一种防渗抗裂水泥基砂浆及其制备方法与流程

专利2025-06-06  29


本发明涉及建筑砂浆,尤其涉及一种防渗抗裂水泥基砂浆及其制备方法。


背景技术:

1、目前,墙体混凝土在工程应用中不可避免地产生开裂和损坏,不仅严重影响混凝土结构的正常使用,同时带来很大的安全隐患和经济损失。混凝土结构服役期间,若不能及时修复裂缝,外界水和侵蚀性介质则会不断从材料表面缺陷渗入,从而将造成混凝土耐久性的加速劣化。

2、为了解决混凝土开裂的问题,一般采用外贴保温材料等手段。外贴保温材料一般为有机材料,与原有混凝土粘合的整体性较差,耐久性较低。水泥基砂浆是指由水泥、骨材、水、以及根据需要而加入的石灰、添加剂混合而成的砂浆,墙体混凝土保护层多为普通水泥基砂浆,不仅容易开裂,而且还不具有防渗、保温性能。现有保温砂浆由于内部孔隙率较大,砂浆强度比较低,耐久性较差,虽然可掺杂有机材料,但会造成力学性能明显不足,同时防开裂防渗性能也无法满足需求,存在安全隐患。

3、如何解决水泥基砂浆防渗抗裂问题,并保证其保温性能,提高混凝土结构的耐久性与使用寿命,具有极为现实意义。


技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种防渗抗裂水泥基砂浆及其制备方法。

2、一种防渗抗裂水泥基砂浆,其原料按质量份包括:水泥55-80份,粉煤灰35-50份,脱硫石膏10-20份,玻化微珠10-20份,膨胀珍珠岩14-20份,丙烯酸酯乳液2-5份,砂浆增强剂2-6份,聚丙烯纤维1-3份,丙烯酸1.5-3.2份,引气剂0.4-1份,甲酸钙0.1-1份,减水剂1-2份,水120-180份。

3、砂浆增强剂采用如下步骤制取:将丙交酯、癸内酯、甘油混合,氮气保护下140-150℃搅拌至熔融,加入催化剂搅拌10-20h,冷却至室温,加入至甲苯中,氮气保护下加入二苯基甲烷二异氰酸酯搅拌1-2h,加入端氨基聚酰胺胺搅拌5-10h,降至室温,离心,洗涤,真空干燥。

4、水泥包括:硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥。

5、优选地,硅酸盐水泥为p.o.42.5硅酸盐水泥。

6、优选地,快硬硫铝酸盐水泥为p.o.42.5快硬硫铝酸盐水泥。

7、优选地,硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥的质量比为40-50:5-15。

8、优选地,粉煤灰为ii级粉煤灰,烧失量≤8%,细度≤20%,活性指数28d≥70%。

9、优选地,丙烯酸酯乳液中固含量为45-65%。

10、优选地,减水剂为聚羧酸系减水剂。

11、优选地,聚丙烯纤维的长度为3-19mm,直径为0.2-0.5mm。

12、优选地,砂浆增强剂中,丙交酯、癸内酯、甘油、催化剂、二苯基甲烷二异氰酸酯、端氨基聚酰胺胺的质量比为1-3:1-4:0.01-0.1:0.01-0.1:1-2:5-10。

13、优选地,砂浆增强剂中,催化剂为辛酸亚锡。

14、优选地,砂浆增强剂中,端氨基聚酰胺胺的代数为1.0-3.0代。

15、上述防渗抗裂水泥基砂浆的制备方法,包括如下步骤:

16、s1、将聚丙烯纤维送入辉光放电等离子发生器,20-25kv放电处理5-15min,浸泡至丙烯酸溶液中,254nm紫外光照10-30min,紫外光照过程中维持温度为30-50℃,得到活化聚丙烯纤维;

17、s2、将水泥、脱硫石膏、粉煤灰、玻化微珠、砂浆增强剂、膨胀珍珠岩混合均匀,再加入丙烯酸酯乳液、活化聚丙烯纤维、水搅拌1-5min,加入引气剂、减水剂、甲酸钙继续搅拌10-30s。

18、优选地,丙烯酸溶液的质量分数为10-16%。

19、有益效果:

20、本发明采用硅酸盐水泥与快硬硫铝酸盐水泥复配,不仅硬化后产生很高的早期强度,而脱硫石膏可与快硬硫铝酸盐水泥生反应促使早期硬化体膨胀,不仅有助于增强抗渗效果,而且提高基体密实性,一方面提高保温性能,另一方面利于后期强度的增长。

21、本发明对聚丙烯纤维活化后在其表面接枝丙烯酸,既能增强聚丙烯纤维与基体的相容性和界面结合力,有利于保持聚丙烯纤维在基体中的良好分散状态;又可与丙烯酸酯乳液亲和性极高,并发生一定程度聚合,在基体中形成网状结构,在拉应力作用下可与基体一起移动变形,使保温砂浆层的抗压强度大大增强。

22、经过试验发现:聚丙烯纤维、丙烯酸、丙烯酸酯乳液和胶凝物质的质量比为1-3:1.5-3.2:2-5:100-150时,保温砂浆层的抗压强度、防渗效果最佳;若聚丙烯纤维或丙烯酸用量下降,则保温砂浆层的抗压强度随之降低;若聚丙烯纤维或丙烯酸用量过高,又会造成活化聚丙烯纤维在基体中分散均匀性开始变差,受力时引起局部应力过于集中,导致抗压强度明显降低,而且防渗效果和耐久性均变差。

23、由于端氨基聚酰胺胺呈树枝状结构且端部含有大量活性氨基,本发明在其树枝结构端部结合多臂高分子,不仅可在水泥砂浆基体中充分伸展,发生相互作用,其多臂结构可有效促使玻化微珠和膨胀珍珠岩在体系均匀分散,两者协同作用形成良好的骨架结构,有利于后期固化抗压强度的增长。同时砂浆增强剂的分子链具有极好柔顺性,可与丙烯酸酯乳液配合,可在浆料硬化过程中逐渐失水,不仅能改善砂浆的柔性,提高浆体流动性,同时在水泥水化的过程中可与水泥、骨料(玻化微珠和膨胀珍珠岩)形成互穿网络结构,起到类似增韧纤维的作用,不仅有效防止水泥制品的开裂,而且具有密实填充和防收缩的作用,保温性能优异。

24、本发明水泥基砂浆设计合理,操作方便,具有早期强度高,后期强度发展稳定的特点,保温强度高的同时防渗抗裂性能优异,并改善砂浆的柔韧性,显著提高砂浆流动性,施工方便,适于大规模推广应用。



技术特征:

1.一种防渗抗裂水泥基砂浆,其特征在于,其原料按质量份包括:水泥55-80份,粉煤灰35-50份,脱硫石膏10-20份,玻化微珠10-20份,膨胀珍珠岩14-20份,丙烯酸酯乳液2-5份,砂浆增强剂2-6份,聚丙烯纤维1-3份,丙烯酸1.5-3.2份,引气剂0.4-1份,甲酸钙0.1-1份,减水剂1-2份,水120-180份;

2.根据权利要求1所述防渗抗裂水泥基砂浆,其特征在于,水泥包括:硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥;

3.根据权利要求1所述防渗抗裂水泥基砂浆,其特征在于,粉煤灰为ii级粉煤灰,烧失量≤8%,细度≤20%,活性指数28d≥70%。

4.根据权利要求1所述防渗抗裂水泥基砂浆,其特征在于,丙烯酸酯乳液中固含量为45-65%。

5.根据权利要求1所述防渗抗裂水泥基砂浆,其特征在于,减水剂为聚羧酸系减水剂。

6.根据权利要求1所述防渗抗裂水泥基砂浆,其特征在于,聚丙烯纤维的长度为3-19mm,直径为0.2-0.5mm。

7.根据权利要求1所述防渗抗裂水泥基砂浆,其特征在于,砂浆增强剂中,丙交酯、癸内酯、甘油、催化剂、二苯基甲烷二异氰酸酯、端氨基聚酰胺胺的质量比为1-3:1-4:0.01-0.1:0.01-0.1:1-2:5-10。

8.根据权利要求1所述防渗抗裂水泥基砂浆,其特征在于,砂浆增强剂中,催化剂为辛酸亚锡。

9.根据权利要求1所述防渗抗裂水泥基砂浆,其特征在于,砂浆增强剂中,端氨基聚酰胺胺的代数为1.0-3.0代。

10.一种如权利要求1-9任一项所述防渗抗裂水泥基砂浆的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:


技术总结
本发明涉及建筑砂浆技术领域,具体公开了一种防渗抗裂水泥基砂浆,原料按质量包括:水泥55‑80,粉煤灰35‑50,脱硫石膏10‑20,玻化微珠10‑20,膨胀珍珠岩14‑20,丙烯酸酯乳液2‑5,砂浆增强剂2‑6,聚丙烯纤维1‑3,丙烯酸1.5‑3.2,引气剂0.4‑1,甲酸钙0.1‑1,减水剂1‑2,水120‑180;本发明水泥基砂浆设计合理,操作方便,具有早期强度高,后期强度发展稳定的特点,保温强度高的同时防渗抗裂性能优异,并改善砂浆的柔韧性,显著提高砂浆流动性,施工方便,适于大规模推广应用。

技术研发人员:薛承松,梁俊德
受保护的技术使用者:天津和旭新型建材有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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