[發(fā)明專利]修補用聚丙烯酸乳液改性堿激發(fā)礦渣材料及制備方法

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• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114956748A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設計）人: 劉志勇;蔣金洋;湯安琪;張云升
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: C04B28/08
• 分類號: C04B28/08;C04B24/26;C04B111/72
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 趙淑芳

本發(fā)明公開了一種修補用聚丙烯酸乳液改性堿激發(fā)礦渣材料，以重量份計包括以下組分：水玻璃30.41～35.96份，氫氧化鈉3.21～5.70份，聚丙烯酸1～2份，礦渣100份，河砂300份，水35.84～38.89份。制備方法為：將稱好的氫氧化鈉溶解于水玻璃中，攪拌至氫氧化鈉充分溶解，燒杯上覆膜，冷卻至室溫后待用；將配制好的水玻璃溶液倒入攪拌鍋中，加入聚丙烯酸乳液、礦渣、河砂和水，攪拌成型即得修補用聚丙烯酸乳液改性堿激發(fā)礦渣材料。本發(fā)明強度高、耐久性好、粘結(jié)強度高、收縮率小。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及修補材料及制備，具體涉及一種修補用聚丙烯酸乳液改性堿激發(fā)礦渣材料及制備方法。

背景技術(shù)

混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題是工程中不可忽視的問題。混凝土是一種多相且非均勻的脆性材料，裂縫的產(chǎn)生幾乎是無法避免的，是由其物理性能和力學性能決定的，混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中受到疲勞損傷、溫度、收縮、不均勻沉降等不利因素的影響，由于混凝土中各種材料熱膨脹系數(shù)、彈性模量等性能的不同，混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生變形和損傷積累，從而無法避免地會產(chǎn)生細小裂縫和局部損傷。混凝土裂縫的產(chǎn)生會影響外觀，更重要的是使其抗彎強度大大降低，并且為CO₂、NO_x、H₂S、水、硫酸鹽和氯化物等侵蝕混凝土提供了通道，極大地影響結(jié)構(gòu)的服役壽命。裂縫是破壞的先兆，當裂縫尺寸和數(shù)量發(fā)展到一定程度，將導致結(jié)構(gòu)的破壞。

堿激發(fā)膠凝材料是近年來新發(fā)展的一種無機非金屬材料，它由堿性激發(fā)劑和具有活性的無機膠凝材料制備成，也被稱為地聚合物。堿激發(fā)膠凝材料不需要進行熟料的煅燒，制備時二氧化碳排放量比普通硅酸鹽水泥能減少近80％，還可以大量利用工業(yè)廢物，是一種環(huán)境友好的建筑材料。堿激發(fā)膠凝材料具有早強、耐腐蝕、耐水抗?jié)B、耐高溫、生產(chǎn)工藝簡單、致密性好等特點，已經(jīng)被開發(fā)應用于新型陶瓷材料、混凝土快速修補材料、保溫涂料和耐腐蝕涂料等領域。

礦渣作為其中一種堿激發(fā)膠凝材料，是高爐礦渣經(jīng)工藝處理后得到的粉料，其堿性系數(shù)、活性系數(shù)和質(zhì)量系數(shù)越大，礦渣微粉活性越高。堿性系數(shù)大于1，屬于堿性礦渣；活性系數(shù)高于0.25，屬于高活性礦渣；質(zhì)量系數(shù)大于1.2，屬于優(yōu)質(zhì)礦渣；水硬性系數(shù)大于1，礦渣中活性成分含量大于非活性成分含量。但是堿激發(fā)礦渣材料脆性大、收縮率高，難以有效的修補混凝土裂縫。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種修補用聚丙烯酸乳液改性堿激發(fā)礦渣材料及制備方法，解決現(xiàn)有堿激發(fā)礦渣材料脆性大，收縮率高的問題。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的修補用聚丙烯酸乳液改性堿激發(fā)礦渣材料，以重量份計包括以下組分：

水玻璃30.41～35.96份，氫氧化鈉3.21～5.70份，聚丙烯酸1～2份，礦渣100份，河砂300份，水35.84～38.89份。

有利于強度發(fā)展，有利于攪拌成型，所述水玻璃的模數(shù)為3.3，波美度為40。

所述聚丙烯酸的固含量≥30％。

所述的礦渣水硬性系數(shù)為2.18，活性系數(shù)為0.25，堿性系數(shù)為1.11，質(zhì)量系數(shù)為2.07，粒徑分布為d(0.1)為1.647um，d(0.5)為9.490um，d(0.9)為27.984um。

所述河砂最大粒徑為2.5mm，堆積密度為1.6g/cm³，表觀密度為2.5g/cm³。

本發(fā)明所述的修補用聚丙烯酸乳液改性堿激發(fā)礦渣材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將稱好的氫氧化鈉溶解于水玻璃中，攪拌至氫氧化鈉充分溶解，燒杯上覆膜，冷卻至室溫后待用；

(2)將步驟(1)配制好的水玻璃溶液倒入攪拌鍋中，加入聚丙烯酸乳液、礦渣、河砂和水，攪拌成型即得修補用聚丙烯酸乳液改性堿激發(fā)礦渣材料。