[发明专利]一种高岭土基耐高温自修复砂浆

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种高岭土基耐高温自修复砂浆。

背景技术

混凝土由于其性能优越、原材料来源广泛，已广泛的应用在各种复杂的工程结构中。大多数混凝土结构在实际使用时均处于常温环境中。随着混凝土材料应用领域的不断扩大，人们对混凝土提出了更高的要求，例如对混凝土抗高温性能的要求。在实际应用中，混凝土可能受到高温作用，一是在正常工作条件下长期高温作用，例如冶金或化工企业等高温车间内，混凝土处于高温辐射下，表面温度能达到200℃～300℃；二是建筑物遭遇火灾等突发事故条件下，混凝土受热温度最高能达到1000℃以上。

水泥基材料是一种非均质材料，火灾受热下会发生一系列物理和化学性能的变化，物理变化包括因热膨胀、热收缩和与失水相联系的蠕变所导致的体积变化以及不同物相之间的相对错动，这些变化可引起较大的内应力并导致微裂纹的产生，最终导致断裂。高温引起的化学变化包括水泥水化产物的脱水，骨料的热分解，这些热分解使水泥基材料质量减少，形成大量的孔洞和裂缝，导致强度和弹性模量下降等。

通常情况下，当建筑物的混凝土劣化达到一定程度的时候，建筑物面临大面积的修复甚至是拆除。一般情况下，火灾后混凝土结构通过修复加固依然可以继续使用，当混凝土结构严重热变形以及构建钢筋严重变形等情况下，混凝土结构拆除重建才比较经济安全。如果火灾后混凝土材料通过简单的处理，比如通过再养护修复手段，其强度和耐久性能得到全部或者大部分的恢复。相对于传统的修复手段，能够节省大量的资源，优化修复工序，省时省力。同时，在传统混凝土材料设计的基础上，在设计初期如果能考虑其抗高温性能，采用相关手段提高混凝土的抗高温性能，能在很大程度上提高混凝土建筑物在高温下的安全性。目前部分科研工作者已经展开了这方面的工作。而高岭土由于其耐火性和易分散性以及高温后的一些理化性能的变化而引起了注意。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术而提供一种具有耐高温以及高温后再水化自修复的高岭土基砂浆。

本发明解决上述技术问题说采用的技术方案是：一种高岭土基耐高温自修复砂浆，其由胶凝材料、细骨料、高效减水剂和水混合拌制而成，所述的胶凝材料为普通水泥和粉煤灰的混合物，所述的细骨料为河砂，胶凝材料质量与细骨料质量比即灰沙是比为1：1-1：3，以高岭土底渣等体积取代20-40%（体积）的河砂，水与胶凝材料质量比为0.3-0.5，减水剂掺量为占胶凝材料的0.5%-1%，粉煤灰掺量为占胶凝材料的百分比20%-40%。

按上述方案，所述的高岭土底渣物相表现为高岭石、石英砂和伊利石，其中各物相配比为：高岭石含量为30%-55%，石英砂含量为35%-60%，伊利石含量为1%-10%。

按上述方案，所述的普通水泥为市售的强度等级32.5及以上硅酸盐水泥。

按上述方案，所述的河砂为市售，其粒径≤5mm，细度模数2.7-3.2。

按上述方案，所述的粉煤灰为市售二级粉煤灰及以上。

按上述方案，所述的高效减水剂为聚羧酸类高效减水剂或萘系减水剂，其减水率≥20%。

按上述方案，所述的萘系减水剂为江苏博特新材料有限公司生产的SBTJM^?-A萘系高效减水剂。

本发明的高效减水剂为聚羧酸类高效减水剂或萘系减水剂，其能降低水灰比，抵消一部分高岭土底渣的高需水量对强度的影响。其中含有的高岭土底渣在高温下能分解而延缓水泥水化产物的分解，并且部分高岭土底渣的烧结能形成密实的结构，从而提高砂浆的抗高温性能。另外，其中含有的高岭土在高温后被活化，生成的偏高岭土能与Ca(OH)₂发生水化反应，促进了砂浆的再水化过程，提高了砂浆强度，即能使砂浆具有再水化自修复特性

本发明的优点在于：

1）本发明能显著提高砂浆的抗高温性能。以高岭土底渣等体积取代部分的河砂，加入高效减水剂，降低水灰比以部分抵消高岭土底渣的高需水量对强度的影响。而且这种砂浆成型后的试块能在600℃高温后仍保留60%-100%的抗压强度和35%-60%的抗折强度，在800℃高温后仍保留30%-60%的抗压强度。一般的普通砂浆，在高温后会出现一定的体积膨胀，这主要是由河砂中的石英发生相变产生膨胀，而高岭土在高温时会分解脱水，产生一定的体积收缩，从而抵消一部分的热膨胀效果，表现为砂浆的高温体积稳定性，另外，高岭土本身含水率也较高，受热也会吸热分解脱水，对于混凝土温度升高有一定抑制作用；