一种低收缩工程修补材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种低收缩工程修补材料及其制备方法，所述修补材料其原料中各组分质量比为，水泥

A low shrinkage engineering repair material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种低收缩工程修补材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于工程材料
，具体涉及一种低收缩工程修补材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]多年以来，我国基础设施建设经历了发展建设的高峰期，目前桥梁、隧道、大坝及市政等工业与民用建筑的增量也已逐渐趋于平稳，大量基础设施已逐步进入到维修养护阶段，各类工程结构由于服役过程中的动静态荷载、钢筋锈蚀、外界环境变化等因素的综合作用，造成了混凝土材料出现开裂、坑槽、边角脱落等局部破损甚至破坏的情况，严重影响了工程的结构安全性及服役耐久性，增加了工程事故发生的概率，造成了巨大的经济损失和人员伤亡。因此，对于工程修补材料的创新与发展存在着重要的实际意义。
[0003]目前，常用的修补材料可分为有机类修补材料、无机类修补材料、有机
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无机复合类修补材料。其中，有机修补材料是指高分子聚合物类修补材料，具有粘结强度高、变形性能好的技术优势，但同时也存在耐温性能差、易老化、强度不足、成本偏高的局限性；无机类修补材料主要为水泥砂浆类材料，具有凝结硬化速度快、强度高的特点，在各类建筑结构中应用广泛，然而也水泥基材料与修补界面间的粘接强度不足、脆性强、易开裂的特点，在修补强度要求高、服役环境严酷的工程位置难以达到有效修补的要求；而通过采用有机
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无机复合的技术手段制备的修补材料则既具备水泥基材料的力学性能与耐久性，并具备有机材料优异的界面粘接性能与变形能力，然而常用的有机改性剂均为乳化类材料，如丙烯酸酯乳液、苯丙乳液、水性环氧树脂乳液等，在掺量较低的情况下对水泥基材料的性能改善不明显，而在掺量提高后，则由于乳液在水泥基材料胶结硬化过程中破乳失水，易导致修补材料出现较为明显的收缩，而修补材料一旦发生收缩，将会导致修补界面开裂，彻底失去修补效果，使复合修补材料的性能优势难以发挥。
[0004]针对上述问题，本专利技术提出利用水泥、乳化沥青、水性环氧树脂、有机改性蒙脱土为主要组成的复合修补胶浆体系，并通过对蒙脱石层状结构的吸水行为改性与外加剂对胶浆凝结硬化行为的调控的技术思路，使蒙脱石层状结构的吸/释水行为与水泥、乳化沥青、水性环氧树脂的胶结硬化过程协调，实现蒙脱石在胶结硬化早期吸水膨胀，抵消由于破乳产生的干燥收缩，并在结构硬化后释水对水泥基材料内部形成内养护效应，进一步降低收缩，制备出强度高、耐久性好、界面粘接强度高、变形能力强且体积稳定性优异的复合工程修补材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的是有机
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无机复合工程修补材料体积稳定性不足的技术问题，提出一种低收缩工程修补材料及其制备方法。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低收缩工程修补材料，其原料中各组分质量比为，水泥
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乳化沥青
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水性环氧树脂复合基础胶浆：细集料：有机纳米蒙脱
土：减水剂：消泡剂：缓凝剂：水＝100:(160～200):(4～6):(0.3～0.6):(0.0003～0.0006):(0～0.5):(5～10)；所述水泥
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乳化沥青
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水性环氧树脂复合基础胶浆由水泥、乳化沥青、环氧树脂、固化剂按质量比100:(50～80):(6～10):(6～10)制备而成。
[0007]进一步地，所述水泥为42.5、52.5快硬性硫铝酸盐水泥中的一种。
[0008]进一步地，所述乳化沥青为阴离子高粘乳化沥青。
[0009]进一步地，所述环氧树脂为E51型环氧树脂。
[0010]进一步地，所述固化剂为非离子自乳化型固化剂。
[0011]进一步地，所述有机纳米蒙脱土是粒径为20～50nm的纳米蒙脱土经过有机化插层处理后获得的，所采用的插层剂为十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵中的一种。
[0012]进一步地，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述消泡剂为聚醚型消泡剂，所述缓凝剂为分析纯硼酸、葡萄糖酸钠中的一种。
[0013]进一步地，所述细集料为超细多孔页岩陶粒与石英砂按质量比100:(0～150)混合而成，其中石英砂最大公称粒径4.75mm；超细多孔页岩陶粒粒径范围为40～60目、60～80目、80～100目中的一种或几种的混合。
[0014]进一步地，所述低收缩工程修补材料，凝结时间：初凝时间≥30min、终凝时间≤90min；界面拉拔强度≥0.7MPa；56d收缩率≤0.2％。
[0015]进一步地，所述低收缩工程修补材料，抗压强度：5h/≥5MPa、1d/≥12MPa、28d/≥20MPa；28d抗折强度≥4Mpa。
[0016]本专利技术还提供了上述低收缩工程修补材料的制备包括如下步骤：
[0017](1)有机纳米蒙脱土(OMMT)的制备
[0018]首先将纳米蒙脱土(MMT)分散在去离子水中，待蒙脱土分散均匀后，将蒙脱土分散液加热至40～50℃，加入插层剂，以300～350r/min的速度搅拌3～4h，然后固液分离，将固体沉淀洗涤、干燥、研磨后得到有机纳米蒙脱土；
[0019](2)水泥
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乳化沥青
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水性环氧树脂复合基础胶浆的制备
[0020]按配比称量水泥、乳化沥青、环氧树脂、固化剂，将环氧树脂和固化剂混合搅拌60～80s，形成水性环氧树脂乳液，备用；将乳化沥青和水泥混合搅拌30～50s后，然后向其中加入上述水性环氧树脂乳液，搅拌60～90s，得到水泥
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乳化沥青
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水性环氧树脂复合基础胶浆；
[0021](3)复合基础胶浆与集料、外加剂、有机纳米蒙脱土拌合
[0022]按配比称量水泥
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乳化沥青
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水性环氧树脂复合基础胶浆、细集料、有机纳米蒙脱土、外加剂、水，外加剂包括减水剂、消泡剂、以及不为0时的缓凝剂；称量后将水按等质量比分2份，将外加剂溶于1份水中，制成外加剂溶液备用；将有机纳米蒙脱土加入另1份水中，并超声搅拌30～40min，制成有机纳米蒙脱土料浆备用；将细集料搅拌20～40s，加入水泥
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乳化沥青
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水性环氧树脂复合基础胶浆搅拌，然后加入外加剂溶液及有机纳米蒙脱土料浆，持续搅拌90～120s，得到有机纳米蒙脱土
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水泥
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乳化沥青
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水性环氧树脂四元复合低收缩工程修补材料。
[0023]进一步地，所述步骤(1)中纳米蒙脱土在去离子水中分散后浓度为40～50g/L；插层剂的用量为100～120mmol/100g蒙脱土，插层剂配制成溶液后使用。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0025]1.本专利技术的材料体系中，有机纳米蒙脱土、水泥、环氧树脂、乳化沥青四者均匀混合分散，在本专利技术的比例之下，水泥颗粒既吸附乳化沥青形成结构沥青，又与水性环氧树脂发生化学键合，起到连接介质作用，使之形成沥青网络与环氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低收缩工程修补材料，其特征在于：其原料中各组分质量比为，水泥
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乳化沥青
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水性环氧树脂复合基础胶浆：细集料：有机纳米蒙脱土：减水剂：消泡剂：缓凝剂：水＝100:(160～200):(4～6):(0.3～0.6):(0.0003～0.0006):(0～0.5):(5～10)；所述水泥
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乳化沥青
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水性环氧树脂复合基础胶浆由水泥、乳化沥青、环氧树脂、固化剂按质量比100:(50～80):(6～10):(6～10)制备而成。2.根据权利要求1所述的一种低收缩工程修补材料，其特征在于：所述水泥为42.5、52.5快硬性硫铝酸盐水泥中的一种。3.根据权利要求1所述的一种低收缩工程修补材料，其特征在于：所述乳化沥青为阴离子高粘乳化沥青；所述环氧树脂为E51型环氧树脂；所述固化剂为非离子自乳化型固化剂。4.根据权利要求1所述的一种低收缩工程修补材料，其特征在于：所述有机纳米蒙脱土是粒径为20～50nm的纳米蒙脱土经过有机化插层处理后获得的，所采用的插层剂为十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵中的一种。5.根据权利要求1所述的一种低收缩工程修补材料，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述消泡剂为聚醚型消泡剂，所述缓凝剂为分析纯硼酸、葡萄糖酸钠中的一种。6.根据权利要求1所述的一种低收缩工程修补材料，其特征在于：所述细集料为超细多孔页岩陶粒与石英砂按质量比100:(0～150)混合而成，其中石英砂最大公称粒径4.75mm；超细多孔页岩陶粒粒径范围为40～60目、60～80目、80～100目中的一种或几种的混合。7.根据权利要求1所述的一种低收缩工程修补材料，其特征在于：所述低收缩工程修补材料，凝结时间：初凝时间≥30min、终凝时间≤90min；界面拉拔强度≥0.7MPa；56d收缩率≤0.2％。8.根据权利要求1所述的一种低收缩工程修补材料，其特征在于：所述低收缩工程修补材料，抗压强度：5h/≥5MPa、1d/≥12MPa、28d/≥20M...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明宇，李志强，丁庆军，王晴，吴丽梅，唐宁，朱玉雪，赵子瑞，史尧，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
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