[發明專利]一種赤泥基高性能建筑修復材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201910290848.5
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN110156425A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 李召峰;李術才;張健;高益凡;劉超
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C04B28/34
• 分類號: C04B28/34;C04B111/72;C04B111/82
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發明涉及種赤泥基高性能建筑修復材料及其制備方法和應用。由高堿土金屬型固廢原料10?90份、磷酸鎂水泥20?60份、緩凝劑2?8份、改色劑1?5份組成，高堿土金屬型固廢原料為赤泥、電石渣、煤矸石、礦粉、鋁灰、鋼渣、銅渣中的一種。磷酸鎂水泥由重燒氧化鎂和磷酸鹽組成。重燒氧化鎂和磷酸鹽的質量比為1?9：1。可以提高磷酸鎂水泥的力學強度，延緩凝結時間，減小水化放熱量，使磷酸鎂水泥具有更廣的工程適用性。

技術領域

本公開屬于建筑修復材料制備技術領域，具體涉及一種赤泥基高性能建筑修復材料及其制備方法和應用。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

土木工程是人們賴以生存的物質基礎，然而，當今世界由于各種原因所引起的結構失效或建筑功能失效不僅影響了人們的正常生活而且造成了巨大的經濟損失。資料顯示，工業發達國家建設總投資的40％以上用于建筑的維修和加固，不足60％才用于新建筑的建設。單在美國，截止到2015年，專家統計用于基礎設施必要修復和改善的金額達500萬億美元，它已成為繼預算赤字和國際貿易赤字的美國第三大赤字。尤其是在道橋方面，這一現象更加明顯。我國截止2017年底，已建成各級水泥混凝土路面約370萬公里，據不完全統計，現有的水泥混凝土路面將有20％～30％左右都面臨著修補和改善。

目前建筑修復材料以硅酸鹽水泥為主，發明人發現，該類材料具有凝結時間長、粘結能力差等缺點，在建筑修復領域具有一定的局限性。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本公開的一個目的是提供一種赤泥基高性能建筑修復材料。本公開解決了磷酸鎂水泥的凝結時間短、放熱量大、成本昂貴的問題，提高了它的可操作性及工程適用性。

為了解決以上技術問題，本公開的技術方案為：

一方面，一種赤泥基高性能建筑修復材料，由高堿土金屬型固廢原料10-90份、磷酸鎂水泥20-60份、緩凝劑2-8份、改色劑1-5份組成，高堿土金屬型固廢原料為赤泥、電石渣、煤矸石、礦粉、鋁灰、鋼渣、銅渣中的一種或多種。

利用固廢中堿土金屬參與磷酸鎂水泥的反應過程中，因固廢活性低，從而延緩了膠凝材料的凝結時間，提高了修復材料的可操作性，并利用固廢的膠凝活性、微集料效應提高修復材料的力學性能，并可以大幅度降低產品的成本，利用改色劑對修復材料進行改色，使之可以適用于不同顏色建筑修補。

作用機理為赤泥中的Na₂O、Fe₂O₃、Al₂O₃可以與磷酸二氫鉀反應，生成膠凝礦物，其次，赤泥顆粒較細，在磷酸鎂水泥中具有充填作用，提高結石體的密實度。

在一些實施例中，磷酸鎂水泥由重燒氧化鎂和磷酸鹽組成。

本公開選擇重燒氧化鎂的原因為重燒氧化鎂具有較高的活性。

在一些實施例中，重燒氧化鎂和磷酸鹽的質量比為1-9：1。

重燒氧化鎂和磷酸鎂的質量比影響磷酸鎂水泥的膠凝硬度，同時決定了其與高堿土金屬型固廢材料混合后的性能，在上述范圍內的磷酸鎂水泥能夠更好的和高堿土金屬型固廢材料進行配合得到更好的修復材料。

在一些實施例中，重燒氧化鎂的比表面積為250-400m²/kg。

重燒氧化鎂的比表面積范圍保證重燒氧化鎂的高活性，并且易于粉磨。

在一些實施例中，磷酸鹽為磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉中的一種。

在一些實施例中，高堿土金屬型固廢原料30-65份。