淺析快速修補砂漿的配制

魏 鵬

江西省建筑材料工業科學研究設計院，江西 南昌 330001

1 引言

修補砂漿是一種用于混凝土結構表面缺陷和加固施工的專用水泥基聚合物砂漿，具有較高的抗壓強度、粘結性、抗裂性和防水性。可在已開裂的混凝土建筑物表面進行修補，或對已損壞及不能滿足設計要求的建筑進行修復。

當今世界上絕大部分的建筑結構，構件都是由鋼筋混凝土形成。然而由于各種原因，會導致混凝土結構失效或者失去其原有的建筑功能，從而不但影響了人類日常生活，也會造成不小的經濟損失。據統計，發達國家建設總資金的40%都用于建筑的修補加固和維護。在我國也不能避免出現道路，橋梁，建筑構件破損或者損壞的情況。顯然，要將已損設施完全替換掉或者重新修建，這在經濟上是不可行的，解決的辦法只有修補。

我國由于早期發展階段，混凝土建筑和水泥制品使用不多，導致對修補材料的研究非常的緩慢。然而由于近代中國的經濟發展非常的迅猛從而帶動了基礎建設方面的發展，我國鋼筋混凝土建筑和水泥制品的數量猛增，人們對修補材料的研究和應用也更加的重視。以前修補材料一般用于建筑或者路面結構損壞的情況，現在對修補材料有了更高的要求。不但需要滿足之前對結構修復的需求，還要滿足混凝土結構的加固和補強，比如混凝土結構和水泥制品的維護和提高耐久性;新、老混凝土的裂縫修補;混凝土結構抗滲防潮修補;混凝土和水泥制品的耐腐蝕修補;道路混凝土的耐磨修補等各個方面［1］。

2 試驗與研究

2.1 試驗思路

在保證膠凝材料不變的前提下，先通過調整減水劑的摻量對比試件凝結時間，抗折抗壓強度，得到最佳的減水劑摻量。再以此為前提下，保證膠凝材料和骨料不變。通過調整石粉和礦渣粉的摻量。得到最佳的配合比，既能滿足強度要求，又能保證其一定的經濟性。

2.2 試驗材料

（1）硫鋁酸鹽水泥：在短時間內就可以達到比較高的強度。一天達到35～50MPa，三天達到50～70MPa。并且隨著養護時間的增強。其強度還在不斷的增加。并且還有比較好的抗滲，抗凍，耐腐蝕等性能。能夠滿足一般的冬季施工要求。

（2）S95 礦粉,石粉：可以取代一部分水泥，降低水膠比，改善砂漿的和易性。

（3）骨料：細沙，中砂，粗砂。

考慮到快速搶修修復工作的工作性要求，需要用到速凝劑A 和減水劑B。

2.3 試驗數據與分析

表1 修補材料配合比，初凝時間及2h 和3h 的抗折強度和抗壓強度

圖1 2h，3h 的抗折抗壓變化圖

在保證膠凝材料和骨料不變的前提下，A-1 和A-2 進行對比，用50 的石粉等量替代對砂漿初凝時間影響不大，早期強度還略微增加，A-2 對比A-3 可以看出，在不添加減水劑B 的前提下單單調整用水量，并不能改變砂漿初凝時間比較長和前期的強度增長緩慢的情況。A-4，A-5,A-6 進行對比可以得出，減水劑參量為0.15%時，初凝時間最短，前期強度增長最明顯。故減水劑B 的摻量固定在0.15%。

表2 砂漿配合比（添加速凝劑）

表3 初凝時間以及抗折/抗壓，強度

表2 中速凝劑A 的摻量是根據廠家推薦摻量設定的。由表2 可以明顯看出，速凝劑的添加可以大幅縮短砂漿的凝結時間，而速凝劑的凝結作用機理主要有以下幾點：

（1）速凝劑在一定程度上減弱并且消除了水化膜和電子層的隔離作用。

（2）速凝劑溶于水時可以放出大量的熱，進一步促進了水泥的水化反應。

（3）硫鋁酸鹽水泥水化得到的鈣離子與速凝劑中的鋁酸根離子迅速反應，形成網狀結鋁酸鈣晶體。鋁酸鈣晶體的形成需要結合大量的游離水，使得砂漿迅速凝結。

石粉和礦粉在可以取代一部分水泥，并且在一定程度上提高了砂漿的抗折抗壓強度，其主要原因有以下幾點：

（1）石粉引起了砂漿顆粒級配的改變，并且其晶核作用和化學方面的激發作用使得水泥熟料的礦物水化得以提高。石粉不但在物理上有一定的填充作用，而且可以促進水泥的水化，使得單硫型硫鋁酸鈣轉換成更加穩定的單碳水化鋁酸鈣［2］。

（2）礦粉在砂漿中可以使得多余的水被吸收和游離蒸發，促使水泥漿體和骨料之間發生良好的嵌擠，填充作用。空隙率變小達到了良好的稠度，提高了密實度和砂漿強度［3］。

表3 可以看出，添加速凝劑之后，砂漿的后期強度增長和不添加速凝劑的實驗組相比有輕微倒縮但并不影響砂漿的工作性能。

3 結論

速凝劑的摻入可以明顯縮小砂漿的凝結時間，并在短時間內達到一定的強度，同時滿足了快速修補砂漿快速凝結和強度增長要求，而所擔心的后期強度倒縮的情況并不明顯。

減水劑的加入，既減少了砂漿的用水量又改善了砂漿的和易性。水灰比的降低，可以有效地改善砂漿強度。

在我國，石粉和礦粉的含量相對豐富。在快速修補砂漿的配置過程中，研究礦物摻合料對硫鋁酸鹽水泥的取代作用，不但可以降低成本，還可以改善砂漿的性能。體現了一定的研究價值。