一种具有阻锈功能的地质聚合物修补砂浆及其制备和使用方法技术

本发明专利技术属于特种砂浆领域，具体公开一种具有阻锈功能的地质聚合物修补砂浆及其制备和使用方法，该修补砂浆由A、B两种组份组成，所述的A组份为活性硅铝质材料，由以下材料均匀混合制备得到：矿粉：280‑320份、粉煤灰：55‑65份、微硅灰：35‑40、减水剂：1.5‑2份、缓凝剂：0.8‑1.2份、阻锈剂：14‑18份、细骨料：580‑620份、纤维：4.5‑5.5份；所述的B组份为复合激发剂，由硅酸钠、氢氧化钠、含高铝碱性废液三者加热混合制得。本发明专利技术利用高含铝碱性废液部分替代地质聚合物修补砂浆胶凝体系中碱激发剂和活性铝质校正料/原料，降低了目前地质聚合物修补砂浆的制备成本，同时为铝合金原料加工过程中产生的高含铝碱性废液高效资源化利用提供一条新途径。

A Geopolymer Repair Mortar with Antirust Function and Its Preparation and Application Method

The invention belongs to the field of special mortar, and specifically discloses a geopolymer repairing mortar with anti-rust function and its preparation and use method. The repairing mortar consists of two components A and B. The component A is active silica-alumina material, which is prepared by homogeneous mixing of the following materials: mineral powder: 280 parts 320 parts, fly ash: 55 parts 65parts, micro-silica fume: 35 parts 40, water reducer: 1.5 parts. Two parts, retardant: 0.8 1.2 parts, rust inhibitor: 14 18 parts, fine aggregate: 580 620 parts, fiber: 4.5 5.5 parts; Component B is a compound activator, which is prepared by heating and mixing sodium silicate, sodium hydroxide and alkaline waste liquid containing high aluminium. The invention partially replaces alkali activator and active aluminium correcting material/raw material in gelling system of geopolymer repairing mortar with high aluminium alkaline waste liquid, reduces the preparation cost of current geopolymer repairing mortar, and provides a new way for efficient resource utilization of high aluminium alkaline waste liquid produced in the process of aluminium alloy raw material processing.

【技术实现步骤摘要】
一种具有阻锈功能的地质聚合物修补砂浆及其制备和使用方法
本专利技术属于砂浆领域，具体公开一种具有阻锈功能的地质聚合物修补砂浆及其制备和使用方法。
技术介绍
地质聚合物是指利用低钙的活性硅铝质原材经过碱激发而形成的胶凝材料，在激发剂的作用下，活性硅铝质原料中的Si-O、Al-O键发生断裂，形成[SiO4]4-、[AlO4]5-四面体，再经过缩聚形成O-Si-O-Al-O网络状结构的无机聚合物，具有凝结硬化快、早期强度高、耐高温、耐酸碱腐蚀等优点。修补砂浆是指用于混凝土结构表面缺陷修补或加固的一类砂浆，具有较高的抗压强度、粘结性、抗裂性以及防水性。地质聚合物修补砂浆属于无机矿物聚合物修补砂浆，其抗压强度、粘接强度、防水性能等性能指标均优于一般的水泥基修补砂浆，但存在凝结时间短、流动性差而不便于施工作业的问题，同时目前还存在制备成本高的问题。另外，在修补砂浆的实际使用过程中，需要修补的结构或部位经常存在钢筋直接裸露或包裹钢筋的混凝土或砂浆层厚度严重不够的现象，这就要求修补砂浆应具有一定的阻锈功能。然而，现有的技术中并没有重视这一点，例如：公开号为CN107935520A的专利申请技术公开了一种高性能聚合物修补砂浆，该聚合物修补砂浆具有硬化后不开裂、不收缩、强度高、抗冻融性好、抗氟离子渗透性强等优点，但技术中并未提及其阻锈性能，其组成材料中不含阻锈剂；公开号为CN104844078A的专利申请技术公开了一种聚合物修补砂浆及其制备方法，该聚合物修补砂浆综合性能也十分优异，但其组成材料中也不含阻锈剂。在以铝合金为加工原料的生产工艺过程中，会产生一定量的高含铝碱性废液，该废液的主要成分是偏铝酸钠和氢氧化钠。该废液一般需要先进行中和处理达标后才能排放，不仅消耗酸性中和药剂，同时废液中含有的铝不回收容易造成资源的浪费，所以对该废液的高效资源化利用也是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
为缓解目前地质聚合物修补砂浆制备成本高、无阻锈功能的问题，以及铝合金原料加工过程中产生的高含铝的碱性混合废液高效利用问题，本专利技术提供了一种具有阻锈功能的地质聚合物修补砂浆。本专利技术的技术方案如下：一种具有阻锈功能的地质聚合物修补砂浆，由A、B两种组份制成：其中，所述A组份为活性硅铝质原料，由以下材料均匀混合制备得到：矿粉：280-320份、粉煤灰：55-65份、微硅灰：35-40份、减水剂：1.5-2份、缓凝剂：0.8-1.2份、阻锈剂14-18份、细骨料：580-620份、纤维：4.5-5.5份；所述的B组份为复合激发剂，由硅酸钠、氢氧化钠、含高铝碱性废液三者加热混合制备得到；其中，硅酸钠：30-35份、氢氧化钠3.8-4.3份、高含铝的碱性废液：60-65份，以重量份数计。所述的矿粉选自S95级矿粉，比表面积不低于400m2/kg，其化学成分中SiO2与Al2O3的质量比范围为2.6-2.8。所述的粉煤灰选自Ⅰ级粉煤灰，其化学成分中SiO2与Al2O3的质量比为2.2-2.5。所述的微硅灰中SiO2含量不低于96％。所述的减水剂选自木质素磺酸盐类减水剂；所述的缓凝剂选自磷酸盐缓凝剂；所述阻锈剂选自复合型氨基醇类钢筋阻锈剂；所述的细骨料选自中砂，机制砂或天然砂中的任意几种；所述的纤维为玄武岩纤维，长度10-30mm，长径比为500-1000。所述的硅酸钠选自粉剂速溶硅酸钠，模数为2.8-3.0，因为硅酸钠模数越高，越难溶解；相同模数下，速溶硅酸钠比普通硅酸钠更易溶解，市场上有速溶硅酸钠产品，其中模数是硅酸钠中二氧化硅与氧化钠的摩尔比。所述的氢氧化钠选自工业级片剂氢氧化钠，因为在混凝土水灰比一定的情况下，如果氢氧化钠为溶液，则势必需要减少高铝碱性废液的用量。所述高含铝碱性废液选自氢氧化钠浓度大于100g/L、偏铝酸钠浓度大于80g/L的高含铝碱性废液。优选，所述的B组份为复合激发剂，由硅酸钠、氢氧化钠、含高铝碱性废液三者在65℃加热混合制得。作为优选，一种具有阻锈功能的地质聚合物修补砂浆，由A、B两种组份组成：其中，所述A组份为活性硅铝质原料，由以下材料均匀混合制备得到：矿粉：300份、粉煤灰：60份、微硅灰：38份、减水剂：2份、缓凝剂：1份、阻锈剂：15份、细骨料：600份、纤维：5份；所述的B组份为复合激发剂，由硅酸钠、氢氧化钠、含高铝碱性废液三者加热混合制得；其中，硅酸钠：31份、氢氧化钠4份、高含铝的碱性废液：63份，以重量份数计。一种具有阻锈功能的地质聚合物修补砂浆的制备方法，包括以下步骤：将所述地质聚合物修补砂浆中A、B组份按一定重量比例均匀混合搅拌后，即得产品。作为优选：按B/A重量比为0.38-0.4。一种具有阻锈功能的地质聚合物修补砂浆的使用方法：将制备的地质聚合物修补砂浆用于需修补的混凝土结构部位。本专利技术利用含高铝碱性废液中的氢氧化钠辅助调节复合激发剂中速溶硅酸钠的模数，可大大节约氢氧化钠的用量，同时废液中的偏铝酸钠可作为地质聚合物修补砂浆中的活性铝质校正料或部分活性铝质原料，废液中的水分可作砂浆用水的来源；考虑到外加剂与地质聚合物的适应性，选择了木质素磺酸盐类减水剂和磷酸盐缓凝剂，使修补砂浆获得了更高的流动度和更长的凝结时间，从而便于施工作业。本专利技术中所用阻锈迹为复合型氨基醇类钢筋阻锈剂，可同时阻止和减缓电化学的阴、阳极反应；聚合物修补砂浆中加入氨基醇钢筋阻锈剂后，阻锈剂中的不同组分能够在钢筋表面形成吸附膜、沉淀膜以及氧化膜，起到阻断有害物质与钢筋表面的接触，阻止或延缓锈蚀发生的时间；同时能够有效改善聚合物修补砂浆的拌合性能以及提高其抗渗性能，降低溶解氧的扩散速率以及氯离子的扩散系数。另外，考虑到上述含高铝碱性废液中常含有一定量的Cl－离子，钢纤维增强砂浆时存在纤维被锈蚀的危害，同时考虑到纤维在地质聚合物修补砂浆中的分散性问题，选择了玄武岩纤维作为本专利技术的增强材料。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种具有阻锈功能的地质聚合物修补砂浆，由A、B两种组份组成，A组份主要为活性硅铝质材料，由以下材料组成：矿粉：280-320份、粉煤灰：55-65份、微硅灰：35-40、减水剂：1.5-2份、缓凝剂：0.8-1.2份、阻锈剂：14-18份、细骨料：580-620份、纤维：4.5-5.5份；B组份为复合激发剂，由硅酸钠、氢氧化钠、含高铝碱性废液三者加热混合制得；其中，硅酸钠：30-35份、氢氧化钠3.8-4.3份、高含铝的碱性废液：60-65份，以重量份数计。本专利技术提出制备一种具有阻锈功能的地质聚合物修补砂浆，利用高含铝碱性废液与速溶硅酸钠和氢氧化钠制备复合激发剂，可大大减少地质聚合物修补砂浆激发剂中氢氧化钠的用量，同时废液中的偏铝酸钠可作为地质聚合物修补砂浆的活性铝质校正料或部分活性铝质原料，废液中的水分可作砂浆用水的来源，同时在聚合物修补砂浆中引入了阻锈剂，克服目前地质聚合物修补砂浆的制备成本高和无阻锈功能的问题，并改善了其施工作业性能(包括流动性与凝结性能)，同时为铝合金原料加工过程中产生的高含铝碱性废液的高效资源化应用提供一条新途径。具体实施方式：为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不限定于本专利技术。实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有阻锈功能的地质聚合物修补砂浆，其特征在于：由A、B两种组份组成：其中，所述A组份为活性硅铝质原料，由以下材料均匀混合制备得到：矿粉：280‑320份、粉煤灰：55‑65份、微硅灰：35‑40份、减水剂：1.5‑2份、缓凝剂：0.8‑1.2份、阻锈剂：14‑18份、细骨料：580‑620份、纤维：4.5‑5.5份；所述的B组份为复合激发剂，由硅酸钠、氢氧化钠、含高铝碱性废液三者加热混合制备得到；其中，硅酸钠：30‑35份、氢氧化钠3.8‑4.3份、高含铝的碱性废液：60‑65份，以重量份数计。

【技术特征摘要】
1.一种具有阻锈功能的地质聚合物修补砂浆，其特征在于：由A、B两种组份组成：其中，所述A组份为活性硅铝质原料，由以下材料均匀混合制备得到：矿粉：280-320份、粉煤灰：55-65份、微硅灰：35-40份、减水剂：1.5-2份、缓凝剂：0.8-1.2份、阻锈剂：14-18份、细骨料：580-620份、纤维：4.5-5.5份；所述的B组份为复合激发剂，由硅酸钠、氢氧化钠、含高铝碱性废液三者加热混合制备得到；其中，硅酸钠：30-35份、氢氧化钠3.8-4.3份、高含铝的碱性废液：60-65份，以重量份数计。2.根据权利要求1所述的一种具有阻锈功能的地质聚合物修补砂浆，其特征在于：由A、B两种组份组成：其中，所述A组份为活性硅铝质原料，由以下材料均匀混合制备得到：矿粉：300份、粉煤灰：60份、微硅灰：38份、减水剂：2份、缓凝剂：1份、阻锈剂：15份、细骨料：600份、纤维：5份，所述的B组份为复合激发剂，由硅酸钠、氢氧化钠、含高铝碱性废液三者加热混合制得；其中，硅酸钠：31份、氢氧化钠4份、高含铝的碱性废液：63份，以重量份数计。3.根据权利要求1或2所述的一种具有阻锈功能的地质聚合物修补砂浆，其特征在于：所述的矿粉选自S95级矿粉，比表面积不低于400m2/kg，其化学成分中SiO2与Al2O3的质量比范围为2.6-2.8。4.根据权利要求1或2所述的一种具有阻锈功能的地质聚合物修补砂浆，其特征在于：所述的粉煤灰选自...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖超，黄俊，
申请(专利权)人：成都宏基建材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51