[发明专利]一种阻裂型高抗冲耐磨修补材料

说明书

本发明提出了一种阻裂型高抗冲耐磨修补材料，主要由硅酸盐水泥28.0～38.0％、超细粉体5.0～7.5％、铁矿砂52.0‑61.0％、聚合物胶粉0.5～1.5％、吸水树脂0.04～0.1％、体积稳定剂0.8～1.6％、聚羧酸系减水剂0.1～0.3％、消泡剂0.01～0.03％等原料混合而成。该修补材料具有价格低廉、施工方便，抗冲磨强度高、粘结强度高，低收缩、高抗裂，线膨胀系数与混凝土接近，不会从基材上脱落等优点，可替代环氧树脂砂浆等有机材料。

技术领域

本发明涉及一种水泥基修补材料，特别是一种适合于水流冲刷面等耐久性要求高的部位修补用的阻裂型高抗冲耐磨修补材料。

背景技术

高速含沙水流对水工混凝土建筑物过流面的冲刷磨损、空蚀作用会导致表层混凝土大面积剥蚀，严重的则引发灾难性事故发生，因此历来备受重视。我国从20世纪60年代就开始进行抗冲磨材料的应用研究，主体思路是通过提高抗压强度来提高过流面混凝土的抗冲磨性能，同时加强对过流面混凝土的防护并及时对薄层冲磨破坏进行修补。随着材料科学的发展和进步，抗冲磨混凝土的抗压强度逐渐提高到C70，以硅粉混凝土或改性的硅粉混凝土为主的抗冲磨混凝土得到普遍应用。但传统硅粉抗冲磨混凝土由于高掺量硅粉的掺入，混凝土粘度变大，带来施工的困难及影响混凝土外观，且由于混凝土早期强度发展过快，水化热集中释放，干缩和自干燥收缩大，极易发生开裂。

通过多年的研究及应用实践，目前对过流面混凝土的防护及薄层修补主要有环氧砂浆、聚脲弹性体材料和无机高性能抗冲磨材料等。环氧砂浆强度高、抗冲磨强度高，但其自身断裂韧性和抗裂性有待提高，同时在方便快速易于施工、适应有水潮湿混凝土表面并具有高粘接强度等方面，尚有待进一步改善。喷涂聚脲弹性体具有优异的综合力学性能，但对操作技术要求高，且产品价格高，修复成本也高。另外应用实践表明，树脂砂浆一般线膨胀系数较普通水泥混凝土大，在温差变化较大的环境中应用时，修补层容易开裂，与基底混凝土脱落而破坏。

发明内容

本发明的目的是：为有抗冲磨要求的水工混凝土的修补工程提供一种新型的阻裂型高抗冲耐磨修补材料，该修补材料具有价格低廉、施工方便，抗冲磨强度高、粘结强度高，低收缩、高抗裂，线膨胀系数与混凝土接近，不会从基材上脱落等优点，可替代环氧树脂砂浆等有机材料。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种阻裂型高抗冲耐磨修补材料是由下述质量百分比的原料制成：

所述硅酸盐水泥为P·O或P·Ⅱ水泥，强度等级为42.5级或52.5级。

所述超细粉体为硅粉、磨细矿渣和碳纳米管的混合物；其中硅粉的SiO₂含量不低于95％，比表面积为16～24m²/g；磨细矿渣为S95级；碳纳米管直径40～60nm，长度5～10μm；三种超细粉体的质量比为硅粉:磨细矿渣:碳纳米管＝1:(6.0～9.0):(0.1～0.3)。

所述铁矿砂表观密度为3900～4100kg/m³，细度模数为2.1～2.5。

所述聚合物胶粉为纯丙可再分散乳胶粉或苯丙可再分散乳胶粉。

所述吸水树脂为交联型丙烯酸-丙烯酸钠共聚物，颗粒细度30～60目，吸水倍率250～600倍。

所述体积稳定剂为塑性膨胀剂、UEA膨胀剂和氧化镁膨胀剂三种的混合物。

所述聚羧酸系减水剂为白色粉末，减水率大于30％。

所述消泡剂为聚醚型消泡剂或有机硅消泡剂中的一种。

有益效果：

(1)通过具有梯度粒径的超细粉体颗粒提高水泥基材料的密实性，改善界面过渡区性能，进而提高修补材料的抗冲耐磨性能；