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿總重量的15%加水?dāng)嚢杈鶆?，進(jìn)行測試。性能測試結(jié)果見表1。
[0039]表1實施例性能測試結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿，其特征在于由普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、瓷粉廢料、礦渣粉、粉煤灰、石英砂、高性能減水劑、早強劑、膨脹劑、保水劑、消泡劑和粘結(jié)劑組成，各組分的重量比為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿，其特征在于各組份較佳的重量比為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿，其特征在于所述普通硅酸鹽水泥為52.5級普通硅酸鹽水泥，所述硫鋁酸鹽水泥為42.5級快硬硫鋁酸鹽水泥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿，其特征在于所述瓷粉廢料是陶瓷廠加工剩余的邊角廢料，經(jīng)粉磨而成，其比表面積為(300-330)m2/Kg, SiO2質(zhì)量百分比為30%-40%， CaO質(zhì)量百分比為35%_45%，Al2O3質(zhì)量百分比為10%_20%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿，其特征在于所述礦渣粉為S95礦渣粉或S105礦渣粉中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿，其特征在于所述粉煤灰為I級粉煤灰，其游離氧化鈣質(zhì)量百分比小于等于3.0%，燒失量質(zhì)量百分比小于等于5.0%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿，其特征在于所述石英砂的細(xì)度為(10-20)目，所述高性能減水劑為粉狀聚羧酸系高性能減水劑，所述早強劑為碳酸鋰。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿，其特征在于所述膨脹劑為氧化鈣類膨脹劑或硫鋁酸鹽膨脹劑中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿，其特征在于所述保水劑為羥丙基纖維素醚，所述消泡劑為二氧化硅-礦物油類消泡劑，所述粘結(jié)劑為乳膠粉。
10.一種如權(quán)利要求1所述的一種摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿的使用方法，其特征在于具體步驟如下: 準(zhǔn)確稱取制備好的摻加瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿，先將水加入攪拌機，隨著攪拌機葉片轉(zhuǎn)動，將摻有瓷粉廢料的水泥基微膨脹裂縫修補砂漿勻速投入攪拌機，攪拌均勻后即可施工；加 水量為水泥基微膨脹裂縫修補砂漿重量的15%-25%。
【文檔編號】C04B28/08GK103803918SQ201310711568
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】孫振平, 董耀武 申請人:同濟(jì)大學(xué)