[发明专利]一种高性能纳米纤维改性聚合物水泥基修复砂浆及其制备

说明书

本发明涉及一种高性能纳米纤维改性聚合物水泥基修复砂浆，该修复砂浆由下述质量百分比的原料组成：水泥25.0~29.5%、石英砂52.2~52.7%、可分散乳胶粉1.4%~2.0%、纳米SiO₂0.4~1.0%、粉煤灰3.5~5.2%、偏高岭土1.8%~3.5%、纤维0.07~0.14%、减水剂0.18~0.24%、有机硅消泡剂0.03%~0.04%、纤维素醚0.01%~0.02%，余量为水。本发明该公开了该修复砂浆的制备方法。本发明方法简单、易于实施，所得的修复砂浆性能优良，适用于钢筋混凝土结构的修复。

技术领域

本发明涉及水泥基材料结构修补材料制备技术领域，尤其涉及一种高性能纳米纤维改性聚合物水泥基修复砂浆及其制备。

背景技术

混凝土结构服役期间，由于载荷和外界因素的作用，其表面容易产生疏松、剥落等缺陷，甚至在材料内部产生微裂缝。这些缺陷若不能及时得以修复，外界水和侵蚀性介质不断从材料表面缺陷逐渐渗入，最终将引起混凝土耐久性的加速劣化。混凝土结构因为开裂、剥蚀、疏松等原因而失效的事故屡屡发生，这不仅给国家带来了巨大的经济损失，而且还严重威胁着人们的人身安全。

在我国西部的盐渍土地区，由于地下水中硫酸根离子明显偏高，对该地区已建和在建的混凝土结构最大的威胁就是硫酸盐侵蚀。同时硫酸盐侵蚀也是影响因素最复杂、危害性最大的一种环境水侵蚀。土壤、地下水、海水以及工业废水中的硫酸根离子渗入混凝土内部并与水化产物发生反应，产生膨胀、开裂、剥落等现象，从而使得混凝土的强度和黏性降低并丧失，严重危害混凝土结构的安全性和耐久性。

混凝土结构修补对防止混凝土的环境侵蚀，维护混凝土的使用性能，保证并提高混凝土结构的耐久性与使用寿命具有重要的现实意义。如果可以采用适宜的修复材料对钢筋混凝土结构进行修复加固，将具有巨大的社会效益和经济效益。

聚合物水泥基材料是一种典型的有机-无机复合材料，具有韧性高、粘结性能好、收缩性能好及耐久性好等优点，在结构修补领域得到广泛应用和迅速发展。

目前得到广泛应用的一些聚合物水泥基修复材料在应用中还存在一定的问题，如聚合物水泥基材料存在着凝结时间长、早期强度低、抗压强度低，收缩大，抗裂性能一般，弹性模量下降（可能造成与基底混凝土弹性模量不匹配）等缺点，而采取多种方式复合改性可以大大弥补聚合物单一改性的不足，如聚合物与超细矿物掺合料、聚合物与各种外加剂、聚合物与纤维材料及聚合物与纳米材料复合改性，是值得继续深入研究的发展方向，并且通过复合改性进一步提高聚合物水泥基材料的力学粘结性能及耐久性能，以及使得聚合物水泥基修复材料的应用范围将会达到进一步扩展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种性能优良的高性能纳米纤维改性聚合物水泥基修复砂浆。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供该高性能纳米纤维改性聚合物水泥基修复砂浆的制备方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种高性能纳米纤维改性聚合物水泥基修复砂浆，其特征在于：该修复砂浆由下述质量百分比的原料组成：水泥25.0~29.5%、石英砂52.2~52.7%、可分散乳胶粉1.4%~2.0%、纳米SiO₂0.4~1.0%、粉煤灰3.5~5.2%、偏高岭土1.8%~3.5%、纤维0.07~0.14%、减水剂0.18~0.24%、有机硅消泡剂0.03%~0.04%、纤维素醚0.01%~0.02%，余量为水。

所述水泥为52.5级普通硅酸盐水泥。

所述石英砂是指由20~40目石英砂、40~70目石英砂、70~140目石英砂按照5：4：1的质量比混合而得的混合物。

所述可再分散乳胶粉是指最低成膜温度为4℃，颗粒尺寸为400μm且筛余不超过4%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。

所述纳米SiO₂的粒径为20~30nm。