[發(fā)明專利]一種基于碳化硬化的混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)方法

有效

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• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111320424B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王發(fā)洲;張秀貞;劉志超;何永佳
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B111/20;C04B111/72;C04B111/76
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

本發(fā)明公開了一種基于碳化硬化的混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)方法，包括以下步驟：清理需要修復(fù)的區(qū)域；填充或涂抹修復(fù)材料；所述修復(fù)材料的成分按重量份數(shù)計算如下：碳化膠凝材料：100份，碳化增強劑：1?10份，細骨料：5?70份，減水劑：2?6份，水：6?16份；使用密封裝置封閉待修復(fù)區(qū)域；向封閉的待修復(fù)區(qū)域通入二氧化碳修復(fù)氣體。本發(fā)明基于碳化硬化原理，修復(fù)材料強度發(fā)展快，強度等級高，修復(fù)后能迅速投入服役過程；碳化過程中修補材料體積會產(chǎn)生微膨脹，且后期服役過程中體積穩(wěn)定性優(yōu)良，與基體結(jié)合緊密，粘結(jié)性強，不易出現(xiàn)脫落現(xiàn)象；修復(fù)漿體流動性可設(shè)計調(diào)控，滿足涂抹、噴射、澆灌多種工藝，工程適用性強。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于碳化硬化的混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)方法。

背景技術(shù)

建筑材料主要以水泥基材料為膠結(jié)部分，在服役過程中受到物理作用(溫度、濕度等)、機械作用(疲勞破壞、磨耗等)等影響，不可避免的會產(chǎn)生微裂紋或表層材料磨損脫落現(xiàn)象。裂縫產(chǎn)生或表層材料脫落后，如果不加以修復(fù)，硫酸根離子、氯離子等有害化學(xué)物質(zhì)會沿著裂縫等侵入材料內(nèi)部，加速侵蝕過程，嚴(yán)重影響建筑材料服役壽命同時存在巨大的安全隱患。

定期對建筑材料進行修復(fù)可以延長其服役壽命，提高其服役安全性，具有巨大的經(jīng)濟效益。目前廣泛使用的修復(fù)材料以快硬水硬性材料為主，該類材料水化凝結(jié)可調(diào)、修復(fù)之后強度發(fā)展較快；但由于這種體系中也存在耐久(尤其是抗凍性)和服役性能差(含水量高、抗凍性差；水化硬化速度受溫度影響大、低溫下強度發(fā)展慢；水化反應(yīng)會產(chǎn)生體積收縮，導(dǎo)致與基體的粘結(jié)變差)，修復(fù)區(qū)域與基體部分界面明顯，后期服役過程中依然存在薄弱區(qū)，易再次破壞，導(dǎo)致修復(fù)周期短，有效修復(fù)成本高。因此，在建筑材料修復(fù)領(lǐng)域具有一定局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)方法及修復(fù)材料，所用修復(fù)材料流動性可調(diào)控設(shè)計，滿足多種施工要求；同時使用的修復(fù)材料以碳化反應(yīng)為強度發(fā)展機制，受環(huán)境溫度影響小，強度發(fā)展快，強度等級高，滿足迅速修補服役的要求；碳化反應(yīng)為微膨脹特性保證了修復(fù)材料與基體的緊密結(jié)合；修復(fù)材料基體致密、含水量低，基體組成以碳酸鈣為主，具有優(yōu)異的抗凍等耐久性能，尤其適用于嚴(yán)寒環(huán)境下的修復(fù)工作。

為達到上述目的，采用技術(shù)方案如下：

一種基于碳化硬化的混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)方法，包括以下步驟：

1)清理需要修復(fù)的區(qū)域；

2)填充或涂抹修復(fù)材料；所述修復(fù)材料的成分按重量份數(shù)計算如下：碳化膠凝材料：100 份，碳化增強劑：1-10份，細骨料：5-70份，減水劑：2-6份，水：6-16份；

3)使用密封裝置封閉待修復(fù)區(qū)域；向封閉的待修復(fù)區(qū)域通入二氧化碳修復(fù)氣體。

按上述方案，所述的碳化膠凝材料為γ型硅酸二鈣、硅酸一鈣、鋼渣、二硅酸三鈣中的任意一種或混合。

按上述方案，所述的碳化增強劑，為聚乙烯醇、乙二醇、無定形硅質(zhì)材料中的任意一種或混合；所述的無定形硅質(zhì)材料為SiO₂含量≥94wt％的硅灰。

按上述方案，所述的細骨料為粒徑分布在300-1100μm的石英砂。

按上述方案，所述的減水劑為聚羧酸系減水劑與檸檬酸鈉緩凝劑混合而成的復(fù)合型減水劑。

按上述方案，所述的修復(fù)氣體中CO₂體積濃度為10-99.8％。

按上述方案，所述的修復(fù)氣體中CO₂通入時間為5min-30min。

本發(fā)明公開一種基于碳化硬化的混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)材料及修復(fù)方法，具有以下優(yōu)點：

(1)基于碳化硬化原理，修復(fù)材料強度發(fā)展快，強度等級高，修復(fù)后能迅速投入服役過程；