阅读说明：本技术 一种桥梁修复专用灌浆料 (Grouting material special for bridge restoration ) 是由 缪建华 于 2020-05-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种桥梁修复专用灌浆料,其涉及桥梁修复领域,旨在解决现有的桥梁裂缝修复方法不能对桥梁内部裂缝进行有效修复的问题,灌浆料原料按重量份包括以下组分：硅酸盐水泥55-89份,膨胀水泥6-10份,膨润土6-12份,无水乙醇9-15份,异丙醇10-18份,纳米硅溶胶12-20份,硅酸镁铝9-15份,填料18-26份,渗透剂5-9份,流平剂4-7份,抗老化剂5-9份,水100-150份。本发明利用灌浆料的自渗透性能,使得灌浆料充分渗透进入桥梁内部的裂缝,在桥梁内部裂缝进行充分的填充,提高桥梁结构整体的结合力,大大提高了桥梁裂缝整体的修复质量；而且本发明的灌浆料固化后的强度优异,可以对桥梁裸露的钢筋进行封堵。(The invention discloses a grouting material special for bridge repair, which relates to the field of bridge repair and aims to solve the problem that the existing bridge crack repair method cannot effectively repair the cracks in a bridge, and the grouting material comprises the following raw materials in parts by weight: 55-89 parts of Portland cement, 6-10 parts of expansion cement, 6-12 parts of bentonite, 9-15 parts of absolute ethyl alcohol, 10-18 parts of isopropanol, 12-20 parts of nano silica sol, 9-15 parts of magnesium aluminum silicate, 18-26 parts of filler, 5-9 parts of penetrating agent, 4-7 parts of flatting agent, 5-9 parts of anti-aging agent and 150 parts of 100-doped water. According to the invention, the self-permeability of the grouting material is utilized, so that the grouting material can fully permeate into cracks in the bridge and fully fill the cracks in the bridge, the overall bonding force of the bridge structure is improved, and the overall repair quality of the bridge cracks is greatly improved; the grouting material disclosed by the invention is excellent in strength after being cured, and can be used for plugging the exposed reinforcing steel bars of the bridge.)

一种桥梁修复专用灌浆料

技术领域

本发明涉及桥梁修复领域，更具体地说，它涉及一种桥梁修复专用灌浆料。

背景技术

钢筋混凝土是目前世界上应用最多的建筑材料，被广泛应用在港口、大坝、公路、桥梁、市政等现代化工程建设中，然而随着经济的快速发展和科技的不断进步，混凝土的用量也越来越大，导致混凝土结构也越来越复杂，随之而来的混凝土结构损伤问题也越来越多。

桥梁作为一种常见的钢筋混凝土结构，由于长时间经受各种载荷，一段时间后，桥梁会出现开裂等问题，现有的一种裂缝修复方法，是采用胶泥进行封闭处理，主要操作是，首先对桥梁裂缝表面处进行清理，然后在裂缝处切出V型槽，最后在V型槽中填充胶泥，并在胶泥表面粘附一层碳纤维布，胶泥固化后，即可实现对桥梁裂缝的修复。

但是，上述方法存在以下问题，胶泥填充在V型槽中，只是在桥梁裂缝的表面形成了修复，然而，位于桥梁结构内部的裂缝依然未得到修复，后期桥梁内部的裂缝继续发展，依然会导致桥梁结构的损坏。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种桥梁修复专用灌浆料，利用灌浆料的自渗透性能，使得灌浆料充分渗透进入桥梁的裂缝内部，在桥梁内部裂缝进行充分的填充，提高桥梁结构整体的结合力，大大提高了桥梁裂缝整体的修复质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种桥梁修复专用灌浆料，原料按重量份包括以下组分：硅酸盐水泥55-89份，膨胀水泥6-10份，膨润土6-12份，无水乙醇9-15份，异丙醇10-18份，纳米硅溶胶12-20份，硅酸镁铝9-15份，填料18-26份，渗透剂5-9份，流平剂4-7份，抗老化剂5-9份，水100-150份。

通过采取上述技术方案，硅酸盐水泥主要作为灌浆料的基料，膨胀水泥和膨润土利用自身的膨胀性能为灌浆料提供微膨胀的特性，减少灌浆料的干缩；同时，由于膨润土在失去水分子后，体积会有一定的减小，因此，本发明还加入了无水乙醇和异丙醇，无水乙醇和异丙醇可以取代膨润土结构中的水分子，从而可以减少膨润土失去水分子后的体积减少，进一步减少灌浆料的干缩。

本发明还加入了纳米硅溶胶，纳米硅溶胶具有良好的亲水性和分散性，溶于无水乙醇后，可以很好地提高灌浆料的质地均一性，并且随着无水乙醇被吸附到膨润土内部，无水乙醇逐渐离开纳米硅溶胶，纳米硅溶胶会聚合形成高聚硅胶，且伴随着无水乙醇的离开，高聚硅胶分子逐渐增大，最后形成网格状的高分子交联物，这种网格状的结构具有较强的结构强度，很好地提高裂缝修复后的强度；同时硅酸镁铝可以与纳米硅溶胶配伍，从而调节纳米硅溶胶的粘性，从而提高灌浆料与裂缝的结合强度。

填料、渗透剂、流平剂和抗老化剂作为功能性添加剂，填料可以进一步提高灌浆料硬化后的强度，渗透剂则提高灌浆料的渗透性，使得灌浆料可以渗透到裂缝深处；流平剂则可以调节灌浆料的流动性，在灌浆料注入裂缝内后，使得灌浆料可以很好地覆盖在桥梁裂缝表面，对裂缝进行填充；抗老化剂则有效提高灌浆料固化后的使用寿命，提高裂缝的修复效果。从而本发明可以对桥梁裂缝进行充分地自渗透修补，并在裂缝中进行一定的微膨胀，使得灌浆料充分填实桥梁裂缝，提高桥梁结构整体的结合力，大大提高了桥梁裂缝整体的修复质量；并且本发明灌浆料固化后，强度优异，也可以用于对桥梁裸露的钢筋等的封堵。

本发明的进一步设置为，灌浆料原料按重量份包括以下组分：硅酸盐水68-72份，膨胀水泥7-8份，膨润土6-8份，无水乙醇12-14份，异丙醇12-15份，纳米硅溶胶16-18份，硅酸镁铝10-13份，填料22-25份，渗透剂6-9份，流平剂5-7份，抗老化剂7-8份，水120-140份。

通过采取上述技术方案，对灌浆料中各个组分的含量范围进行进一步的细化，可以进一步提高灌浆料的综合性能。

本发明的进一步设置为，灌浆料原料按重量份包括以下组分：硅酸盐水泥69份，膨胀水泥7份，膨润土8份，无水乙醇13份，异丙醇14份，纳米硅溶胶17，硅酸镁铝12份，填料23份，渗透剂8份，流平剂6份，抗老化剂8份，水130份。

通过采取上述技术方案，对灌浆料的各个组分含量进行进一步的确定，从而使得灌浆料的各个性能达到最佳，同时此含量使得灌浆料的流动性达到规定范围，使得灌浆料可以均匀地注入处于水平状态的桥梁裂缝内，然后对裂缝进行良好地填充修复。

本发明的进一步设置为，灌浆料原料按重量份包括以下组分：硅酸盐水70份，膨胀水泥8份，膨润土7份，无水乙醇12份，异丙醇14份，纳米硅溶胶18份，硅酸镁铝13份，填料24份，渗透剂9份，流平剂5份，抗老化剂8份，水120份。

通过采取上述技术方案，对灌浆料的各个组分含量进行进一步的确定，从而使得灌浆料的各个性能达到最佳，同时此含量使得灌浆料的流动性达到规定范围，使得灌浆料可以较为均匀地注入处于倾斜状态的桥梁裂缝内，然后对裂缝进行良好地填充修复。

本发明的进一步设置为，所述填料按重量份包括以下组分：玻璃纤维粉20-36份，木质素纤维粉15-26份，砂石10-19份。

通过采取上述技术方案，玻璃纤维粉作为填充材料加入到灌浆料中，在灌浆料硬化后，可以很好地增强灌浆料的硬度、抗压强度，并降低灌浆料收缩率；木质素纤维粉作为一种有机纤维，填充在灌浆料中，可以提高灌浆料硬化后的韧性，提高裂缝修复效果；砂石则是有效提高灌浆料硬化后的强度和抗风化性能，从而提高裂缝修复后的使用效果。

本发明的进一步设置为，所述渗透剂按重量份包括以下组分：日本肖邦SHO-BOND裂缝修复胶20-36份，耐碱渗透剂OEP-7018-26份。

通过采取上述技术方案，日本肖邦SHO-BOND裂缝修复胶作为一种高分子树脂基材料，具有超低粘度和极强的渗透性，使得灌浆料可以长时间保持渗透状态，而且日本肖邦SHO-BOND裂缝修复胶具有优异的粘结性能，可以进一步提高灌浆料与裂缝侧壁的结合强度；耐碱渗透剂OEP-70作为一种粘性优异的渗透剂，不仅可以提高灌浆料的渗透性，还可以提高灌浆料与裂缝侧壁的结合强度；从而日本肖邦SHO-BOND裂缝修复胶和耐碱渗透剂OEP-70共同作用，可以很好地提高灌浆料的渗透能力。

本发明的进一步设置为，所述流平剂按重量份包括以下组分：高效减水剂12-24份，聚醚改性硅油15-26份。

通过采取上述技术方案，高效减水剂加入灌浆料体系后，可以对水泥颗粒进行有效的分散，减少单位用水量的同时，可以很好地改善灌浆料的流动性；聚醚改性硅油是由聚醚和聚二甲基硅氧烷接枝共聚而成的聚合物，是一种有机硅非离子表面活性剂，具有良好的润滑性和低表面张力，从而可以很好地提高灌浆料的流动性。

本发明的进一步设置为，所述抗老化剂按重量份包括以下组分：纳米氧化锌10-21份，聚二甲基硅氧烷8-12份，聚氨酯粉12-23份。

通过采取上述技术方案，纳米氧化锌作为一种紫外屏蔽剂，可以降低紫外线对灌浆料的侵蚀，而且纳米氧化锌的加入也可以提高灌浆料硬化后的强度；聚二甲基硅氧烷利用其疏水性，减少灌浆料受到的水腐蚀的同时，可以进一步提高灌浆料与裂缝的粘结强度；聚氨酯粉加入到灌浆料中，可以很好地提高灌浆料的耐候性，而且可以提高灌浆料硬化后的强度。

本发明的进一步设置为，所述砂石粒径分别为(80-140)目和(180-220)目，两种尺寸的所述砂石用量比为1：(2-4)。

通过采取上述技术方案，砂石以不同粒径大小混入灌浆料中，不仅可以提高灌浆料的强度，而且使得砂石可以与灌浆料中的各个成分更好地嵌合在一起，提高灌浆料硬化后的密实度。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.本发明加入膨胀水泥、膨润土、无水乙醇和异戊醇，利用膨胀水泥和膨润土的膨胀性能为灌浆料提供微膨胀的特性，减少灌浆料的干缩；同时，加入的无水乙醇和异丙醇可以取代膨润土结构中的水分子，从而可以减少膨润土失去水分子后的体积减少，进一步减少灌浆料的干缩，使得灌浆料充分填实桥梁裂缝，提高桥梁结构整体的结合力，大大提高了桥梁裂缝整体的修复质量；

2.本发明还加入了纳米硅溶胶，纳米硅溶胶具有良好的亲水性和分散性，可以很好地提高灌浆料的质地均一性，而且纳米硅溶胶溶于无水乙醇，随着无水乙醇被吸附到膨润土内部，无水乙醇逐渐离开纳米硅溶胶，纳米硅溶胶会聚合形成高聚硅胶，且伴随着无水乙醇的离开，高聚硅胶分子逐渐增大，最后形成网格状的高分子交联物，这种网格状的结构具有较强的结构强度，很好地提高裂缝修复后的强度。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

一种桥梁修复专用灌浆料，原料按重量份包括以下组分：硅酸盐水泥55份，膨胀水泥6份，膨润土6份，无水乙醇9份，异丙醇10份，纳米硅溶胶12份，硅酸镁铝9份，填料18份，渗透剂5份，流平剂4份，抗老化剂5份，水100份。

其中：

填料按重量份包括以下组分：玻璃纤维粉20份，木质素纤维粉15份，砂石10份。且砂石粒径分别为80目和180目，两种尺寸的砂石用量比为1：2。

渗透剂按重量份包括以下组分：日本肖邦SHO-BOND裂缝修复胶20份，耐碱渗透剂OEP-7020份。

流平剂按重量份包括以下组分：高效减水剂12份，聚醚改性硅油18份；其中，高效减水剂为FDN-Ⅰ高效减水剂、FDN-Ⅱ缓凝高效减水剂、FDN-Ⅲ早强高效减水剂和FDN-Ⅳ防冻高效减水剂的混合物，其用量按重量份比为2：1；2；1。

抗老化剂按重量份包括以下组分：纳米氧化锌10份，聚二甲基硅氧烷9份，聚氨酯粉12份。

灌浆料制备方法：

将硅酸盐水泥、膨胀水泥、膨润土、填料在搅拌器中以20转/分钟的转速，干混3分钟，得到均匀混合的干料；

然后向干料中加入二分之一总量的水，并以60转/分钟的转速进行搅拌，搅拌2分钟后，加入无水乙醇、异丙醇、纳米硅溶胶、硅酸镁铝和剩余的水，继续搅拌2分钟，加入渗透剂、流平剂和抗老化剂，再搅拌3分钟后，得到灌浆料。

实施例二：

一种桥梁修复专用灌浆料，原料按重量份包括以下组分：硅酸盐水68-份，膨胀水泥7份，膨润土6份，无水乙醇12份，异丙醇12份，纳米硅溶胶16份，硅酸镁铝10份，填料22份，渗透剂6份，流平剂5份，抗老化剂7份，水120份。

其中：

填料按重量份包括以下组分：玻璃纤维粉22份，木质素纤维粉18份，砂石12份。且砂石粒径分别为100目和190目，两种尺寸的砂石用量比为1：2。

渗透剂按重量份包括以下组分：日本肖邦SHO-BOND裂缝修复胶23份，耐碱渗透剂OEP-7018份。

流平剂按重量份包括以下组分：高效减水剂16份，聚醚改性硅油15份；其中，高效减水剂为FDN-Ⅰ高效减水剂、FDN-Ⅱ缓凝高效减水剂、FDN-Ⅲ早强高效减水剂和FDN-Ⅳ防冻高效减水剂的混合物，其用量按重量份比为2：1；2；1。

抗老化剂按重量份包括以下组分：纳米氧化锌13份，聚二甲基硅氧烷8份，聚氨酯粉15份。

灌浆料制备方法：

将硅酸盐水泥、膨胀水泥、膨润土、填料在搅拌器中以20转/分钟的转速，干混3分钟，得到均匀混合的干料；

然后向干料中加入二分之一总量的水，并以60转/分钟的转速进行搅拌，搅拌2分钟后，加入无水乙醇、异丙醇、纳米硅溶胶、硅酸镁铝和剩余的水，继续搅拌2分钟，加入渗透剂、流平剂和抗老化剂，再搅拌3分钟后，得到灌浆料。

实施例三：

一种桥梁修复专用灌浆料原料按重量份包括以下组分：硅酸盐水泥69份，膨胀水泥7份，膨润土8份，无水乙醇13份，异丙醇14份，纳米硅溶胶17，硅酸镁铝12份，填料23份，渗透剂8份，流平剂6份，抗老化剂8份，水130份。

其中：

填料按重量份包括以下组分：玻璃纤维粉30份，木质素纤维粉20份，砂石15份。且砂石粒径分别为120目和200目，两种尺寸的砂石用量比为1：3。

渗透剂按重量份包括以下组分：日本肖邦SHO-BOND裂缝修复胶30份，耐碱渗透剂OEP-7021份。

流平剂按重量份包括以下组分：高效减水剂19份，聚醚改性硅油22份；其中，高效减水剂为FDN-Ⅰ高效减水剂、FDN-Ⅱ缓凝高效减水剂、FDN-Ⅲ早强高效减水剂和FDN-Ⅳ防冻高效减水剂的混合物，其用量按重量份比为2：1；2；1。

抗老化剂按重量份包括以下组分：纳米氧化锌18份，聚二甲基硅氧烷10份，聚氨酯粉17份。

灌浆料制备方法：

将硅酸盐水泥、膨胀水泥、膨润土、填料在搅拌器中以20转/分钟的转速，干混3分钟，得到均匀混合的干料；

然后向干料中加入二分之一总量的水，并以60转/分钟的转速进行搅拌，搅拌2分钟后，加入无水乙醇、异丙醇、纳米硅溶胶、硅酸镁铝和剩余的水，继续搅拌2分钟，加入渗透剂、流平剂和抗老化剂，再搅拌3分钟后，得到灌浆料。

实施例四：

一种桥梁修复专用灌浆料，原料按重量份包括以下组分：硅酸盐水70份，膨胀水泥8份，膨润土7份，无水乙醇12份，异丙醇14份，纳米硅溶胶18份，硅酸镁铝13份，填料24份，渗透剂9份，流平剂5份，抗老化剂8份，水120份。

其中：

填料按重量份包括以下组分：玻璃纤维粉33份，木质素纤维粉23份，砂石16份。且砂石粒径分别为130目和200目，两种尺寸的砂石用量比为1：4。

渗透剂按重量份包括以下组分：日本肖邦SHO-BOND裂缝修复胶33份，耐碱渗透剂OEP-7022份。

流平剂按重量份包括以下组分：高效减水剂22份，聚醚改性硅油23份；其中，高效减水剂为FDN-Ⅰ高效减水剂、FDN-Ⅱ缓凝高效减水剂、FDN-Ⅲ早强高效减水剂和FDN-Ⅳ防冻高效减水剂的混合物，其用量按重量份比为2：1；2；1。

抗老化剂按重量份包括以下组分：纳米氧化锌19份，聚二甲基硅氧烷11份，聚氨酯粉20。

灌浆料制备方法：

将硅酸盐水泥、膨胀水泥、膨润土、填料在搅拌器中以20转/分钟的转速，干混3分钟，得到均匀混合的干料；

然后向干料中加入二分之一总量的水，并以60转/分钟的转速进行搅拌，搅拌2分钟后，加入无水乙醇、异丙醇、纳米硅溶胶、硅酸镁铝和剩余的水，继续搅拌2分钟，加入渗透剂、流平剂和抗老化剂，再搅拌3分钟后，得到灌浆料。

实施例五：

一种桥梁修复专用灌浆料，原料按重量份包括以下组分：硅酸盐水72份，膨胀水泥8份，膨润土8份，无水乙醇14份，异丙醇15份，纳米硅溶胶18份，硅酸镁铝13份，填料25份，渗透剂9份，流平剂7份，抗老化剂8份，140份。

其中：

填料按重量份包括以下组分：玻璃纤维粉36份，木质素纤维粉25份，砂石18份。且砂石粒径分别为130目和220目，两种尺寸的砂石用量比为1：3。

渗透剂按重量份包括以下组分：日本肖邦SHO-BOND裂缝修复胶34份，耐碱渗透剂OEP-7025份。

流平剂按重量份包括以下组分：高效减水剂22份，聚醚改性硅油26份；其中，高效减水剂为FDN-Ⅰ高效减水剂、FDN-Ⅱ缓凝高效减水剂、FDN-Ⅲ早强高效减水剂和FDN-Ⅳ防冻高效减水剂的混合物，其用量按重量份比为2：1；2；1。

抗老化剂按重量份包括以下组分：纳米氧化锌20份，聚二甲基硅氧烷12份，聚氨酯粉22份。

灌浆料制备方法：

将硅酸盐水泥、膨胀水泥、膨润土、填料在搅拌器中以20转/分钟的转速，干混3分钟，得到均匀混合的干料；

然后向干料中加入二分之一总量的水，并以60转/分钟的转速进行搅拌，搅拌2分钟后，加入无水乙醇、异丙醇、纳米硅溶胶、硅酸镁铝和剩余的水，继续搅拌2分钟，加入渗透剂、流平剂和抗老化剂，再搅拌3分钟后，得到灌浆料。

实施例六：

一种桥梁修复专用灌浆料，原料按重量份包括以下组分：硅酸盐水泥89份，膨胀水泥10份，膨润土12份，无水乙醇15份，异丙醇18份，纳米硅溶胶20份，硅酸镁铝15份，填料26份，渗透剂9份，流平剂7份，抗老化剂9份，水150份。

其中：

填料按重量份包括以下组分：玻璃纤维粉35份，木质素纤维粉26份，砂石19份。且砂石粒径分别为140目和210目，两种尺寸的砂石用量比为1：4。

渗透剂按重量份包括以下组分：日本肖邦SHO-BOND裂缝修复胶36份，耐碱渗透剂OEP-7026份。

流平剂按重量份包括以下组分：高效减水剂24份，聚醚改性硅油24份；其中，高效减水剂为FDN-Ⅰ高效减水剂、FDN-Ⅱ缓凝高效减水剂、FDN-Ⅲ早强高效减水剂和FDN-Ⅳ防冻高效减水剂的混合物，其用量按重量份比为2：1；2；1。

抗老化剂按重量份包括以下组分：纳米氧化锌21份，聚二甲基硅氧烷11份，聚氨酯粉23份。

灌浆料制备方法：

将硅酸盐水泥、膨胀水泥、膨润土、填料在搅拌器中以20转/分钟的转速，干混3分钟，得到均匀混合的干料；

然后向干料中加入二分之一总量的水，并以60转/分钟的转速进行搅拌，搅拌2分钟后，加入无水乙醇、异丙醇、纳米硅溶胶、硅酸镁铝和剩余的水，继续搅拌2分钟，加入渗透剂、流平剂和抗老化剂，再搅拌3分钟后，得到灌浆料。

对比例一：

与实施例一相比，不添加膨胀水泥、膨润土、无水乙醇、异丙醇和纳米硅溶胶，用水量为80份，制备方法相同。

对比例二：

与实施例一相比，不添加无水乙醇、异丙醇，制备方法相同。

对比例三：

与实施例一相比，不添加无水乙醇、异丙醇和纳米硅溶胶，制备方法相同。

对比例四：

与实施例一相比，不添加纳米硅溶胶，制备方法相同。

对比例五：

与实施例一相比，不添加硅酸镁铝吗，制备方法相同。

对比例六：

与实施例一相比，渗透剂为日本肖邦SHO-BOND裂缝修复胶38份，

对比例七：

与实施例一相比，渗透剂为耐碱渗透剂OEP-7038份。

性能检测：

按照GB/T50448-2015和GB50728-2011中记载的检测方法，对实施例一至实施例六以及对比例一至对比例七制备得到灌浆量进行相关性能检测，检测结构如下表：

表1

表2

由检测结果可以知道，本发明中由于膨胀水泥、膨润土、无水乙醇和异丙醇的加入，可以使得灌浆料硬化后可以有一定的膨胀，从而充分填充裂缝；而且随着纳米硅溶胶的加入，可以有效提高灌浆料硬化后的强度；同时，通过调节成分的配比，可以调节本发明的流动性，使得本发明即可在水平桥梁上使用(实施例一至实施例三)，也可以在倾斜的桥梁上使用(实施例四至实施例六)；并且本发明灌浆料固化后，强度优异，也可以用于对桥梁裸露的钢筋等的封堵。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。