[發(fā)明專利]基于磷酸鎂水泥基抗硫酸鹽海工修補(bǔ)加固材料及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110878232.7
• 申請日: 2021-08-02
• 公開（公告）號: CN113321484B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張潔;劉良志;朱平;程林;宋效第
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市北洋水運(yùn)水利勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號: C04B28/34
• 分類號: C04B28/34;C04B12/02;C04B111/72;C04B111/20
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 陳娟

本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，涉及海工修補(bǔ)加固材料，尤其是一種基于磷酸鎂水泥基抗硫酸鹽海工修補(bǔ)加固材料及其制備方法。該材料含有的組分及質(zhì)量百分比如下：磷酸鎂水泥53～60wt%；石英砂39～46wt%；聚丙烯纖維0.8～1.5wt%；磷酸鎂水泥含有的組分及質(zhì)量百分比包括：磷酸鎂水泥基膠凝粉料62～67wt%；磷酸一銨18～22wt%；復(fù)合緩凝劑10～13wt%；硅酸鈉2～4wt%；所述磷酸鎂水泥基膠凝劑粉料包含：過燒氧化鎂粉80～83wt%；石灰石粉5～7wt%；偏高嶺土10～15wt%；復(fù)合緩凝劑由硼砂、十二水合磷酸氫二鈉、有機(jī)酸構(gòu)成。本發(fā)明材料具有抗硫酸鹽侵蝕性強(qiáng)、凝結(jié)硬化快、可施工性強(qiáng)、早期強(qiáng)度高、耐磨性強(qiáng)、粘結(jié)性好等特點(diǎn)，其與舊混凝土結(jié)構(gòu)基體粘結(jié)性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，涉及海工修補(bǔ)加固材料，尤其是一種基于磷酸鎂水泥基抗硫酸鹽海工修補(bǔ)加固材料及其制備方法。

背景技術(shù)

我國沿海城市資源豐富，發(fā)展?jié)摿Υ螅笆奈濉币?guī)劃中提出圍繞海洋工程、海洋資源、海洋環(huán)境等領(lǐng)域突破關(guān)鍵領(lǐng)域發(fā)展、建設(shè)我國現(xiàn)代化海洋產(chǎn)業(yè)體系，其中碼頭建設(shè)、沿海公路、客貨高鐵專線的發(fā)展十分必要。混凝土作為海洋工程建設(shè)的主體材料，長期處于干濕循環(huán)、碳化、凍融以及硫酸鹽氯鹽等多重侵蝕的復(fù)雜環(huán)境中，致使混凝土材料破壞嚴(yán)重，顯著縮短了結(jié)構(gòu)的服役壽命，一定程度上制約著海洋工程產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。海洋工程混凝土結(jié)構(gòu)服役過程中硫酸鹽、氯鹽侵蝕破壞最為嚴(yán)重，干濕循環(huán)環(huán)境為硫酸鹽進(jìn)入混凝土內(nèi)部提供了通道，受硫酸鹽侵蝕后的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部生成、鈣礬石和碳硫硅鈣石等體積大于原水化產(chǎn)物的產(chǎn)物，致使混凝土結(jié)構(gòu)表皮水泥漿的脫落，進(jìn)一步打開了硫酸鹽、氯鹽向混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的遷徙速度，其中氯離子的侵入在鋼筋混凝土的表面形成電解池，破壞鋼筋鈍化膜，加劇鋼筋的銹蝕膨脹，硫酸鹽環(huán)境和鋼筋銹蝕膨脹進(jìn)一步增大混凝土結(jié)構(gòu)的體積，受到侵蝕后的軟弱混凝土顆粒再次剝落，最終形成大片裸露鋼筋的界面，同時(shí)鋼筋的銹蝕進(jìn)一步破壞了混凝土結(jié)構(gòu)的負(fù)載力，降低了混凝土結(jié)構(gòu)的服役壽命。相關(guān)工作人員就海工混凝土的加固提出了諸多觀點(diǎn)，其中修補(bǔ)加固材料大致以硫鋁酸鹽水泥為主，硫鋁酸鹽水泥耐磨性較差，加之凝結(jié)硬化后堿性較低不足以保護(hù)鋼筋鈍化膜，導(dǎo)致修補(bǔ)的結(jié)構(gòu)再次與原混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生剝離，再一次加劇混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。海洋工程用混凝土耐久性問題日益突出，加固、修補(bǔ)已破損的混凝土結(jié)構(gòu)成為國際海洋工程界普遍關(guān)注的問題。因此，研制一種與原混凝土結(jié)構(gòu)粘結(jié)強(qiáng)度大、抗硫酸鹽侵蝕性能強(qiáng)、抗凍性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、施工快捷方便、固結(jié)快、原料來源豐富的新型無機(jī)膠凝材料具有廣闊發(fā)展前景。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有修補(bǔ)加固材料耐磨性較差、凝結(jié)硬化后堿性較低、與舊混凝土粘結(jié)力差等缺陷，本發(fā)明提供一種以磷酸鎂水泥為膠凝劑的抗硫酸海工修補(bǔ)加固材料及其制備方法。本發(fā)明的磷酸鎂水泥基抗硫酸鹽海工修補(bǔ)加固材料具有抗硫酸鹽侵蝕性能好、凝結(jié)硬化快、抗凍性強(qiáng)、耐老化性強(qiáng)、體積穩(wěn)定性強(qiáng)、耐磨性強(qiáng)、粘結(jié)性好等特點(diǎn)，該發(fā)明制備工藝簡單、使用方便、節(jié)能環(huán)保。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種基于磷酸鎂水泥基抗硫酸鹽海工修補(bǔ)加固材料，含有的組分及質(zhì)量百分比如下：磷酸鎂水泥53～60wt%；石英砂39～46wt%；聚丙烯纖維 0.8～1.5wt%；

所述磷酸鎂水泥含有的組分及質(zhì)量百分比包括：磷酸鎂水泥基膠凝粉料 62～67wt%；磷酸一銨 18～22wt%；復(fù)合緩凝劑10～13wt%；硅酸鈉 2～4wt%；

所述磷酸鎂水泥基膠凝劑粉料包含：過燒氧化鎂粉80～83wt%；石灰石粉 5～7wt%；偏高嶺土10～15wt%；上述各組份的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之和為100%；

所述復(fù)合緩凝劑含有的組分及質(zhì)量百分比如下：硼砂 28～32wt%；十二水和磷酸氫二鈉 50～55wt%；有機(jī)酸14～18wt%上述各組份的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之和為100%。所述有機(jī)酸由甲酸、乙酸、聚羧酸復(fù)配而成，甲酸：乙酸：聚羧酸的質(zhì)量比為：1~3:4~6:2~5。

本發(fā)明中還提供了上述基于磷酸鎂水泥基抗硫酸鹽海工修補(bǔ)加固材料的制備方法，包括以下步驟：