[发明专利]一种快速硬化胶凝材料及其制备方法和应用

说明书

一种快速硬化胶凝材料及其制备方法和应用，包括如下质量份数的原料：硅酸盐水泥：50‑100份；粉煤灰：10‑30份；硅灰：3‑10份；硫铝酸盐水泥：5‑20份；速凝剂：0.5‑2份；无机类早强剂：0.5‑3份；醇胺类早强剂：0.05‑0.1份；甲酸钙：0.5‑2份；减水剂：0.3‑2份，所述硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥基本不含石膏。本申请为了将凝结速率控制在适宜的范围之内，采用不含石膏的硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥配合，并且利用速凝剂、无机有机类早强剂以及甲酸钙配合设置，使得可以在不影响后期强度的情况下，降低初凝时间，尽快达到相对高的强度。

技术领域

本申请涉及一种快速硬化胶凝材料及其制备方法和应用。

背景技术

混凝土是目前世界上用途最广、用量最大的建筑材料。它在建筑工程、公路工程、隧道工程、水利工程及特种结构的建设领域中发挥着不可替代的作用。混凝土结构主要是用来承受荷载或抵抗各种外力作用。然而由于设计、施工、外界环境及自身耐久性等因素引起混凝土工程破坏，影响其正常可使用年限。快速修补材料由于凝结硬化快，早强强度高，施工周期短，结构进行修复后，很快恢复应用。由于特种水泥凝结硬化快，早期强度高，修补材料常用特种水泥(硫铝酸盐水泥、高铝水泥、磷酸镁水泥等)为胶凝材料，普通硅酸盐水泥由于凝结硬化慢，修补周期长，粘结强度低，易开裂，修补砂浆使用较少；但是特种水泥存在体积稳定性差，长期使用强度倒缩，价格高等缺点；也有些使用有机类修补砂浆高分子聚合物如环氧树脂、丙烯酸、聚酯树脂等各种树脂为主要原料，加入一定量的填料、固化剂、增塑剂等进行改性的修补材料，树脂材料的早期发热量大，硬化浆体脆性大，收缩也比较大，稀释剂、固化剂等外加剂因有毒性还可能造成环境的污染，同时有机类材料在环境作用下易于老化，降低了耐久性能，限制其在修补工程中大量应用。

发明内容

为了解决上述问题，本申请一方面提出了一种快速硬化胶凝材料，包括如下质量份数的原料：50-100份；粉煤灰：10-30份；硅灰：3-10份；硫铝酸盐水泥：5-20份；速凝剂：0.5-2份；无机类早强剂：0.5-3份；醇胺类早强剂：0.05-0.1份；甲酸钙：0.5-2份；减水剂：0.3-2份，所述硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥基本不含石膏。本申请为了将凝结速率控制在适宜的范围之内，采用不含石膏的硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥配合，并且利用速凝剂、无机有机类早强剂以及甲酸钙配合设置，使得可以在不影响后期强度的情况下，降低初凝时间，尽快达到相对高的强度。

优选的，所述硅灰的比表面积不小于20000m²/kg，活性指数不小于85％，需水量比小于120wt％。

优选的，所述速凝剂为聚合硫酸铝，氧化铝含量高于15.6wt％，铁含量低于0.7wt％。

优选的，所述无机类早强剂为硫酸钠。

优选的，所述醇胺类早强剂为聚合醇胺类、三乙醇胺、三异丙醇胺一种或两种以上任意比例的组合。

优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率不低于25％。

另一方面，本申请公开了一种快速硬化胶凝材料的制备方法，包括如下步骤：

熟料破碎：将硅酸盐水泥熟料通过破碎机破碎成粒径小于7mm的颗粒；

物料粉磨：将称量好的硅酸盐水泥熟料颗粒、聚合硫酸铝、硫酸钠、醇胺类早强剂加入球磨机中，粉磨25-30min，料球比控制在5％±0.4％，控制粉磨出的粉体比表面积为300-400m²/kg，80μm筛余不大于4％；

物料混合与均化：将粉磨好的硅酸盐水泥熟料、粉煤灰、硅灰、甲酸钙加入混料机中进行混合。