[發(fā)明專利]一種固廢基海工修復材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113511870B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發(fā)明（設計）人: 李召峰;王川;王福海;于婷婷;史玉潔;林春金
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學;山東高速集團有限公司;山東高速集團有限公司創(chuàng)新研究院
• 主分類號: C04B28/06
• 分類號: C04B28/06;C04B14/28;C04B14/38;C04B14/48;C04B16/06;C04B18/04;C04B18/14;C04B18/26;C04B20/00;C04B111/72;C04B111/24
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本發(fā)明涉及一種固廢基海工修復材料及其制備方法，特別是一種利用工業(yè)固體廢棄物制備固廢基海工修復材料的方法，涉及物理化學、固體廢棄物再利用和環(huán)境保護等領域。該海工修復材料由以下組成：赤泥、鎳渣、硫鋁酸鹽水泥、膠粉、石灰石粉、纖維、硅灰、固化劑、激發(fā)劑，其質(zhì)量百分比為：30?60：10?25：10?25：0.5?1.5：10?20：0.7—1.3：4?7：1?5：5?10，上述總量之和為100％。該海工修復材料具有良好的抗海水侵蝕性和強粘結(jié)能力等特性，適用于跨海大橋樁基修復等海上作業(yè)修復工程。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種海工修復材料制備技術(shù)及其制備方法，特別是一種利用工業(yè)固體廢棄物制備固廢基海工修復材料的方法，涉及物理化學、固體廢棄物再利用和環(huán)境保護等領域。該海工修復材料具有良好的抗海水侵蝕性和強粘結(jié)能力等特性，適用于跨海大橋樁基修復等海上作業(yè)修復工程。

背景技術(shù)

公開該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)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(gòu)成已經(jīng)成為本領域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

隨著我國沿海城市的高速發(fā)展，有許多在建的跨海大橋、港口工程和海上工作平臺等。海洋中的結(jié)構(gòu)物受到海水沖刷、有害離子滲透以及干濕交替作用，會使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)不同程度的缺陷，主要形式有脹裂、保護層剝落、鋼筋外露、外露鋼筋嚴重銹蝕等，這些病害缺陷的出現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性構(gòu)成威脅，嚴重影響海工結(jié)構(gòu)的使用壽命。目前我國有很多已建的海洋結(jié)構(gòu)物均發(fā)生了不同程度的腐蝕，使用壽命未達到設計預期便不能繼續(xù)使用。因此找到抗海水侵蝕性能優(yōu)異的高性能海工修復材料，不僅關系到海工結(jié)構(gòu)的使用壽命和修復成本，還可以保護環(huán)境，對可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

對于海工結(jié)構(gòu)構(gòu)件的修復工作通常會受到潮差的影響，有效工作時間較短，傳統(tǒng)的混凝土修補砂漿無法滿足施工要求，所以修復材料引起高度關注，對修復材料的耐久性、抗侵蝕性和膠結(jié)能力也引起高度關注。目前我國的海洋防護工程，混凝土修復材料常見的有聚合物修復材料、環(huán)氧樹脂修復材料和水泥基修復材料。海洋環(huán)境下,聚合物砂漿的粘結(jié)性能高于水泥砂漿,但其耐久性低于水泥砂漿；海洋潮汐區(qū),硅酸鹽水泥的粘結(jié)性能高于環(huán)氧樹脂材料。綜合來看,三種修復材料中，水泥基修復材料更適合用于海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的維修工程，但是傳統(tǒng)硅酸鹽水泥抗?jié)B性和抗侵蝕性較差，不能完全滿足海洋工程的特殊要求，因此，研制出一種具有良好的抗海水侵蝕性、強粘結(jié)能力和一定強度的水泥基修復材料,并盡可能利用工業(yè)固體廢棄物，對于有效恢復海洋環(huán)境下跨海大橋劣化混凝土結(jié)構(gòu)的的完整性具有重大意義。

目前已有部分學者致力于赤泥的綜合利用，以實現(xiàn)其大規(guī)模應用。有研究公開了一種海工混凝土在役快速修復材料及其施工技術(shù)，主要原料為低官能度多異氰酸酯、聚醚多元醇、二胺類擴鏈劑、端氨基聚醚、端羥基聚醚等快速固化的噴涂聚脲彈性體材料。有研究公開了一種用于海工混凝土裂縫自修復的微生物修復劑，該方法利用聚氧化乙烯、乙烯基甲醚對珊瑚礁鈣質(zhì)砂進行處理后,將科氏芽孢桿菌、調(diào)控劑、乳酸鈣固載于珊瑚礁鈣質(zhì)砂上，提高機械咬合作用，減少縫隙，抑制硫酸根離子進入混凝土內(nèi)部，提高混凝土的耐久性。有研究公開了一種超高性能橋墩加固修復的復合材料及其制備方法，主要原料為膠凝材料、骨料、摻合料和外加劑。以上專利制備海工修復材料雖然取得一定的進展，但是有些原材料復雜，價格昂貴；有些制備工藝復雜，對技術(shù)要求頗高；有些粘結(jié)強度較低，抗?jié)B性能較差。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述海工修復材料抗侵蝕性差、粘結(jié)能力弱等不足之處，本發(fā)明提供了一種制備固廢基海工修復材料的方法。該方法以工業(yè)固廢為原材料，不僅可以消耗大量堆積的固廢，還可以降低海工修復材料的生產(chǎn)成本，在一定程度上促進了海工修復材料的大規(guī)模利用。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的第一個方面，提供了一種固廢基海工修復材料，由如下重量份的原料：活化赤泥30-60份、活化鎳渣10-25份、硫鋁酸鹽水泥10-25份、膠粉0.5-1.5份、石灰石粉10-20份、纖維0.7—1.3份、硅灰4-9份、固化劑1-5份、激發(fā)劑5-10份；