一种基于改性封堵材料的水下混凝土修补材料的制作方法

本发明属于混凝土材料领域，具体涉及一种水下混凝土修补材料。

背景技术：

1、近十几年来，混凝土在水工方面的应用得到了较快发展，大量的水库大坝、水电站、输水渡槽、管涵、渠道都是由混凝土材料建成的。然而，由于混凝土自身抗拉强度低，受温差影响及自身收缩性等因素影响，容易产生裂缝。裂缝不仅危害水工建筑物的结构安全，而且还会产生渗漏，加剧混凝土的化学腐蚀、冻融破坏、钢筋锈蚀和碱集料反应的发生，使水工建筑物的安全运行受到威胁，严重降低水工混凝土的耐久性。因此，混凝土出现裂缝与破损应及时进行修补。

2、由于现有混凝土修补材料在水中抗分散性差，与湿基面粘结强度低，因此目前水工混凝土工程尚无法在水下进行修补，大多采用围堰等方法排空水，然后再进行修补，这种修补方式不仅成本很高，而且费时费力。

3、在围堰施工时，需要在流水中作业，因此需进行堵漏工作。采用快速封堵材料施工，围堰移除后，这部分封堵料由于材料性能等因素会产生脱落等不良影响。因此，对封堵材料进行改性，以达到水下修补的目的，不仅可以提高工程质量，也可以降低项目的成本。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提出了一种基于改性封堵材料水下混凝土修补材料，具有凝结时间短、水下抗分散性强、与混凝土界面粘接能力强、施工方法简单、力学性能稳定、无毒等优点。

2、一方面，本发明提供了一种基于改性封堵材料的水下混凝土修补材料，按重量份数比计，其原料组成如下：

3、无机快速封堵材料950~1000份、石英砂500~600份、硅灰40～60份、调凝剂0.3~0.5份、可再分散乳胶粉20~30份、hpmc 1~2份、絮凝剂2~2.5份、促凝剂0.5~0.8份、上述修补材料各组分重量之和的 30%~32%的拌合水。

4、优选地，所述水下混凝土修补材料包括如下重量计的组分：

5、无机快速封堵材料 1000 份、石英砂 500 份、硅灰 50 份、调凝剂 0.3 份、可再分散乳胶粉30份、hpmc 2份、絮凝剂2份、促凝剂0.5份。

6、所述无机快速封堵材料为黑色水硬性粉末，按重量份数比计，原料组成为：p.o42.5水泥500份，快硬硫铝酸盐水泥500份，硅灰50份，双飞粉50份，木质纤维素9份，减水剂3份；所述无机快速封堵材料凝结时间＜10min。

7、所述石英砂粒径为40~70 目。

8、所述硅灰为工业电炉在高温熔炼工业硅及硅铁的过程中，随废气逸出的烟尘经特殊收集处理而成，主要成分为sio2。

9、所述调凝剂为葡萄糖酸钠、酒石酸钾钠、柠檬酸钠或硼酸的一种或几种。

10、所述可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯-乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物乳胶粉。

11、所述hpmc为粉末状羟丙基甲基纤维素，目数80~110目，粘度为100000~130000mpa·s。

12、所述絮凝剂为阴离子型丙烯酸丁腈共聚物，分子量≥1500 万。

13、所述促凝剂为氯化钠、甲酸钙或碳酸锂中的一种或几种。

14、第二方面，本发明提供一种基于改性封堵材料的水下混凝土修补材料的制备方法，包括以下步骤，

15、按照以下组分称量：

16、无机快速封堵材料950~1000份、石英砂500~600份、硅灰40～60份、调凝剂0.3~0.5份、可再分散乳胶粉20~30份、hpmc 1~2份、絮凝剂2~2.5份、促凝剂0.5~0.8份；

17、将称量好的各种原材料搅拌 20min~30min后，加入 30%~32%的拌合水搅拌均匀得到所述的水下混凝土修补材料。

18、本发明有益效果如下：

19、(1)所选用絮凝剂与减水剂相容性好，水泥基水下修补材料拌和物具有优良的抗分散性和工作性；

20、(2)早期强度发展快，后期强度不倒缩，适合快速修补；

21、(3)施工操作简单，可减小修补浇筑时的水质污染；

22、(4)对狭小间隙浇筑具有优良的填充性，可降低砂浆分散造成的强度损失；

23、(5)硬化砂浆具有较高的体积稳定性，无收缩，并可提高砂浆硬化物与钢筋的粘结力，并可避免由于收缩产生裂纹而造成修补材料耐久性能下降；

24、(6)可应用于江湖河海的护坡工程、大坝基础被水淘空部位的修复工程，或者潮差地段、水流较大或需要紧急投入运行的水下抢修工程。

技术特征：

1. 一种基于改性封堵材料的水下混凝土修补材料，其特征在于：按重量份数比计，其原料组成如下：无机快速封堵材料950~1000份、石英砂500~600份、硅灰40～60份、调凝剂0.3~0.5份、可再分散乳胶粉20~30份、hpmc 1~2份、絮凝剂2~2.5份、促凝剂0.5~0.8份、上述修补材料各组分重量之和的 30%~32%的拌合水。

2.如权利要求 1 所述的基于改性封堵材料的水下混凝土修补材料，其特征在于：所述无机快速封堵材料为黑色水硬性粉末，按重量份数比计，原料组成为：p.o 42.5水泥500份，快硬硫铝酸盐水泥500份，硅灰50份，双飞粉50份，木质纤维素9份，减水剂3份；所述无机快速封堵材料凝结时间＜10min。

3.如权利要求 1 所述的基于改性封堵材料的水下混凝土修补材料，其特征在于：所述石英砂粒径为40~70 目。

4.如权利要求 1 所述的基于改性封堵材料的水下混凝土修补材料，其特征在于：所述硅灰为工业电炉在高温熔炼工业硅及硅铁的过程中，随废气逸出的烟尘经特殊收集处理而成，主要成分为sio2。

5.如权利要求 1 所述的基于改性封堵材料的水下混凝土修补材料，其特征在于：所述调凝剂为葡萄糖酸钠、酒石酸钾钠、柠檬酸钠或硼酸的一种或几种。

6.如权利要求 1 所述的基于改性封堵材料的水下混凝土修补材料，其特征在于：所述可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯-乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物乳胶粉。

7.如权利要求 1 所述的基于改性封堵材料的水下混凝土修补材料，其特征在于：所述hpmc为粉末状羟丙基甲基纤维素，目数80~110目，粘度为100000~130000 mpa·s。

8.如权利要求 1 所述的基于改性封堵材料的水下混凝土修补材料，其特征在于：所述絮凝剂为阴离子型丙烯酸丁腈共聚物，分子量≥1500 万。

9.如权利要求 1 所述的基于改性封堵材料的水下混凝土修补材料，其特征在于：所述促凝剂为氯化钠、甲酸钙或碳酸锂中的一种或几种。

10.一种基于改性封堵材料的水下混凝土修补材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结本发明提出了一种基于改性封堵材料的水下混凝土修补材料及其制备方法，其组成和重量分数如下：无机快速封堵材料950~1000份、石英砂500~600份、硅灰40～60份、调凝剂0.3~0.5份、可再分散乳胶粉20~30份、HPMC 1~2份、絮凝2~2.5份、促凝剂0.5~0.8份。本发明所述的水下混凝土修补材料具有凝结时间短、水下抗分散性强、与混凝土界面粘接能力强、施工方法简单、力学性能稳定、无毒等优点。技术研发人员：钟恒,陈正虎,陈光耀,郭昊旻受保护的技术使用者：中国长江电力股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1