一种用于混凝土/无机板材嵌缝、修补、防水的高强度复合材料及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种用于混凝土/无机板材的复合材料及其制备方法，特别是一种用于高强度混凝土/无机板材的结构进行嵌缝、修补、防水等工程的复合材料及其制备方法。
背景技术
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料。由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题，使混凝土裂缝成了土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。轻者使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性等，严重的将威胁到人民的生命、财产。
混凝土在使用过程中，由于其本身特点导致塑性开裂后，导致基体出现漏水、渗水等直接影响使用性能的问题；而且，表面开裂后如果不进行必要的修补处理，混凝土结构长期暴露在腐蚀环境下，将严重降低混凝土使用的耐久性。无机板材的孔壁薄和墙体粘贴后，因应力不同导致粘贴面出现空鼓和开裂的情况。
【发明内容】
本发明就是为了解决上述问题，本发明可以有效地在混凝土结构表面形成具有高抗渗的防水层，解决混凝土/无机板材结构由于开裂引起的漏水、渗水问题；由于本发明材料具有优异的防腐性能，因此也可以有效地保护混凝土/无机板材免受腐蚀环境中的腐蚀侵害。本发明主要适用于混凝土/无机板材结构的空洞、蜂窝、破损、剥落、露筋等表面损伤部分的修复，以恢复混凝土/无机板材结构的良好使用性能。
本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：
一种用于混凝土/无机板材嵌缝、修补、防水的高强度复合材料，包括改性聚合物乳液与水泥干混砂浆双组分体系；
水泥干混砂浆包含水泥、细沙、中沙和中效减水剂；
改性聚合物乳液由聚合物乳液加水和消泡剂配制而成；
使用时，水泥干混砂浆与改性聚合物乳液之间的重量比为10∶1。
各组份质量份数配比为：
水泥干混砂浆(以水泥用量为100)：
水泥 100
细沙 70～180(细度模数1.7)
中沙 180～70(细度模数2.8～3.0)
中效减水剂 1～5
改性聚合物乳液，质量份数配比为：
乳液 7～14
水 2～7
消泡剂 0.07～0.7。
所述乳液采用苯丙乳液、纯丙乳液、丁苯乳液和氯丁乳液。
所述水泥干混砂浆的优选质量份数配比为：
水泥 100
细沙 100～150
中沙 150～100
中效减水剂 2～4；
所述改性聚合物乳液的优选质量份数配比为：
乳液 8～12
水 3～7
消泡剂 0.1～0.4。
本发明的细砂的细度模数为1.7，中沙的细度模数为2.8-3.0。产品采用细砂和中砂的级配，保证了产品成型后的密实性；采用中砂为了保证砂浆的强度。
本发明的中效减水剂为木质磺酸盐，该减水剂与体系的相容性好，具有减水性和提高和易性的双重作用。
本发明的水泥标号为P.O.42.5。
本发明因加入改性聚合物乳液，因此具有良好的施工和易性、粘接性、抗渗性、抗剥落性、抗冻融性、抗碳化性、抗裂性、钢筋阻锈性能并具有高强度和高抗渗等性能，同时满足混凝土防水、防护方面要求。
本发明的用于混凝土/无机板材嵌缝、修补、防水的高强度复合材料的制备方法：将水泥干混砂浆按照配方比例在粉体混合机中进行混合，搅拌均匀，包装备用；将改性聚合物乳液按照配方比例在液体分散机中分散均匀，包装备用。
使用方法：
施工现场将水泥干混砂浆和改性聚合物乳液按照10∶1比例配合，采用机械搅拌均匀(约5min～20min)，直接在施工部位劈刮施工即可。
施工后普通环境洒水养护3天即可承载荷，重腐蚀环境中需按照标准进行3天湿养护和7天干养护后可达到要求。
对本发明对应产品进行抗压强度、抗折强度、抗渗压力和对C50混凝土粘结抗折强度等性能指标进行测试，说明其修补防水性能。
结果分述如下：抗压强度56.7-66.7MPa(28天)，粘结强度1.7-1.9MPa(7天)1.9-2.0MPa(28天)，抗渗压力≥1.5MPa(7天)，对C50混凝土粘结抗折强度4.88MPa，断裂在粘结面混凝土部分。
本发明的有益效果：
本发明可以有效地在混凝土/无机板材结构表面形成具有高抗渗的防水层，解决混凝土结构由于开裂引起的漏水、渗水问题；由于本发明材料具有优异的防腐性能，因此也可以有效地保护混凝土免受腐蚀环境中的腐蚀侵害。
本发明主要适用于混凝土/无机板材结构的空洞、蜂窝、破损、剥落、露筋等表面损伤部分的修复，以恢复混凝土结构的良好使用性能。
本发明的制备方法材料来源简单、操作方便、节省成本。
【附图说明】
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1为本发明的聚合物改性水泥防水修补砂浆与C50混凝土试件抗折试验后断裂情况正视图。
图2为本发明的聚合物改性水泥防水修补砂浆与C50混凝土试件抗折试验后断裂情况截面图。
【具体实施方式】
为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例1：
水泥干混砂浆，质量份数配比为：
水泥P.O.42.5 100
细沙 120(细度模数1.7)
中沙 130(细度模数3.0)
中效减水剂木质磺酸盐 3
将水泥干混砂浆按照配方比例在粉体混合机中进行混合，搅拌均匀，包装备用；
改性聚合物乳液，质量份数配比为：
苯丙乳液 10
水 5
消泡剂BT-1022型 0.3
将改性聚合物乳液按照配方比例在液体分散机中分散均匀，包装备用。
使用方法：
施工现场将水泥干混砂浆和改性聚合物乳液按照10∶1比例配合，采用机械搅拌均匀(约5min～20min)，直接在施工部位劈刮施工即可。
施工后普通环境洒水养护3天即可承载荷，重腐蚀环境中需按照标准进行3天湿养护和7天干养护后可达到要求。
对本发明对应产品进行抗压强度、抗折强度、抗渗压力和对C50混凝土粘结抗折强度等性能指标进行测试，说明其修补防水性能。参见图1和图2。
试验结果：参见表1
以上配方成型后产品，
抗压强度65.2MPa(28天)
粘结强度1.8MPa(7天)2.0MPa(28天)
抗渗压力≥1.5MPa(7天)
对C50混凝土粘结抗折强度4.88MPa，断裂在粘结面混凝土部分。
实施例2：
水泥干混砂浆，质量份数配比为：
水泥P.O.42.5 100
细沙 180(细度模数1.7)
中沙 70(细度模数3.0)
中效减水剂木质磺酸盐 3
将水泥干混砂浆按照配方比例在粉体混合机中进行混合，搅拌均匀，包装备用；
改性聚合物乳液，质量份数配比为：
纯丙乳液 11
水 4
消泡剂BT-1022型 0.3
将改性聚合物乳液按照配方比例在液体分散机中分散均匀，包装备用。
使用方法：
施工现场将水泥干混砂浆和改性聚合物乳液按照10∶1比例配合，采用机械搅拌均匀(约5min～20min)，直接在施工部位劈刮施工即可。
施工后普通环境洒水养护3天即可承载荷，重腐蚀环境中需按照标准进行3天湿养护和7天干养护后可达到要求。
对本发明对应产品进行抗压强度、抗折强度、抗渗压力和对C50混凝土粘结抗折强度等性能指标进行测试，说明其修补防水性能。
试验结果：参见表1
以上配方成型后产品，
抗压强度56.7MPa(28天)
粘结强度1.7MPa(7天)1.9MPa(28天)
抗渗压力≥1.5MPa(7天)
对C50混凝土粘结抗折强度4.37MPa，断裂在粘结面混凝土部分。
实施例3：
水泥干混砂浆，质量份数配比为：
水泥P.O 42.5 100
细沙 100(细度模数1.7)
中沙 150(细度模数3.0)
中效减水剂木质磺酸盐 3
将水泥干混砂浆按照配方比例在粉体混合机中进行混合，搅拌均匀，包装备用；
改性聚合物乳液，质量份数配比为：
氯丁乳液 8
水 7
消泡剂BT-1022型 0.3
将改性聚合物乳液按照配方比例在液体分散机中分散均匀，包装备用。
使用方法：
施工现场将水泥干混砂浆和改性聚合物乳液按照10∶1比例配合，采用机械搅拌均匀(约5min～20min)，直接在施工部位劈刮施工即可。
施工后普通环境洒水养护3天即可承载荷，重腐蚀环境中需按照标准进行3天湿养护和7天干养护后可达到要求。
对本发明对应产品进行抗压强度、抗折强度、抗渗压力和对C50混凝土粘结抗折强度等性能指标进行测试，说明其修补防水性能。
试验结果：参见表1
以上配方成型后产品，
抗压强度66.7MPa(28天)
粘结强度1.7MPa(7天)1.9MPa(28天)
抗渗压力≥1.5MPa(7天)
对C50混凝土粘结抗折强度5.25MPa，断裂在粘结面混凝土部分。
实施例4：
水泥干混砂浆，质量份数配比为：
水泥P.O.42.5 100
细沙 100(细度模数1.7)
中沙 150(细度模数3.0)
中效减水剂木质磺酸盐 3
将水泥干混砂浆按照配方比例在粉体混合机中进行混合，搅拌均匀，包装备用；
改性聚合物乳液，质量份数配比为：
丁苯乳液 9
水 6
消泡剂BT-1022型 0.3
将改性聚合物乳液按照配方比例在液体分散机中分散均匀，包装备用。
使用方法：
施工现场将水泥干混沙浆和改性聚合物乳液按照10∶1比例配合，采用机械搅拌均匀(约5min～20min)，直接在施工部位劈刮施工即可。
施工后普通环境洒水养护3天即可承载荷，重腐蚀环境中需按照标准进行3天湿养护和7天干养护后可达到要求。
对本发明对应产品进行抗压强度、抗折强度、抗渗压力和对C50混凝土粘结抗折强度等性能指标进行测试，说明其修补防水性能。
试验结果：参见表1
以上配方成型后产品，
抗压强度64.8MPa(28天)
粘结强度1.7MPa(7天)1.9MPa(28天)
抗渗压力≥1.5MPa(7天)
对C50混凝土粘结抗折强度4.99MPa，断裂在粘结面混凝土部分。
实施例5
水泥干混砂浆，质量份数配比为：
水泥P.O.42.5 100
细沙 125(细度模数1.7)
中沙 125(细度模数3.0)
中效减水剂木质磺酸盐 3
将水泥干混砂浆按照配方比例在粉体混合机中进行混合，搅拌均匀，包装备用；
改性聚合物乳液，质量份数配比为：
氯丁乳液 8
水 7
消泡剂BT-1022型 0.3
将改性聚合物乳液按照配方比例在液体分散机中分散均匀，包装备用。
使用方法：
施工现场将水泥干混砂浆和改性聚合物乳液按照10∶1比例配合，采用机械搅拌均匀(约5min～20min)，直接在施工部位劈刮施工即可。
施工后普通环境洒水养护3天即可承载荷，重腐蚀环境中需按照标准进行3天湿养护和7天干养护后可达到要求。
对本发明对应产品进行抗压强度、抗折强度、抗渗压力和对C50混凝土粘结抗折强度等性能指标进行测试，说明其修补防水性能。
试验结果：参见表1
以上配方成型后产品，
抗压强度63.5MPa(28天)
粘结强度1.9MPa(7天)2.0MPa(28天)
抗渗压力≥1.5MPa(7天)
对C50混凝土粘结抗折强度4.82MPa，断裂在粘结面混凝土部分。
本发明因加入改性聚合物乳液，因此具有良好的施工和易性、粘接性、抗渗性、抗剥落性、抗冻融性、抗碳化性、抗裂性、钢筋阻锈性能并具有高强度和高抗渗等性能，同时满足混凝土防水、防护方面要求。
表1五个实施例的试验结果
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。