混凝土建筑抗磨蝕薄層修補材料及修補施工方法技術

本發明專利技術涉及一種混凝土建筑抗磨蝕薄層修補材料及修補施工方法。該修補材料包括固體組分A和液體組分B，A含偏高嶺土40.0%～60.0%、超細天然沸石粉20.0%～40.0%、石膏10.0%～20.0%；B含聚合物乳液60.0%～80.0%、減水劑1.0%～2.0%、二元醇類化合物5.0%～10.0%、消泡劑0～0.05%、引氣劑0～0.05%、保坍劑0～1.0%、水6.9%～34.0%。本發明專利技術能顯著改善與基底混凝土的粘結性能，大幅減少收縮，避免開裂，且配制的修補砂漿和易性好，流動性經時損失小，以其修補形成的抗磨蝕薄層抗壓強度高、抗沖磨和抗氣蝕能力好，線性熱膨脹系數與基底混凝土相一致。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種薄層修補材料及修補施工方法，具體涉及一種適用于水電工程受高速水流沖刷部位的。
技術介紹
我國經過60年的發展，在大壩建設方面已經取得巨大成就。截止2008年，我國已建及在建的30米以上大壩共5100多座，其中高度在100米以上的有140多座。這些大壩在運行過程中，其溢流壩、溢洪道、泄洪洞、沖砂洞、閘室、底板、護坦、消力池等部位，長期受懸移質泥沙的沖刷磨損、推移質的沖擊磨損和高速水流的空蝕，極易造成嚴重的磨蝕破壞。 對水工建筑物破壞情況大型調查結果表明已建大中型水電工程中有近70%的工程存在磨蝕破壞。受磨蝕破壞部位的修復是一項風險高、難度大、涉及面廣的系統工程，尤其是抗磨蝕薄層修補?？鼓ノg薄層修補必須解決三個關鍵技術問題(1)薄層修補材料應與基底混凝土有相近的線性熱膨脹系數，能夠與基底混凝土具有很好的溫度適應性，否則易因溫度變形不一致導致修補界面產生裂縫，導致剝離破壞；(2)薄層修補材料應與基底混凝土牢固地粘，保證很好的整體一致性，否則會出現剝落；(3)受基底混凝土的強約束，易因收縮產生嚴重開裂，修補材料應具有很好的韌性和抗裂能力。水電工程磨蝕破壞常使用環氧砂漿和硅粉混凝土 (砂漿)進行修補。環氧砂漿在修補過程中存在一些問題(1)環氧砂漿線性熱膨脹系數與基底混凝土相差較大，容易產生剝離破壞，例如已公開的中國專利技術專利“一種混凝土過水面的抗沖磨蝕與防滲材料”(申請號為200910088946. 7)公開了一種以環氧樹脂為主材的抗磨蝕與防滲材料，其線性熱膨脹系數為5. 5X 10_5/°C 5. 7X 10_5/°C，而基底混凝土的線性熱膨脹系數一般在1. OX 10_5/°C 左右，兩者相差較大，難以具有較好的溫度適應性；(2)施工時要求基面干燥，實際施工時較難達到；(3)環氧砂漿施工較復雜，施工速度慢，不易大面積使用；(4)環氧樹脂有毒，對施工工人身體有害；(5)成本高。硅粉能夠顯著地提高混凝土(砂漿)的抗沖耐磨能力和抗空蝕的能力，但硅粉抗沖磨混凝土 (砂漿)拌合物不易泌水，當澆筑后混凝土表面水分蒸發速度大于泌水速度時，容易出現塑性收縮裂縫；且硅粉抗沖磨混凝土(砂漿)的水膠比一般比較低，設計強度等級高，早期強度發展過快，水化熱集中釋放，干縮和自干燥收縮較大，極易發生裂縫。由于現場混凝土收縮，使粗骨料界面產生了微裂縫，成為液相進入混凝土的最便捷的通道，嚴重影響了水工建筑物運行過程中抗沖磨混凝土的性能。近年來，在硅粉混凝土(砂漿)中摻入聚丙烯纖維和鋼纖維，以減少開裂，亂向分布的纖維形成網架結構，可阻止原生裂縫的擴展，延緩新裂縫的發生和發展。另外，在硅粉混凝土中也摻入膨脹劑來補償混凝土的收縮，減少開裂。已公開的中國專利技術專利“無機高抗沖磨混凝土修補材料”(申請號為200910273163. 6)公開了一種抗沖磨混凝土修補材料，主要由硅酸鹽類礦物、火山灰質混合料、二氧化硅粉粒、硫鋁酸鹽礦物、脂肪醇聚氧乙烯醚類高分子量的聚合物、纖維素醚、聚丙烯纖維、二氧化硅固體顆粒組成，該修補材料的抗沖磨強度較低，只有1.05 /(g/cm2)，粘結強度也偏低，標養30d時粘結軸拉強度僅為3. SSMPa0在薄層修補時，使用該專利產品仍然存在粘結強度不夠、易開裂、抗磨蝕性能低等問題，在高速水流的作用下易從基底上剝落，難以保證抗磨蝕修補質量。
技術實現思路
基于水電混凝土建筑工程運行過程中嚴重的磨蝕破壞，本專利技術針對抗磨蝕薄層修補存在的三個關鍵技術問題，提出一種適用于水電工程受高速水流沖刷部位的混凝土建筑抗磨蝕薄層修補材料，該材料克服了環氧砂漿與基底混凝土線性熱膨脹系數差別大、需要干燥基面、成本高、有毒等缺陷以及硅粉抗沖磨材料存在的塑性收縮、干燥收縮和自干收縮大，易開裂的技術問題，具有較高的抗沖磨和抗空蝕的性能，并顯著改善與基底混凝土的粘結性能，大幅減少收縮，降低開裂可能性，且配制的修補砂漿和易性好，流動性經時損失小。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是一種混凝土建筑抗磨蝕薄層修補材料，包括固體組分A和液體組分B，以重量百分比計，所述固體組分A包括偏高嶺土 40. 0% 60. 0%、超細天然沸石粉20. 0% 40. 0%、石膏 10. 0% 20. 0% ；所述液體組分B包括聚合物乳液60. 0% 80. 0%、聚羧酸系高性能減水劑 1. 0% 2. 0%、二元醇類化合物5. 0% 10. 0%、水溶性消泡劑0 0. 05%、引氣劑0 0. 05%、 保坍劑 1. 0%、水6. 9% 34. 0%。所述偏高嶺土的比表面積大于1500m2/kg。所述超細天然沸石粉的比表面積大于1000m2/kg。所述石膏為硬石膏、半水石膏、二水石膏中的至少一種，細度小于100目。所述聚羧酸系高性能減水劑為符合JG/T 223 “聚羧酸系高性能減水劑”標準中一等品技術要求的緩凝型和非緩凝型產品中的至少一種。所述聚合物乳液為丙烯酸酯共聚乳液、SBR聚合物乳液中的至少一種。所述二元醇類化合物為亞烷基二醇、聚氧化烯二醇、聚丙撐二醇中的至少一種。所述水溶性消泡劑為改性聚硅氧烷消泡劑、有機硅消泡劑、硅油粉末型消泡劑中的至少一種。所述引氣劑為三萜皂甙、十二烷基硫酸鈉、AE-200引氣劑中的至少一種。所述保坍劑為聚羧酸類保坍劑、羥基羧酸鹽、胺基羧酸鹽中的至少一種。一種混凝土建筑抗磨蝕薄層修補施工方法，包括以下步驟(1)配合比設計根據工程具體特點和修補技術要求，需預先使用本專利技術產品和選定的其他原材料進行系列試驗來確定抗磨蝕修補砂漿的配合比；所述固體組分A —般使用量為水泥質量的10% 20%，液體組分B —般使用量為水泥質量的20% 30%，灰砂質量比宜為 1 :(1. 5 2. 0);為進一步提高性能，可以在修補砂漿中使用聚丙烯纖維或鋼纖維和鐵礦石砂或鑄石砂；(2)基底處理清除基底表面污物、塵土和松軟、脆弱部分，對磨蝕深度不足30mm的應鑿除至30mm，對蜂窩、狗洞和受到沖蝕、碳化、抗凍破壞的部位，則必須鑿至沒有被破壞的混凝土，在薄層修補區的邊緣宜鑿一道寬100mm，深50mm的齒槽，以增加修補面與老混凝土的粘結；對于深度大于50mm小于150mm的部位預先使用一級配混凝土修補至30mm深度；對于深度大于150mm且面積較大的坑洞，需要先植筋或補焊鋼筋，并加設鋼絲網，然后再進行二級配混凝土修補，修補至30mm深度；修補的混凝土養護7天后，表面鑿毛處理；鑿除或鑿毛后，使用清水沖洗干凈，施工前應使待施工面保持濕潤狀態Mh以上，但不應有積水；若修補區鋼筋露出并生銹，需事先進行除銹處理；(3)界面粘結處理使用水泥和所述液體組分B按照質量比(1.5 2. 5) 1的比例配制漿體，漿體制備時應人工攪拌或使用強制式攪拌機攪拌均勻，避免出現水泥結團和分層現象，把制備的漿體使用刷涂、滾涂或噴涂的方法在清洗干凈的基面上涂覆一層，以增加修補砂漿與基底的粘結力；在漿體未干之前，鋪筑抗磨蝕修補砂漿；(4)制備抗磨蝕修補砂漿按照設計的配合比，取水泥、砂和所述固體組分A加入強制式攪拌機內，攪拌均勻，再加入液體組分B和水，攪拌均勻，攪拌時間以砂漿攪拌均勻為準； 當砂漿需要量小時，可以人工拌制，人工拌制應加強拌制，水應慢慢加入；制備過程中，不得隨意擴大水膠比；檢測本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種混凝土建筑抗磨蝕薄層修補材料，包括固體組分Ａ和液體組分Ｂ，以重量百分比計，所述固體組分Ａ由偏高嶺土４０．０％～６０．０％、超細天然沸石粉２０．０％～４０．０％、石膏１０．０％～２０．０％構成；所述液體組分Ｂ由聚合物乳液６０．０％～８０．０％、聚羧酸系高性能減水劑１．０％～２．０％、二元醇類化合物５．０％～１０．０％、水溶性消泡劑０～０．０５％、引氣劑０～０．０５％、保坍劑０～１．０％、水６．９％～３４．０％構成。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李克亮，陳愛玖，楊中正，霍洪媛，吳宏，
申請(專利權)人：華北水利水電學院，
類型：發明
國別省市：41