一種抗衝耐磨砂漿的製作方法

2023-10-10 03:49:54

專利名稱：一種抗衝耐磨砂漿的製作方法
技術領域：
本發明涉及水電工程材料技術之砂漿技術領域，該砂漿主要用於水流衝刷部位的修補，也可作為抗衝磨混凝土的燒築材料使用。
背景技術：
水工建築工程中，處於溢流壩壩面、輸水隧洞、溢洪道或護坦等部位的混凝土，常要經受高速水流或挾砂、石高速水流的衝磨，易發生磨損、空蝕等破壞現象，不僅直接或間接影響工程的正常安全運行，而且維護修補費用巨大。現有的抗衝磨材料在工程施工過程中和現場的後期性能暴露出 了很多問題，如矽粉系列抗衝磨混凝土早期強度發展過快，中後期強度增長微小，水化熱釋放集中，幹縮和自乾燥收縮大，極易發生裂縫；改性環氧類抗衝磨砂漿和防護塗料仍含有較多易揮發性溶劑組分，在潮溼和有水環境下的易施工性沒有得到顯著改善，柔韌性仍顯不足，容易空鼓、開裂和成片剝落。如公開號為CN102249636A，
公開日為2011年11月23日的中國專利文獻公開了一種水泥基無收縮灌漿砂漿，其特徵在於，按重量百分比其包括矽酸鹽水泥35% 42% ;鋁酸鹽水泥5% 12% ;石膏6% 10% ;骨料40% 50% ;高效減水劑0.8% 1.4% ;調凝劑0.05% 0.2% ;消泡劑0.4% 1.0% ;防泌水劑1% 3%。本發明水泥基無收縮灌漿砂漿採用矽酸鹽水泥-鋁酸鹽水泥-石膏複合成膠凝材料配製，其性能穩定，可根據用戶的需求來調整流動度，凝結時間和膨脹率。該灌漿砂漿用水拌合後，自流性好、不沉降、不泌水。具有塑性微膨脹性能，不產生縫隙，早期強度高，後期強度不倒縮，且具有很好的耐久性、抗滲性、抗凍性、抗震動性，材料價格低廉，其原料來源廣泛，操作靈活，使用簡單。但以上述專利文獻為代表的現有技術，仍然存在「早期強度發展過快，中後期強度增長微小，水化熱集中釋放，幹縮和自乾燥收縮大，極易發生裂縫」的技術問題，且砂漿強度較小，彈性模量偏高，抗裂性能不好。

發明內容
為解決上述技術問題，本發明提出了一種用於水流衝刷部位的修補，或作為抗衝磨混凝土的澆築材料使用的抗衝耐磨砂漿,本發明抗衝耐磨砂漿的衝磨強度較高,且其彈性模量低，與基體粘接能力強，抗裂性能優異。本發明是通過採用下述技術方案實現的
一種抗衝耐磨砂漿，其特徵在於包括如下重量份的組分矽酸鹽水泥39 48份；減水劑0. 05 0. 25份；級配硬質細骨料45 50份；消泡劑0. 05 0. 3份；納米材料0. 05 I. 5份。更優的，一種抗衝耐磨砂漿，其特徵在於包括如下重量份的組分
矽酸鹽水泥39 48份；減水劑0. 05^0. 25份；
級配硬質細骨料45 50份； 消泡劑0. 05 0. 3份；
可再分散乳膠粉0. 3^1. 5份；納米材料0. 05^1. 5份。更優的，一種抗衝耐磨砂漿，其特徵在於包括如下重量份的組分
矽酸鹽水泥39 48份；減水劑0. 05^0. 25份；
級配硬質細骨料45 50份；消泡劑0. 05 0. 3份；
可再分散乳膠粉0. 3^1. 5份；納米材料0. 05^1. 5份；
活性填料0. 5飛份。
更優的，一種抗衝耐磨砂漿，其特徵在於包括如下重量份的組分
矽酸鹽水泥39 48份；減水劑0. 05^0. 25份；
級配硬質細骨料45 50份；消泡劑0. 05 0. 3份；
可再分散乳膠粉0. 3^1. 5份；納米材料0. 05^1. 5份；
活性填料0. 5 5份；激活劑0. 02、. 5份。更優的，一種抗衝耐磨砂漿，其特徵在於包括如下重量份的組分
矽酸鹽水泥39 48份；減水劑0. 05^0. 25份；
級配硬質細骨料45 50份；消泡劑0. 05 0. 3份；
活性填料0. 5飛份；納米材料0. 05 I. 5份；
聚丙烯纖維0. OfO. 07份。更優的，一種抗衝耐磨砂漿，其特徵在於包括如下重量份的組分
矽酸鹽水泥39 48份；減水劑0. 05^0. 25份；
級配硬質細骨料45 50份；消泡劑0. 05 0. 3份；
可再分散乳膠粉0. 3^1. 5份；納米材料0. 05^1. 5份；
活性填料0.5飛份；膨脹劑0. ri. 5份。更優的，一種抗衝耐磨砂漿，其特徵在於包括如下重量份的組分
矽酸鹽水泥39 48份；消泡劑0. 05^0. 3份；
級配硬質細骨料45 50份； 減水劑0. 05、. 25份；
活性填料0. 5飛份；可再分散乳膠粉0. 3^0. 8份；
聚丙烯纖維0. OrO. 04份； 納米材料0. 05^1. 5份；
膨脹劑0. ri. 5份；激活劑0. 02^0. 5份。所述的矽酸鹽水泥的水化熱3d ( 260KJ/Kg, 7d ( 300KJ/Kg。所選用的矽酸鹽水泥可使抗衝耐磨砂漿具有水化熱較低，早期強度適中，後期強度穩定增長的性能。所述的級配硬質細骨料莫氏硬度指數為1(T20，細度指數為1.8 3.2(見附註部分)。硬質細骨料可確保抗衝耐磨砂漿的抗衝磨強度。附註砂的細度模數概念
表徵砂的粒徑的粗細程度及類別的指標。細度模數越大，表示砂越粗。砂的細度模數無單位。
粗砂細度模數為3. 7—3. 1，平均粒徑為0. 5mm以上。
中砂細度模數為3. 0—2. 3，平均粒徑為0. 5—0. 35mm。
細砂細度模數為2. 2—1. 6，平均粒徑為0. 35—0. 25mm。
特細砂細度模數為I. 5 — 0. 7，平均粒徑為0. 25mm以下。所述的減水劑為粉狀聚竣酸減水劑、氣基橫酸鹽系聞效減水劑、蔡系聞效減水劑中的一種或任意幾種的複合物。通過減水劑的減水作用，可以降低砂漿施工時所需的用水量，確保其具備較高的流動度及保塑性能。所述的消泡劑為粉狀聚醚類消泡劑、矽類消泡劑和聚醚改性矽類消泡劑中的任何一種。減水劑、可再分散性乳膠粉會使砂漿拌合物中含氣量上升，使用消泡劑可降低氣泡含量，保證砂漿拌合物硬化後表面光潔，無空洞。所述的納米材料為納米SiO2、納米CaCO3、納米Al2O3中的一種或幾種的混合物。所選用的納米材料可有效填充砂漿內部孔隙，增加其密實度，其較高的反應活性可促進砂漿後期強度穩定增長。所述的可再分散性乳膠粉為低玻璃化溫度柔性的可再分散乳膠 粉。這種乳膠粉可降低抗衝耐磨砂漿的彈性模量，減少其早期開裂指數，增強砂漿與基體的粘結力。所述的活性填料為粉煤灰和礦渣粉中的任何一種或兩種的混合物，其中粉煤灰為I級或II級粉煤灰，礦渣粉的比表面積為450 950m2/Kg。粉煤灰具有玻璃微珠的顆粒特徵及潛在的化學活性，對減少抗衝耐磨砂漿的用水量、增大砂漿的流動度、提高砂漿的密實程度和後期強度具有優良的效果。所選用的礦渣可保證砂漿後期強度穩定增長。所述的激活劑為熟石灰和硫酸鈉中的任何一種或兩種的混合物。激活劑可使活性填料的作用得以明顯的發揮，從而賦予砂漿更加優異的流動性及強度性能。 所述的聚丙烯纖維長度為2 15 mm,直徑為8 30 u m。摻入適量的聚丙烯纖維，可提高砂漿的早期抗裂性能，同時可降低砂漿的彈性模量。所述的膨脹劑為輕燒氧化鎂、氧化鈣或硫鋁酸鈣中的任何一種或幾種的混合物。與現有技術相比，本發明所達到的技術效果如下
I、本發明採用「矽酸鹽水泥39 48份；減水劑0. 05、. 25份；級配硬質細骨料45 50份；消泡劑0. 05、. 3份；納米材料0. 05^1. 5份」製成的抗衝耐磨砂漿，相對於公開號為CN102249636A的專利文件，本申請中採用這樣特定的組分，和這樣特定的配比，具有如下特別的技術效果衝磨強度較高，且其彈性模量低，與基體粘接能力強，抗裂性能優異；使用方便，可節省大量的人力和物力，降低施工成本；無毒，對人體無害，不汙染環境，同時，採用本發明上述組分和配比的技術方案，不同的組合方式均在本發明的具體實施方式
部分給出了詳細的實驗數據(參見表1)，以此驗證了上述效果。2、本發明所選用的矽酸鹽水泥的水化熱3d ( 260KJ/Kg，7d ( 300KJ/Kg，應用到本發明中可使抗衝耐磨砂漿具有水化熱較低，早期強度適中，後期強度穩定增長的性能。3、本發明所選用的級配硬質細骨料莫氏硬度指數為1(T20，細度指數為I. 8^3. 2，可確保抗衝耐磨砂漿的抗衝磨強度。4、本發明所選用的減水劑應用到砂漿中，通過減水劑的減水作用，可以降低砂漿施工時所需的用水量，確保其具備較高的流動度及保塑性能。5、本發明所選用的減水劑和可再分散性乳膠粉會使砂漿拌合物中含氣量上升，選用的消泡劑可降低氣泡含量，保證砂漿拌合物硬化後表面光潔，無空洞。6、本發明選用的粉煤灰為I級或II級粉煤灰，粉煤灰具有玻璃微珠的顆粒特徵及潛在的化學活性，對減少抗衝耐磨砂漿的用水量、增大砂漿的流動度、提高砂漿的密實程度和後期強度具有優良的效果。所選用的比表面積為450 950m2/Kg的礦渣可保證砂漿後期強度穩定增長。7、本發明選用的激活劑可使活性填料的作用得以明顯的發揮，從而賦予砂漿更加優異的流動性及強度性能。8、本發明選用的聚丙烯纖維長度為2 15 mm，直徑為8 30 y m，因此可提高砂漿的早期抗裂性能，同時可降低砂漿的彈性模量。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明做進一步的詳細說明。
實施例I :本實施例抗衝耐磨砂漿各組分及其重量份為低熱矽酸鹽水泥47份，玄武巖中砂50份，可再分散乳膠粉I. 5份，粉狀聚羧酸減水劑0. 2份，聚醚類消泡劑0. 3份，納米SiO2O. 4份，納米CaCO3O. 6份。
製備方法按上述重量份例稱取各組分，在混料機中進行混合，待混合均勻後形成產
品;
使用方法本抗衝耐磨砂漿加入適量水，使其稠度達到滿足使用要求；施工時採用常規的抗衝磨材料施工方法，主要用於水電工程修補。實施例2 :本實施例抗衝耐磨砂漿各組分及其重量份為低熱矽酸鹽水泥44份，玄武巖中砂44份，可再分散乳膠粉I. 0份，粉狀聚羧酸減水劑0. 10份，聚醚類消泡劑0. 20份，納米SiO2O. 7份，粉煤灰5份，礦渣5份。
製備方法和使用方法與實施例I相同。實施例3 :本實施例抗衝耐磨砂漿各組分及其重量份為中熱矽酸鹽水泥40份，石英中砂42份，可再分散乳膠粉I. 5份，粉狀聚羧酸減水劑0. 15份，聚醚類消泡劑0. 25份，納米SiO2O. 5份，粉煤灰5份，礦渣10份，硫酸鈉0. 6份。
製備方法和使用方法與實施例I相同。實施例4 :本實施例抗衝耐磨砂漿各組分及其重量份為低熱矽酸鹽水泥39份，玄武巖中砂44份，可再分散乳膠粉I. 0份，粉狀聚羧酸減水劑0. 2份，聚醚類消泡劑0. 28份，納米SiO2O. 5份，礦渣15份，聚丙烯纖維0. 02份。製備方法和使用方法與實施例I相同。實施例5 :本實施例抗衝耐磨砂漿各組分及其重量份為低熱矽酸鹽水泥41份，玄武巖中砂41份，可再分散乳膠粉I. 5份，粉狀聚羧酸減水劑0. 15份，聚醚類消泡劑0. 20份，納米SiO2O. 5份，礦渣15份，輕燒氧化鎂0. 25份，硫鋁酸鈣0. 4份。製備方法和使用方法與實施例I相同。實施例6 :本實施例抗衝耐磨砂漿各組分及其重量份為低熱矽酸鹽水泥43份，玄武巖中砂48份，可再分散乳膠粉I. 5份，粉狀聚羧酸減水劑0. 2份，聚醚類消泡劑0. 3份，納米SiO2O. 5份，粉煤灰6份，熟石灰0. 15份.硫鋁酸鈣0. 35份。實驗例本實驗測定了本抗衝耐磨砂漿的稠度、抗壓強度、粘結強度、開裂指數、彈性模量和抗衝磨強度，測試結果見下表I :
表I
權利要求
1.ー種抗衝耐磨砂漿，其特徵在於包括如下重量份的組分矽酸鹽水泥39 48份；級配硬質細骨料45 50份；減水劑O. 05 O. 25份；消泡劑O. 05 O. 3份;納米材料O. 05 I. 5份。
2.根據權利要求I所述的ー種抗衝耐磨砂漿，其特徵在於以重量份計，還包括有可再分散乳膠粉O. 3^1. 5份。
3.根據權利要求2所述的抗衝耐磨砂漿，其特徵在於以重量份計，還包括有活性填料O.5 5份。
4.根據權利要求3所述的抗衝耐磨砂漿，其特徵在幹以重量份計，還包括有激活劑O.02 O. 5 份。
5.根據權利要求I所述的抗衝耐磨砂漿，其特徵在於以重量份計，還包括有活性填料O.5 5份，和聚丙烯纖維O. 01 O. 07份。
6.根據權利要求3所述的抗衝耐磨砂漿，其特徵在幹以重量份計，還包括有膨脹劑O.Γ1. 5 份。
7.根據權利要求6所述的抗衝耐磨砂漿，其特徵在幹以重量份計，還包括有聚丙烯纖維O. 01 O. 07份，和激活劑O. 02 O. 5份。
8.根據權利要求I所述的ー種抗衝耐磨砂漿，其特徵在於所述的矽酸鹽水泥的水化熱 3d く 260KJ/Kg,7d ^ 300KJ/Kg。
9.根據權利要求I所述的ー種抗衝耐磨砂漿，其特徵在於所述的納米材料為納米SiO2、納米CaCO3、納米Al2O3中的ー種或幾種的混合物。
10.根據權利要求I所述的ー種抗衝耐磨砂漿，其特徵在於所述的活性填料為粉煤灰和礦渣粉中的任何ー種或兩種的混合物，其中粉煤灰為I級或II級粉煤灰，礦渣粉的比表面積為450 950m2/Kg。
全文摘要
本發明公開了一種抗衝耐磨砂漿，涉及水電工程修補材料領域，解決現有水電工程中建築被挾砂、石水流衝磨損壞後修補困難的難題。包括如下重量份的組分矽酸鹽水泥39~48份；級配硬質細骨料45~50份；減水劑0.05~0.25份；消泡劑0.05~0.3份；納米材料0.05~1.5份。本砂漿抗衝耐磨強度高，彈性模量低，抗裂性能優良，是一種應用價值較高的水工修補用成品材料。
文檔編號C04B28/04GK102674770SQ201210145260
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月11日 優先權日2012年5月11日
發明者吳勇, 曲良煥, 杜青林, 楊代六, 田先忠, 陽運霞, 黎茜 申請人:中國水電顧問集團成都勘測設計研究院, 四川嘉華企業(集團)股份有限公司