[发明专利]高强耐磨玄武岩纤维修复砂浆

说明书

技术领域

本发明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-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。

背景技术

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查发现，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查结果表明，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，但也存在价格高，强度和模量低，与水泥基体粘结性差等缺陷。

发明内容

本发明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。本发明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缩合物或三聚氰胺磺酸盐甲醛缩聚物，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