一种高抗碳化性高韧性水泥基修补材料及其制备方法与流程

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种高抗碳化性高韧性水泥基修补材料及其制备方法。

背景技术：

1、本节中的陈述仅提供与本申请公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

2、混凝土是现代工程结构使用的主要材料，被广泛应用于交通、水利等建设工程中。在我国四川等地区，气候较为湿润，混凝土结构碳化较为严重，混凝土的碳化不仅会影响建筑物的美观，同时会使得结构破坏，威胁人们的生命财产安全。同时，我国工业厂房较多，如钢铁厂冶金厂等，这些工业厂房也长期受到co2等腐蚀介质的侵蚀。针对于碳化严重的区域，需要研发出一种抗碳化性能优越高韧性的水泥基修补材料来延长建筑物的使用寿命。

3、硅酸盐水泥成本低、使用广泛，但抗软水侵蚀和抗碳化性较差；硫铝酸盐水泥放热速率快、耐高温性好、耐硫酸腐蚀性强、不析出游离的ca(oh)2但成本高。硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥能够硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的优势，其凝胶时间较纯普通硅酸盐水泥浆和硫铝酸盐水泥浆都显著缩短，通过改性能够制备出具有优良防腐抗渗性能且成本较低的修补材料。

4、现有的水泥基修补材料存在与修补界面的粘结性差、抗碳化性以及韧性较差和材料成本较高的缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对目前水泥基修补材料存在的缺陷，提供了一种高抗碳化性高韧性水泥基修补材料及其制备方法，改善了水泥基修补材料韧性差的缺点，提高了水泥基修补材料抗碳化性能，改善了水泥基修补材料的韧性，同时具有的微膨胀性可以使新老界面粘结牢靠。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种高抗碳化性高韧性水泥基修补材料，包括如下质量份数的组分：普通硅酸盐水泥600～700份，硫铝酸盐水泥200～300份，石膏60～80份，渗透结晶材料3～5份，砂1000份，减水剂11.5～13.5份，缓凝剂5～8份，纤维17～20份，水320～350份。

4、根据一种优选的实施方式，包括如下质量份数的组分：普通硅酸盐水泥600～700份，硫铝酸盐水泥200～300份，石膏60～80份，渗透结晶材料5份，砂1000份，减水剂11.5～13.5份，缓凝剂5～8份，纤维20份，水320～350份。

5、优选地，所述硫铝酸盐水泥为42.5级快硬硫铝酸盐水泥。

6、优选地，所述砂为机制砂。更优选地，所述砂为细度模数为2.8～3.0的中粗砂。

7、优选地，所述石膏为二水石膏。

8、优选地，所述缓凝剂为硼砂，分析纯，质量分数不低于99.5％。

9、使用硼砂能够起到非常好的缓凝效果、能改善水泥基修补材料的流动性且对水泥基修补材料的强度影响小。

10、优选地，所述渗透结晶材料是以硅酸盐水泥及多种活性化学物质配制而成，可以改善水泥基修补材料的孔结构，提高其早期强度。

11、优选地，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。

12、优选地，所述纤维为聚乙烯醇纤维，长度10～15mm，直径50～70微米μm，断裂时应变5％～7％，抗拉强度至少为1200mpa。

13、本申请还提供一种高抗碳化性高韧性水泥基修补材料的制备方法，包括如下步骤：

14、步骤1：将重量份的普通硅酸盐水泥，硫铝酸盐水泥，石膏，渗透结晶材料在搅拌机中低速搅拌1分钟，使粉体材料混合均匀；

15、步骤2：将重量份的缓凝剂溶于一定量的温水中，使缓凝剂充分溶解，以防缓凝剂在掺加过程中分散不均匀；

16、步骤3：将步骤1中搅拌好的粉料继续低速搅拌，10s加水和减水剂，20s加砂，30s加入缓凝剂，在持续低速搅拌至180s的过程中沿锅边缓慢撒入聚乙烯醇纤维，停止15s，在高速搅拌120s，立即将搅拌好的砂浆加入置于振动台的试模中，分三次装，每次装1/3，在装填过程中，边振动边插捣，每次振动20～30s。

17、步骤4：将成型好的试件覆盖保鲜膜，两小时后拆模，继续养护至规定龄期，最终得到满足要求的修补材料。

18、优选地，步骤1中的所述低速搅拌为转速：62±5r/min。

19、优选地，步骤3中的所述高速搅拌为转速：125±10r/min。

20、与现有的技术相比本发明的有益效果是：

21、1、一种高抗碳化性高韧性水泥基修补材料，通过同时添加适宜量的渗透结晶材料和纤维，二者相互作用显著提升了水泥基修补材料的韧性和抗碳化性能，使得制备的水泥基修补材料更持久耐用；并发现了渗透结晶材料和纤维相互促进的加入量，该加入量下的水泥基修补材料的韧性和抗碳化性能得到了超出预期的提升。

22、2、一种高抗碳化性高韧性水泥基修补材料的制备方法，以普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、砂、石膏、渗透结晶材料、减水剂、缓凝剂、纤维为原料，使用的材料常见、低成本，制备的水泥基修补材料不仅具有早期强度高、抗碳化性能优越以及韧性好，同时还具有微膨胀性，补偿水泥收缩，使得新老结合面紧密粘结。

技术特征：

1.一种高抗碳化性高韧性水泥基修补材料，其特征在于，包括如下质量份数的组分：普通硅酸盐水泥600～700份，硫铝酸盐水泥200～300份，砂1000份，石膏60～80份，渗透结晶材料3～5份，减水剂11.5～13.5份，缓凝剂5～8份，纤维17～20份，水320～350份。

2.根据权利要求1所述的一种高抗碳化性高韧性水泥基修补材料，其特征在于，包括如下质量份数的组分：普通硅酸盐水泥600～700份，硫铝酸盐水泥200～300份，石膏60～80份，砂1000份，渗透结晶材料5份，减水剂11.5～13.5份，缓凝剂5～8份，纤维20份，水320～350份。

3.根据权利要求1所述的一种高抗碳化性高韧性水泥基修补材料，其特征在于，所述硫铝酸盐水泥为42.5级快硬硫铝酸盐水泥。

4.根据权利要求1所述的一种高抗碳化性高韧性水泥基修补材料，其特征在于，所述石膏为二水石膏。

5.根据权利要求1所述的一种高抗碳化性高韧性水泥基修补材料，其特征在于，所述缓凝剂为硼砂，分析纯，质量分数不低于99.5％。

6.根据权利要求1所述的一种高抗碳化性高韧性水泥基修补材料，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。

7.根据权利要求1所述的一种高抗碳化性高韧性水泥基修补材料，其特征在于，所述纤维为聚乙烯醇纤维，长度10～15mm，直径50～70微米μm，断裂时应变5％～7％，抗拉强度至少为1200mpa。

8.一种高抗碳化性高韧性水泥基修补材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种高抗碳化性高韧性水泥基修补材料的制备方法，其特征在于，步骤1中的所述低速搅拌为转速：62±5r/min。

10.根据权利要求8所述的一种高抗碳化性高韧性水泥基修补材料的制备方法，其特征在于，步骤3中的所述高速搅拌为转速：125±10r/min。

技术总结
本发明公开了一种高抗碳化性高韧性水泥基修补材料及其制备方法，水泥基修补材料包括如下质量份数的组分：普通硅酸盐水泥600～700份，硫铝酸盐水泥200～300份，砂1000份，石膏60～80份，渗透结晶材料3～5份，减水剂11.5～13.5份，缓凝剂5～8份，纤维17～20份，水320～350份。制备方法包括先将普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、石膏和渗透结晶材料结合，再依次加入水、减水剂、缓凝剂和聚乙烯醇纤维，随后振动插捣，覆膜养护，得到高抗碳化性高韧性的水泥基修补材料。

技术研发人员：胡江,卢晓霞,李颉,关素敏,蓝堂伟,张荣华,彭文彬,刘登贤
受保护的技术使用者：四川华西绿舍建材有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16