[發明專利]一種基于海水和珊瑚砂的水下修補材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010634444.6
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111875321B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 陳露一;鄭麗;包嘉誠;黃有強;張志豪;李信
• 申請（專利權）人: 中鐵橋研科技有限公司;中鐵大橋局集團有限公司;中鐵大橋科學研究院有限公司
• 主分類號: C04B28/06
• 分類號: C04B28/06;C04B24/40;C04B20/10;C04B24/42;C04B24/26;C04B22/14;C04B14/28;C04B24/28;C04B14/02;C04B103/61;C04B111/24;C04B111/26;C04B111/72;C04B
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 馬麗娜

本發明涉及一種基于海水和珊瑚砂的水下修補材料及其制備方法，該水下修補材料由硫鋁酸鹽水泥、海工硅酸鹽水泥、粉煤灰、可再分散性乳膠粉、改性環氧樹脂、有機抗蝕劑、膨脹劑、水下抗分散劑、改性珊瑚砂、高效聚羧酸減水劑制備而成，其中，改性珊瑚砂為表面包覆有疏水涂層的珊瑚砂，改性環氧樹脂為偶聯有納米聚硫橡膠粉和納米石墨粉的水性環氧樹脂。本發明利用人工破碎珊瑚砂取代天然河砂，將水泥砂漿同環氧樹脂復合，提高水下修補材料粘結性能，復摻水下抗分散劑和有機抗蝕劑減少漿體損失并在鋼筋表面形成鈍化膜，并摻加復合型膨脹劑，多膨脹源連續膨脹提高水下修補材料和原構件間貼合度，堵塞有害離子侵蝕通道。

技術領域

本發明屬于建筑材料領域，特別涉及一種基于海水和珊瑚砂的水下修補材料及其制備方法。

背景技術

隨著社會經濟的發展，近年來，沿海海域修建了大量跨海大橋及離岸設施，如海上石油平臺、港口、風力發電站等。然而這些混凝土結構在服役期內始終處于復雜的環境中，如海面上時刻不停且強弱不均勻的沖刷作用、強紫外線的輻射作用、各類侵蝕性離子的強腐蝕作用等都會造成混凝土結構性能的劣化，極大地影響了混凝土結構的使用壽命。考慮到混凝土結構體積龐大，發生損傷后，其剩余使用壽命和重新修建的造價因素，現有技術一般不做報廢處理，而是采用水下修補材料進行結構損傷修復。然而，部分跨海大橋及離岸設施遠離大陸，造成當地傳統砂石資源稀缺，若采用船舶運輸，不僅運費高昂也易受海上風浪影響，勢必造成工期延誤。

發明內容

本發明利用海洋環境下豐富的珊瑚砂資源制備一種基于海水和珊瑚砂的水下修補材料，以解決沿海地區傳統砂石資源稀缺的問題，具有廣闊的應用前景和經濟社會效益。

第一方面，本發明提供了一種基于海水和珊瑚砂的水下修補材料，按重量份計包括如下組分：

其中，改性珊瑚砂為表面包覆有疏水涂層的珊瑚砂；

改性環氧樹脂為偶聯有納米聚硫橡膠粉和納米石墨粉的水性環氧樹脂。

優選地，水性環氧樹脂通過鈦酸酯偶聯劑與納米聚硫橡膠粉及納米石墨粉偶聯。

優選地，水性環氧樹脂為雙酚F型環氧樹脂。

優選地，水性環氧樹脂、納米聚硫橡膠粉和納米石墨粉的重量比為(80～200)：(2～8)：1。

優選地，珊瑚砂表面包覆的疏水涂層由硅烷噴霧形成，硅烷為甲硅烷或乙硅烷。

優選地，可再分散性乳膠粉通過以下步驟制備得到：

(1)按重量比(60～75):(12～25)：1將聚丙烯醋酸酯乳液、聚乙烯醇及甲基丙烯酸甲酯加入反應釜中得混合液A；

(2)按混合液A的0.5wt％～2.0wt％滴加聚乙烯醇水溶液，攪拌20～35min后，升溫至80～95℃，按混合液A的0.2wt％～1.2wt％滴加偶氮二異丁腈，保溫1～2.5h；

(3)反應液冷卻至室溫后轉移至干燥塔內，按反應液的3wt％加入二氧化硅粉末，噴霧干燥5～35min，噴霧干燥塔進口溫度為180～250℃。

優選地，有機抗蝕劑中包含氨基硅烷偶聯劑和水溶性有機物，水溶性有機物指的是聚乙二醇、三乙烯四胺。

優選地，有機抗蝕劑的制備方法包含以下步驟：將2～5重量份聚乙二醇、0.01～0.1重量份氨基硅烷偶聯劑和1重量份三乙烯四胺混合，得水溶性混合物B；將1重量份碳酸鋰、0.2～0.7重量份偏鋁酸鹽速凝劑、0.04～0.3重量份聚丙烯酰胺和5～9重量份去離子水混合，以120r/min～200r/min的轉速攪拌10min～25min，升溫至65℃～90℃，滴加水溶性混合物B，繼續攪拌4min～10min后，調節pH值至7～8，得有機抗蝕劑。