[发明专利]一种碳纤维网格加固专用砂浆及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种碳纤维网格加固专用砂浆及制备方法。

背景技术

碳纤维网格加固系统指的是碳纤维网格与之配套的砂浆技术，砂浆保证了碳纤维网格与混凝土的共同作用。国内使用聚合物砂浆已有40多年的历史，用的比较多的是作为工程修补材料。现有技术中，普通砂浆或其它一些聚合物改性的砂浆的硬化体在长期处于冷热、干湿、冻融等不同循环周期的自然条件下，容易引起砂浆材料与被胶接材料之间结合强度弱化；由于砂浆自身结构和强度的削弱，容易出现开裂、起鼓等质量问题。而在实际使用中，砂浆层开裂不仅影响结构的外观质量，而且有害介质通过面层砂浆的裂缝可能渗入到内部结构，引起钢筋锈蚀、使工程耐久性劣化。

相比于普通砂浆，现有聚合物砂浆在强度、韧性、粘接性和耐久性等方面有较大提高。如林玉梅等在《聚合物改性砂浆耐久性的试验研究》一文中，采用正交试验表明聚合物干粉砂浆与普通砂浆作对比，聚合物改性砂浆均表现出良好的力学性能、粘接性能和耐久性能。但聚合物乳液砂浆仍旧存在耐久性和成本方面存在问题，由于聚合物高分子链的刚性及交联程度，其内部存在的不饱和键影响耐久性能的进一步提高；再者聚合物的成本是水泥的10倍甚至100倍以上，成本较高。此外，并非所有的聚合物乳液对水泥砂浆的粘接性能都有改善的作用，如在砂浆中加入丙烯酸酯乳液可能是因为有些聚合物与水泥体系不相容，影响水泥水化进程；并且有些聚合物本身也会因为水泥体系的碱性而降解，如氯偏乳液在砂浆中会发生降解。因此，选择合适的聚合物乳液并制备成性能优异的聚合物砂浆，特别是开发一种与碳纤维网格配套使用的双组分聚合物乳液改性砂浆是本发明的重点。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中聚合物乳液改性砂浆存在的力学性能、耐久性能不足，提供一种碳纤维网格加固专用砂浆及制备方法，该生产工艺简单、生产成本低，所得砂浆耐久性和力学性能优异。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种碳纤维网格加固专用砂浆，所述砂浆包括砂浆粉料和聚合物乳液；所述聚合物乳液占砂浆的质量比为17-36％，聚合物乳液是由苯乙烯、聚丁二烯乳液、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酸(MAA)制备而成的四元共聚的羧基丁苯乳液；所述砂浆粉料包括占砂浆粉料质量比的如下各组分：40-50％水泥、40-60％级配砂、2-4％微硅粉、0.04-0.08％减水剂、0.01-0.02％消泡剂、0.03-0.05％羟丙基甲基纤维素醚和0.1％-0.3％聚丙烯纤维。

优选的，所述聚合物乳液占砂浆的质量比为18％；所述水泥为44％、级配砂为53％、微硅粉为1.8％、减水剂为0.09％、消泡剂为0.02％、羟丙基甲基纤维素醚为0.04％、聚丙烯纤维为0.22％。

优选的，所述水泥为硅酸盐水泥52.5；所述级配砂的目数为20-80目；所述微硅粉的目数为1000-5000目；所述减水剂为聚羧酸减水剂；所述消泡剂为固体消泡剂5315；所述纤维为3-9mm短切聚丙烯纤维按2:1的比例组成。

一种碳纤维网格加固专用砂浆的制备方法，包括如下步骤：

S1：聚合物乳液改性：采用半连续核壳种子乳液聚合方法，按质量比12:6:1:1将聚丁二烯乳液、苯乙烯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酸加入反应釜中混合，温度设置为 65-70℃，搅拌时间5h；

S2：聚合物乳液砂浆制备：40-50％水泥、40-60％级配砂、2-4％微硅粉、0.04-0.08％减水剂、0.01-0.02％消泡剂、0.03-0.05％纤维素醚和0.1％-0.3％聚丙烯纤维均匀混合得混合料，随后将混合料加入到水泥中，持续搅拌10-20min，即得砂浆粉料；将聚合物乳液加入到砂浆粉料中，聚合物乳液占砂浆的质量比为18-20％，持续搅拌10-20min，即得到聚合物乳液砂浆。

优选的，步骤S1中所述聚丁二烯乳液为、苯乙烯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酸；温度设置为68℃；搅拌速度为200r/min。

优选的，步骤S2中将混合料加入到水泥中持续搅拌15min；将聚合物乳液加入到砂浆粉料持续搅拌15min。

有益效果：