[发明专利]一种金属有机骨架材料改性的超高强水泥基修复材料

说明书

本发明公开了一种金属有机骨架材料改性的超高强水泥基修复材料，以重量份数计，包括硅酸盐水泥90～95份、沸石咪唑酯骨架材料0.5～3份、减水剂1～3份、表面活性剂1～2份、消泡剂0.8～1.2份，其中，所述沸石咪唑酯骨架材料为ZIF‑8(Co)或ZIF‑8(Zn)。该修复材料具备超高的抗压、抗折和粘结强度等优点。

技术领域

本发明涉及一种金属有机骨架材料改性的超高强水泥基修复材料。

背景技术

混凝土是应用最广泛的工程材料，但是在其服役期间，由于混凝土本身不密实以及抗拉和耐腐蚀能力不足，所以容易因荷载、磨损或腐蚀造成裂缝、剥落等破坏，影响到结构的安全和正常使用。

目前有很多针对破损混凝土结构的修复材料，但都适合不同的领域。例如，聚合物水泥基修复材料具有良好的耐腐蚀性能，但其早期强度较低；树脂基修复材料具有强度较高、渗透性强、耐腐蚀性极强的特点，但其与混凝土基层的粘结较差；玻璃纤维、碳纤维和聚丙烯纤维布可以改善构件的抗裂性能、提高承载能力，但造价较高，而且其修复主要在外层，不能深入混凝土内部进行修复。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种金属有机骨架材料改性的超高强水泥基修复材料，该修复材料具备超高的抗压、抗折和粘结强度等优点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种金属有机骨架材料改性的超高强水泥基修复材料，以重量份数计，包括硅酸盐水泥90～95份、沸石咪唑酯骨架材料0.5～3份、减水剂1～3份、表面活性剂1～2份、消泡剂0.8～1.2份，其中，所述沸石咪唑酯骨架材料为ZIF-8(Co)或者ZIF-8(Zn)。

纳米材料在混凝土领域已有较多应用，金属有机骨架材料作为一种新兴纳米材料，具备有机、无机、纳米等多重性能，但因其耐碱性较差，在混凝土制备领域鲜有研究。本发明将ZIF-8作为修复材料的添加剂，ZIF-8的耐碱性较高，能够在水泥中稳定存在；同时，ZIF-8在该材料中的作用为超细填充，并且作为晶核，显著提供了水泥基材料的水化速率和密实度，从而使修复材料具备更加良好的抗压、抗折和粘结强度等力学性能以及更加紧密的微观结构特征。

本发明的目的之二是提供一种金属有机骨架材料改性的超高强水泥基修复材料的制备方法，将硅酸盐水泥、沸石咪唑酯骨架材料、减水剂、表面活性剂和消泡剂加入至水中搅拌均匀即可；其中，所述硅酸盐水泥、沸石咪唑酯骨架材料、减水剂、表面活性剂和消泡剂的质量比为90～95:0.5～3:1～3:1～2:0.8～1.2，所述沸石咪唑酯骨架材料为ZIF-8(Co)或者ZIF-8(Zn)。

本发明的目的之三是提供一种上述修复材料和上述制备方法获得的修复材料在修复混凝土结构中的应用。

本发明的有益效果为：

本发明制备工艺简单，由于ZIF-8在修复材料中的超细填充和晶核作用，制得的超高强水泥基修复材料具备更加良好的抗压、抗折和粘结强度等力学性能以及更加紧密的微观结构特征，从而明显改善了修复后混凝土结构的力学和耐久性能，特别适用于因荷载、磨损和腐蚀造成的混凝土结构的修复。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。