[发明专利]用于混凝土结构锈蚀损伤修复的水泥砂浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种用于混凝土结构锈蚀损伤修复的水泥砂浆及其制备方法。

背景技术

钢筋混凝土是公路、桥梁及工业建筑工程中应用最为广泛的一类建筑材料，随着结构材料服役年限增长，耐久性劣化问题日益凸显。混凝土耐久性统计结果表明，钢筋混凝土锈蚀损伤为主要耐久性病害，其对结构影响程度超过冻融循环、硫酸盐侵蚀等其它病害。锈蚀损伤的劣化方式为锈蚀产物产生的膨胀应力，降低了钢筋与混凝土的粘结性能，同时膨胀应力会导致混凝土表面产生顺筋裂缝或保护层胀裂剥落，外部介质较容易侵入混凝土内部，导致锈蚀反应速率成倍增加，对结构承载力带来难以预计的影响。针对钢筋混凝土锈蚀损伤的修复材料与技术研发，成为混凝土结构修复与加固领域的重点关注方向。

基于混凝土锈蚀损伤的特殊性与复杂性，对修复材料提出以下性能需求：

（1）优异的阻锈防腐性能：修复后钢筋钝化膜稳定存在、抑制锈蚀发展；

（2）较高的密实度：有效阻止Cl^-、CO₂及H₂O等有害物质的侵入；

（3）体积稳定性良好：收缩率较小、砂浆与基层混凝土之间不产生收缩开裂；

（4）较高的粘结强度：可与基层混凝土粘结紧密而不脱落；

（5）良好的力学性能：抗压强度不小于基层混凝土、且具有一定韧性；

（6）在不同构件、不同部位进行修复时砂浆流动性具有较大的调整范围。

修复材料需达标的性能指标为28d抗压强度≥35MPa、28d界面粘结强度≥1.5MPa、28d收缩率≤1%、、砂浆拌合物稠度在60~90mm之间可调、钢筋砂浆极化电位稳定。

现今我国针对混凝土锈蚀损伤而普遍使用的水泥基砂浆修复材料，抗压、抗折强度等力学性能突出，但对于混凝土特殊的锈蚀损伤特征，材料性能缺乏针对性与有效性，修复功能仅在于保护层替换覆盖与强度提升，而防腐阻锈性、物理相容性不佳等引发的修复失效问题仍然存在，综合修复效果不能达到预期目标，并且部分阻锈成分含有毒、有害成分，对人体健康和环境保护存在潜在威胁，且含阻锈剂修复材料价格高昂，遏制了锈蚀混凝土修复工作的有效开展。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于混凝土结构锈蚀损伤修复的水泥砂浆及其制备方法，可用于混凝土的局部锈蚀损伤修复，具有更优异的防腐阻锈性和体积稳定性。

本发明所采用的技术方案是：

用于混凝土结构锈蚀损伤修复的水泥砂浆，其特征在于：

由以下重量份的组分制成：

硅酸盐水泥300-330份；

粉煤灰30-40份；

硅灰20-30份；

石英砂550-600份；

膨胀剂30-40份；

减水剂4-6份；

阻锈剂1-3份；

及占混合料总重量份数11~15%的拌合水。

所述的硅酸盐水泥为P.O 42.5或P.O 42.5R普通硅酸盐水泥。

所述的粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。

所述的硅灰为活性硅灰。

所述的石英砂为细度模数为2.2~2.6的中砂。

所述的膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂，选自Sino-t60型或ZWL型膨胀剂。

所述的减水剂为萘磺酸盐减水剂，选自ZWL-Ⅱ型或HSP-NGX型减水剂。

所述的阻锈剂为三乙醇胺、乙醇胺和苯甲酸钠以质量比1:2:1复合而成的混合物。

用于混凝土结构锈蚀损伤修复的水泥砂浆的制备方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

步骤一：按以下重量份的配比称取原料：

硅酸盐水泥300-330份；

粉煤灰30-40份；

硅灰20-30份；

石英砂550-600份；

膨胀剂30-40份；

减水剂4-6份；

阻锈剂1-3份；

及占混合料总重量份数11~15%的拌合水；

将减水剂、阻锈剂溶于30-40%的拌合水中，搅拌1~2分钟至静置无沉淀；

步骤二：将硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、石英砂、膨胀剂按比例放入搅拌机中干拌1~2分钟，再加入步骤一得到的液体混合搅拌2~3分钟；

步骤三：将剩余拌合水加入步骤二得到的固液混合料中搅拌2~3分钟。

所述的硅酸盐水泥为P.O 42.5或P.O 42.5R普通硅酸盐水泥；

所述的粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰；

所述的硅灰为活性硅灰；