[发明专利]一种单组分高强抗渗薄层修补砂浆及制备方法和应用

说明书

本发明属于混凝土修补材料领域，公开了一种单组分高强抗渗薄层修补砂浆及制备方法和应用。该修补砂浆包括特种水泥400‑500份，重钙0‑60份，骨料400‑500份，可再分散胶粉30‑40份，纤维2‑5份，纤维素醚0.6‑1.0份，其他助剂2.3‑6.9份和水160‑180份；所述其他助剂包括缓凝剂2‑5份和早强促凝剂0.3‑0.8份，以及任选地包括减水剂0.2‑0.6份和消泡剂0.2‑0.5份。本发明与混凝土具有很好的相容性和高强的粘结强度，增加了混凝土结构的耐腐蚀性和防水抗渗性能，同时减少混凝土修补工序和工期，增加了混凝土结构的耐久性和使用寿命。

技术领域

本发明属于混凝土修补材料领域，具体地，涉及一种单组分高强抗渗薄层修补砂浆及制备方法和应用。

背景技术

在现代的建筑行业中，水泥混凝土是建筑工程中使用量最大、应用最广泛的建筑材料。一般情况下，混凝土结构具有较好的长期性和较高的耐久性。但随着使用年限的增加和一些其他的内部或外部因素，会使水泥混凝土材料的耐久性降低，如自然界各种物理、化学及生物因素作用，会加剧混凝土的破坏，甚至是有些新建的混凝土工程，如果设计、施工及养护方法不合理，也会导致裂缝、孔洞、蜂窝、麻面等病害，甚至发生倒塌。为了提高混凝土的耐久性，延长建筑物的使用寿命，研制并应用混凝土修补及防护材料具有十分重要的意义。

从经济的角度来看，世界各国每年因混凝土破坏会造成相当大的费用损失。据美国承包人联合会估计，对美国现有的混凝土基础设施进行修补和改造需要耗时19年，花费3.3万亿以上。英国需要重修或大修的钢筋混凝土结构占总量的36％以上。在我国，混凝土的修补、修复与防护问题也日益突出。有人预测，在21世纪，世界上需要改造和修复的基础设施工程量将大大超过新建建筑的工程量。因此，混凝土修补材料将具有广阔的市场前景。

混凝土修补材料的分类方法有许多种。如果是按使用用途来分类，主要有：裂缝修补材料、密封材料、灌浆材料、快速修补材料、表面防护材料等。从胶凝材料的性质来看，主要分为：水泥基胶凝材料、聚合物水泥基胶凝材料、环氧树脂基材料等。按照最本质的化学成分，水泥混凝土修补材料一般可分为无机类、有机类和有机无机复合类材料。按照材料组成可分为单组份材料和双组份材料。

无机类如普通硅酸盐水泥和特种水泥(如快硬硅酸盐水泥、高铝水泥、磷酸镁水泥等)，具有成本低、环保、价廉等优点，而且与旧混凝土性能一致。但普通硅酸盐水泥的修补周期较长，粘结强度低，容易造成新旧界面粘结不牢、开裂，从而导致混凝土出现再度损坏等质量问题。特种水泥早期强度发展较快，但容易出现后期强度倒缩问题导致粘结失效。此类材料多为单组分材料，方便运输及储存。

有机类是指以高分子聚合物如环氧树脂、丙烯酸、聚酯树脂等各种树脂为主要原料，加入一定量的填料、固化剂、增塑剂等进行改性的修补材料，这类材料具有耐化学腐蚀、抗冲击、粘结强度高等优点。这类材料适用于混凝土结构的裂缝修补、加固补强、耐腐蚀修补、接缝损坏修补等。缺点是树脂材料的早期发热量大，硬化浆体脆性大，收缩也比较大，稀释剂、固化剂等外加剂因有毒性还可能造成环境的污染。而且聚合物与基材的相容性较差，如热膨胀系数和弹性模量都与基材相差较大，在发生热变形时会在界面过渡区产生高的剪力和拉力而引起修补材料的脱落。同时有机类材料在环境作用下易于老化，降低了耐久性能。此类材料多为双组份材料，相对于无机材料，材料成本和运输、储存成本均较高。

有机无机复合类是以有机聚合物和无机胶凝材料结合而成的一种新型复合修复材料，如各类聚合物水泥混凝土和聚合物水泥砂浆等。有机无机复合修补材料结合了有机聚合物和无机胶凝材料的优点，不仅具有抗冲击、高强粘结等特点，且混凝土基层有很好的相容性，如热膨胀系数和弹性模量等。因此有机无机复合类材料越来越多地应用于修补、耐腐蚀和装饰等工程领域。