[發(fā)明專利]一種混凝土快速修補材料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110024656.7
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112777983A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設計）人: 張金喜;丁博;牛亞男;王行
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B28/26;C04B22/06;C04B18/14;C04B111/72
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發(fā)明公開了一種混凝土快速修補材料及其制備方法，該修補材料由水泥、礦渣、硅灰、中級砂、堿性激發(fā)劑(NaOH、Na₂SiO₃)、水拌合而成。按質(zhì)量分數(shù)計各組分含量，硅酸鹽水泥：10％?16.7％，礦渣：14％?20.7％，硅灰：2.7％，中級砂：66.7％，NaOH：0.3％或Na₂SiO₃：1％，水與膠凝材料質(zhì)量比為0.5。本發(fā)明材料具有凝結(jié)快、粘結(jié)強度高的特點，能夠?qū)崿F(xiàn)混凝土的快速修復且原材料易得成本低廉，同時還具有抗凍融、耐腐蝕、長期性能好等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明屬于混凝土材料領域，具體涉及一種混凝土快速修補材料及其制備方法。

背景技術

水泥混凝土作為一種重要的建筑材料，被廣泛應用于公路、橋梁、市政工程等基礎設施建設中。由于設計不合理、環(huán)境侵蝕以及日益繁重的交通荷載作用等造成混凝土結(jié)構設施出現(xiàn)不同程度的損壞，如裂縫、坑槽、面板斷裂等影響車輛通行質(zhì)量與安全，急需加固與維修。傳統(tǒng)修補砂漿與舊混凝土的粘結(jié)強度低、相容性、耐久性差，且修復后開放交通時間長，所以研究出一種價格低廉、性能優(yōu)異、便于施工且長期性能穩(wěn)定的混凝土快速修補新材料具有重要意義。

專利CN 111153670 A采用硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、半水石膏、消泡劑、減水劑和聚合物乳液制備的快速修補砂漿具有凝結(jié)快、早期強度高、吸水率小的優(yōu)點，但對其長期耐久性能并未作過多涉及，由于聚合物乳液存在易揮發(fā)特性，可能會對后期強度造成影響。

專利CN 111635201 A采用包括水、高鋁酸鹽快硬水泥、硅酸鹽水泥、高分子聚合物、酒石酸、速凝劑、明礬石膨脹劑、聚羧酸減水劑、摻合料、細骨料，專用復合外加劑(鐵粉、氧化鈣、親水性膠體)制備了混凝土快速修補材料，雖然具有較高的抗壓與抗折強度，但原材料復雜、制備工藝需要特定溫度條件，且制造成本提高難以實現(xiàn)大規(guī)模工程應用。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有修補材料存在的問題，本發(fā)明目的在于提供一種新的混凝土快速修補材料及制備方法。通過本發(fā)明能夠解決傳統(tǒng)修復材料存在的較多共同缺陷，具有凝結(jié)時間快、粘結(jié)強度高、成本低廉易施工且耐久性能良好的特點。

堿液的添加可以激發(fā)礦渣潛在活性，促使礦渣中氧化硅、氧化鋁快速溶解，Si-O鍵、Al-O鍵斷裂并又重新聚合，與Ca²⁺等共同形成膠凝網(wǎng)絡，進而快速形成強度。與普通硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物不同，經(jīng)過堿液活化的水化產(chǎn)物能夠提供更好的膠結(jié)性能，孔隙率低，微觀結(jié)構更加致密，促使材料具有更好的耐久性能。

本發(fā)明實現(xiàn)上述技術目的需要以下技術方案得以實現(xiàn)：

一種水泥混凝土路面快速修補材料，其原料包括水泥、礦渣、硅灰、中級砂、堿性激發(fā)劑(NaOH、Na₂SiO₃)、水。按質(zhì)量分數(shù)計各組分含量，硅酸鹽水泥：10％-16.7％，礦渣：14％-20.7％，硅灰：1.3％-2.7％，中級砂：66.7％，NaOH：0.3％或Na₂SiO₃：1％，水與膠凝材料質(zhì)量比為0.5。

優(yōu)選地，按質(zhì)量分數(shù)計包含以下組分：硅酸鹽水泥：16.7％，礦渣：14％，硅灰：2.7％，中級砂：66.7％，Na2SiO3：1％。

優(yōu)選地，按質(zhì)量分數(shù)計包含以下組分：硅酸鹽水泥：10％，礦渣：20.7％，硅灰：2.7％，中級砂：66.7％，NaOH：0.3％。

所述硅酸鹽水泥為P.O42.5水泥。

所述礦渣為S95型磨細高爐礦渣粉。

所述硅灰為優(yōu)級硅灰。

所述中級砂為細度模數(shù)為2.54的天然河沙，統(tǒng)一過1.18mm篩孔篩分得到。