專利名稱：：一種新型修補材料的制作方法
技術領域：
：本發明屬于建筑材料與高分子材料
技術領域：
，涉及一種用于混凝土橋梁、大壩、道路、建筑、涵洞、隧道的快速修補材料，尤其是一種纖維聚合物修補材料。
背景技術：
：混凝土是一種非均質的多孔脆性材料，其內部存在大量的孔隙，抗拉強度低并且缺乏韌性。一旦外界張力超過其抗拉能力，就會產生裂縫。引起混凝土開裂的原因很多，主要有收縮、溫度應力、地基不均勻沉降、堿集料反應等。而混凝土一旦出現了裂縫，不僅會為外部侵蝕介質進入混凝土提供便利條件，加速破壞進程，影響其耐久性，而且會影響其外觀。特別是一些新建的混凝土工程，由于施工時的溫度應力或是養護不當而產生一些裂縫，如果將其刨除重新澆注，不僅會帶來人力、物力和財力的巨大浪費，造成巨大的經濟損失，而且會延誤工期。因此，如果能對裂縫及時進行修補，使其不影響原有的功能，將會帶來巨大的經濟效益和社會效益。多年來，國內外科技工作者已經研制了大量的混凝土修補材料，提出了水泥基修補材料和聚合物類修補材料等多種混凝土修補材料，對混凝土工程進行維護和修補。但是，目前混凝土道面裂縫多采用水泥基修補材料蓋被的方法進行修補，該方法不僅工程巨大，所需周期較長，而且會使修補后的混凝土道面有不同程度的增高，不適宜于多次修補；另外，更重要的是造成混凝土破壞的因素(如硫酸鹽侵蝕、堿集料反應等)同樣會導致蓋被混凝土的破壞。聚合物類修補材料在這方面顯示出了其獨有的優勢。該類修補材料具有良好的耐侵蝕性能，化學穩定性好，而且強度高、韌性好，與舊混凝土有良好的粘結。聚合物基水泥混凝土修補材料可以滲進微細裂縫和孔隙中，同時在表面形成薄膜，起到很好的表面封閉作用，可以有效的保護混凝土。聚合物基修補材料在新老界面間有較強的粘結力，該性能使得經多年使用后的混凝土可以重新進行修補。
發明內容本發明的目的在于提供一種新型修補材料，具有快凝、快硬、高強、防水抗滲、耐低溫、耐侵蝕、使用壽命長等特點。為達到以上目的，本發明所采用的解決方案是—種新型修補材料，其包括灰份、聚合物乳液份、纖維份。其各組分的質量百分比含量分別為灰份為70%75%，聚合物乳液份為20%22%，纖維份為5%8%。所述灰份包括快硬硫鋁酸鹽水泥、減水劑、膨脹劑和催凝劑。所述灰份各組分的質量百分比含量分別為快硬硫鋁酸鹽水泥為96%98%，減水劑為0.8%1.5%，膨脹劑為0.8%1.5%，催凝劑為0.4%1%。所述減水劑為萘系減水劑、FDN減水劑、聚羧酸減水劑或HSB脂肪族高效減水劑。所述膨脹劑為鈣礬石、氧化鎂或氧化鈣。所述催凝劑為碳酸鋰或氫氧化鈣。所述聚合物乳液份為聚乙烯-醋酸乙烯乳液、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯或環氧樹脂乳液。所述纖維份為聚丙烯纖維或鋼纖維。按照上述比例制得的修補材料可以直接拌制快速修補，適用于混凝土橋梁、大壩、道路以及房屋建筑的快速修補，其與混凝土結合細密、強度高、防水性能持久且耐腐蝕，且本發明使用時不需要對施工基面找平、做保護層，省時省工，是一種無毒、無污染的環保的修補材料。由于采用了上述方案，本發明具有以下特點1)本材料可以直接拌制快速修補，加固，補強混凝土，無需添加其它輔助材料。2)本材料可抵抗硫酸鹽與NaCl的侵蝕，也可以用于海洋混凝土工程以及寒冷地區需要撒鹽防凍的混凝土路面的修補。3)本材料由于加入膨脹劑，補償了水泥的收縮，有效的防止了裂縫的產生，以及由于聚合物自身具有較強的粘性，使得新舊混凝土粘結牢固，不易脫落。4)纖維的加入使得混凝土的韌性和耐磨性進一步增強。5)由于聚合物有效的減少了混凝土的空隙，使得防水防凍性能十分顯著。6)本材料所需用的主要原材料均有市售，易于實施。具體實施例方式以下結合附圖所示實施例對本發明作進一步的說明。本發明的修補材料加入了膨脹劑和減水劑，能有效緩解水泥快速硬化帶來的內應力，有效的防止聚合物水泥修補過后再次產生裂縫，其次加入了纖維成分，能有效減少內應力，增加聚合物水泥的韌度以及模量，進一步提高了混凝土的抗裂性能。其主要由7075%的灰份提供了早期強度，其中灰份包括96%98%的快硬硫鋁酸鹽水泥，0.8%1.5%的減水劑，0.8%1.5%的膨脹劑以及0.4%1%催凝劑，2225%的聚合物乳液提供了較強的粘結性能以及防水性能，再加58%的纖維份，起到了加筋作用，提高了混凝土的韌度，并且進一步提高了混凝土的抗裂性能。用其配制的漿料小時抗折強度高，并且后期持續增長，不僅可以用于路面、橋面、橋墩、建筑墻面、大壩、機場跑道與停機坪混凝土缺陷的修補，而且還可以用于其它混凝土構建的加固和補強。快硬硫鋁酸鹽水泥的水化產物是鈣礬石提供了早期強度、微膨脹性與耐侵蝕性。聚合物本身在快硬硫鋁酸鹽水泥制得的混凝土中形成聚合物網絡結構，并與硬化的水泥漿體形成的連續結構相互交織，使混凝土的結構得到加強。當聚合物乳液在混凝土攪拌過程中摻入混凝土后，乳液中的聚合物顆粒均勻分散在水泥混凝土體系中。隨著水泥顆粒的水化，體系中一部分水被水泥水化所結合，聚合物懸浮液中的水分被轉移，聚合物顆粒在水化產物和未水化顆粒表面、毛細孔中絮凝，拌合物中較大的空隙被絮凝的聚合物所填充。隨著水泥水化的進一步進行，聚合物之間的水分逐漸被水泥水化所結合，絮凝的聚合物逐漸交叉搭接在一起。隨著水泥水化的進一步深化，聚合物幾乎全部聚集在水泥漿體孔隙中，聚合物中的水分被水泥水化吸收后，聚合物顆粒相互靠近聚合成一個整體，在混凝土空間內形成連續的網狀結構的聚合物膜。聚合物膜網絡同水泥水化產物網絡相互交織纏繞在一起，形成一種互穿網絡結構，并把混凝土骨料包裹入其中。水泥產物與聚合物膜的互穿網絡結構使混凝土的抗拉強度、斷裂韌性得到改善，密實性得到提高，從而使聚合物水泥防水混凝土具有較強的抗裂防滲能力。其次，聚合物與水泥水化產物間發生的相互作用，也改善了水泥漿體及混凝土的結構。當聚合物水泥混凝土加水拌合后，一些聚合物分子中的活性基團可能與水泥水化產物中的&2+313+等產生交聯反應，形成特殊的橋鍵作用，可改善水泥硬化漿體微結構，緩解內應力，減少微裂紋的產生，從而增強了聚合物水泥防水混凝土的致密性。聚合物與水泥水化產物之間也可通過氫鍵、范德華引力而相互作用，對水泥漿體及混凝土的微結構起一定的改善作用。此外，聚合物乳液對新拌混凝土有一定的減水作用。聚合物的摻入，能改善聚合物水泥防水混凝土的工作性，可降低混凝土的水灰比，從而可降低混凝土的孔隙率，改善混凝土的孔結構，達到增強聚合物水泥防水混凝土的抗滲防水功能的效果。合成本材料所使用的快硬硫鋁酸鹽水泥，標號不低于525#，其主要成分見表1。高效減水劑的減水效率不低于25%，碳酸鋰等催凝劑均為市售工業級商品，其細度為6.8%。具體實施的配方，見表2。測試其粘結強度，壓縮強度等，結果見表3。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>文中所述比例均為質量百分比。上述的對實施例的描述是為便于該
技術領域：
的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，對于本發明做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。權利要求一種新型修補材料，其特征在于其包括灰份、聚合物乳液份、纖維份。2.如權利要求1所述的新型修補材料，其特征在于其各組分的質量百分比含量分別為灰份為70%75%，聚合物乳液份為20%22%，纖維份為5%8%。3.如權利要求1或2所述的新型修補材料，其特征在于所述灰份包括快硬硫鋁酸鹽水泥、減水劑、膨脹劑和催凝劑。4.如權利要求3所述的新型修補材料，其特征在于所述灰份各組分的質量百分比含量分別為快硬硫鋁酸鹽水泥為96%98%，減水劑為0.8%1.5%，膨脹劑為0.8%1.5%，催凝劑為0.4%1%。5.如權利要求3所述的新型修補材料，其特征在于所述減水劑為萘系減水劑、FDN減水劑、聚羧酸減水劑或HSB脂肪族高效減水劑。6.如權利要求3所述的新型修補材料，其特征在于所述膨脹劑為鈣礬石、氧化鎂或氧化鈣。7.如權利要求3所述的新型修補材料，其特征在于所述催凝劑為碳酸鋰或氫氧化鈣。8.如權利要求1所述的新型修補材料，其特征在于所述聚合物乳液份為聚乙烯-醋酸乙烯乳液、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯或環氧樹脂乳液。9.如權利要求1所述的新型修補材料，其特征在于所述纖維份為聚丙烯纖維或鋼纖維。全文摘要一種新型修補材料，其包括灰份、聚合物乳液份、纖維份，其中灰份包括快硬硫鋁酸鹽水泥、減水劑、膨脹劑和催凝劑，而各組分的質量百分比含量分別為灰份為70％～75％，聚合物乳液份為20％～22％，纖維份為5％～8％。按照上述比例制得的修補材料可用于混凝土橋梁、大壩、道路以及房屋建筑的快速修補，其與混凝土結合細密、強度高、防水性能持久且耐腐蝕，且本發明使用時不需要對施工基面找平、做保護層，省時省工，是一種無毒、無污染的環保的修補材料。文檔編號C04B111/72GK101698589SQ20091019838公開日2010年4月28日申請日期2009年11月6日優先權日2009年11月6日發明者殷娟,王光成,王維,陳明波申請人:同濟大學