高强耐磨玄武岩纤维修复砂浆制造技术

本发明专利技术公开了一种高强耐磨玄武岩纤维修复砂浆，它是由水泥、砂、水、高效减水剂及玄武岩纤维按一定重量配比混合后，搅拌均匀制成。其中的玄武岩纤维具有抗拉强度高、弹性模量大、耐高温、耐腐蚀和热稳定性好的优点，同时结合高效减水剂的减水及塑化作用提高砂浆的粘结性能，并选用大颗粒、坚硬的石英砂以起骨架支撑作用提高其耐磨耐冲击能力，由此，配制成的修复砂浆具有低收缩，高强高性能（耐磨耐撞）且与旧墙粘结牢固（新旧结合好）等特性，从而成为船闸、大坝、桥梁等水工建筑物表面混凝土剥落、大面积碳化受损、裂缝等修复用的理想材料。

High strength abrasion resistant basalt fiber repairing mortar

The invention discloses a high-strength abrasion resistant basalt fiber repairing mortar, which is made by mixing cement, sand, water, high efficiency water reducing agent and basalt fiber at a certain weight ratio and stirring evenly. High tensile strength, high elastic modulus, high temperature resistance, good corrosion and good thermal stability of basalt fiber which is combined with superplasticizer, water reducing and plasticizing effect improve the bonding performance of the mortar, and the selection of big particle and hard quartz sand to play the function of skeleton supporting to improve the impact resistance capacity., repairing mortar confected with low shrinkage, high strength and high performance (resistance and bump) and old wall (good bonding properties, and combining with the new and old) has become an ideal material for locks, dams, bridges and other hydraulic structures concrete surface spalling, a large area of carbide and crack for repairing damaged.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水工建筑物修复材料，具体地说是涉及水工建筑物混凝土表面大面积创伤的 修复材料一高强耐磨玄武岩纤维修复砂浆。建国以来，我国进行了大量船闸、大坝、桥梁等基础设施的建设，经过多年的运行，现 大都进入修复期，普遍出现表面混凝土老化、碳化严重、混凝土剥落、交通桥梁裂缝丛生等 问题，并已经影响到了水工建筑物的安全运行及使用寿命。因此研究具有高强、高耐磨、高 抗渗性及粘结良好的针对受高速含沙水流冲蚀水工建筑物混凝土表面的修复材料具有重要的 实际意义及广泛的应用前景。
技术介绍
混凝土结构是土木工程领域中应用最为广泛的结构形式之一。但由于混凝土材料本身的 缺陷及其配合比、养护、施工环境和使用因素等综合影响，造成很多水泥基材料性能下降， 严重影响到其使用性能和寿命。而水工混凝土结构由于长期受水流冲蚀及含沙水流的冲刷， 所遭受的破坏更为显著1984年浙江22座沿海水工建筑物调査发现，严重破坏已废弃不用 的有3座，运行仅8 10年，损害严重急需大修的有8座，局部损坏的有8座；河海大学等 单位80年代对国内水工建筑物、港口码头等的使用情况的调査结果表明，使用10 30年的 水工建筑物有近60%出现钢筋锈蚀破坏，使用7 25年的海港码头有近90%出现了钢筋锈蚀 破坏；最近出版的《中国腐蚀调查报告》 一书表明我国的年腐蚀损失约为5000亿元(600亿 美元)占GDP的6。/。。由于混凝土耐久性问题造成的结构破坏严重并带来巨大的经济损失， 因此研究性能优良的修复材料，进行混凝土结构的裂缝修补、冻融剥蚀修补、钢筋锚固、抗 冲刷结构保护层等的修复和改善工作是十分有意义的。对于已建混凝土结构的修复与改善工作人们已经进行了大量的研究工作，但针对水工建 筑物长期受高速含沙水流冲蚀等特性，关于其高强高性能(耐磨耐撞)、高抗渗且与旧墙粘结 牢固的修复材料的专门研究不多。如由于自然碳化及高速含沙水流冲蚀等原因，运行多年的 船闸、大坝大多会出现表面混凝土剥落、大面积自然碳化、底板及廊道受水流冲蚀造成露石 等受损现象，已严重影响到船闸水工建筑物的安全和使用寿命，交通和水利部门多年来一直 在探索混凝土墙面修补加固技术，迄今尚无较完善的处理方法。由于纤维具有良好的增韧、抗裂、抗磨作用，将短切纤维用于增强砂浆混凝土中，纤维 通过桥接裂缝可提高水泥基体的韧性、抗拉强度和抗弯强度，使水泥混凝土制品所固有的脆 性问题得到极大的改善。目前纤维混凝土中研究较多的有钢纤维、聚丙烯纤维等。但钢纤维 的造价较高，比重大、不易于分散、不宜于在常规的水泥增强制品中作用。聚丙烯纤维虽然 能够均匀分散在混凝土中，化学性质稳定、施工简单，伹也存在价格高，强度和模量低，与 水泥基体粘结性差等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高强耐磨玄武岩纤维修复砂浆。新型纤维——玄武岩纤维(Basalt Fibre简称CBF或BF)是用火山爆发形成的一种玻璃 态的玄武岩矿石，经高温熔融后快速拉制而成的纤维。具有抗拉强度高、弹性模量大，耐高 温、耐酸碱性能强、耐化学性能好和热稳定性优越等优点，与有机聚丙烯纤维相比，玄武岩 纤维的弹性模量、拉伸强度、分散性和砂浆、混凝土的亲和力都具有明显的优点，并且价格 低廉，来源广泛，在土木工程中必将有广阔的应用前景。本专利技术首次将短切玄武岩纤维用于 修复砂浆以充分发挥其增韧、抗裂、抗磨作用，同时结合高效减水剂的减水及塑化作用提高 砂浆的粘结性能，并选用大颗粒、坚硬的石英砂以起到骨架支撑作用提高其耐磨耐冲击能力， 配制了高强耐磨玄武岩纤维修复砂浆，通过以上复合作用使修复砂浆具有低收縮、高强高性 能(耐磨耐撞)且与旧墙粘结牢固(新旧结合好)等特性以适应于船闸等水工建筑物混凝土表 面大面积创伤的修复材料。高强耐磨玄武岩纤维修复砂浆，其特征在于它是由水泥、砂、水、高效减水剂及玄武岩 纤维按如下重量比配合制成水泥100、砂120 150、高效减水剂0.6 1.0、玄武岩纤维0.1 0.2、水20 30，重量单位为g或kg。上述的砂为坚硬的粗石砂，其细度模数为3.7 3.1，筛除其中大于5mm的颗粒。上述的高效减水剂为萘磺酸甲醛縮合物或三聚氰胺磺酸盐甲醛縮聚物，减水剂的减水率 为20%~25%。上述的玄武岩纤维为短切玄武岩纤维，其密度2.6~2.8g/cm3、动弹模量93.1 110Gpa、 断裂延伸率3.2%、吸水性<0.5。 有益效果新型玄武岩纤维(Basalt Fiber简称BF)材料具有抗拉强度高、弹性模量大、耐腐蚀和化 学稳定性好等优良特性。本专利技术首次将短切玄武岩纤维用于配制高强耐磨玄武岩纤维修复砂 浆以充分发挥其增韧、抗裂、抗磨作用。试验证明高强耐磨玄武岩纤维修复砂浆能够有效降 低砂浆的干縮性能，具有良好的抗拉、抗弯等力学性能及优良的抗冲磨性、抗渗、抗冻等耐 久性，并且粘结性能良好。此修复砂桨的高耐磨、高抗冲击性可满足抗高速挟砂水流磨蚀及 受船舶碰撞等技术要求，适用于船闸、泻洪坝、溢洪道、桥梁等水工建筑物表面混凝土剥落、 大面积碳化受损及其受损露石的底板及廊道等的修复材料。具体实施方式实施例1高强耐磨玄武岩纤维修复砂浆由下列重量配比的原料配制而成425号水泥700g、砂1050g、拌合水182 g、高效减水剂P —萘磺酸甲醛縮合物(FDN) 4.9 g、玄武岩纤维1.06g;或425号水泥100 kg、石英砂150 kg、拌合水30 kg、三聚氰胺磺酸盐甲醛縮聚物1 kg、 玄武岩纤维0. 2kg。实施例2高强耐磨玄武岩纤维修复砂浆的制备及使用砂浆的制备将水泥、砂、水、高效减水剂及玄武岩纤维按实施例1的重量配比混合后， 经搅拌均匀，制得高强耐磨玄武岩纤维修复砂浆；粘结层的处理采用人工凿毛处理或机械凿毛将旧墙面处理，用毛刷将表层清理干净， 然后浇水清洗、保湿养护24h;粉刷与养护粉刷玄武岩纤维修复砂浆，粉刷的步骤可以概括为"一涂二平三压光"，1 块墙面修复完成后，5小时内要进行1 3次压平收光工作，粉刷以后采用喷雾方法进行养护。 实施例3高强耐磨玄武岩纤维修复砂浆性能的测定首先配制玄武岩纤维砂浆及其空白样(1) 空白样，425号水泥700 g、砂1050 g、拌和水217g进行混合，充分搅拌均匀制 成(空白样的加水量以以下高强耐磨玄武岩纤维修复砂桨的流动度为控制标准)。(2) 高强耐磨玄武岩纤维修复砂桨(简称玄武岩修复砂浆)，采用425号水泥按实施例 l重量配比混合，搅拌制成；然后测定两种砂浆的主要技术性能如下l.干縮性能砂浆干縮性能试验依据《水工混凝土试验规程》(DL/T5150-2001)中的砂桨干縮试验进行表l两种砂浆各龄期平均干縮率序试样名称各龄期平均干縮率(X10"4)号ld3d7d21d28d1空白样3.8865.6477.2197.9048.2152玄武岩修复砂浆2.1214.1246扁7.1027.684试验结果表明高强耐磨玄武岩纤维修复砂浆对抵抗砂浆收縮尤其是抵抗早期收縮有显著 的效果。2.力学性能 ①抗压、抗折强度抗压、抗折试验依据GB177-85方法进行，标准养护后的试件分别在EHDC300-03压力 试验机和DKZ-5000型电动抗折试验机上进行抗压、抗折强度测试。表2两种不同砂桨抗压、抗折试验结果序试件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强耐磨玄武岩纤维修复砂浆，其特征在于它是由水泥、砂、水、高效减水剂及玄武岩纤维按如下重量比配合制成：水泥１００、砂１２０～１５０、高效减水剂０．６～１．０、玄武岩纤维０．１～０．２、水２０～３０，重量单位为ｇ或ｋｇ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：江朝华，张玮，陈达，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]