[发明专利]一种固废基海工既有构筑物修复材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及海工建筑修复材料技术领域，具体涉及一种固废基海工既有构筑物修复材料及其制备方法与应用。以重量份计，所述修复材料的原料组成包括如下组分：20～30份赤泥、15～35份钢渣、30～40份电石渣、15～25份铁尾矿、5‑20石膏、0.5‑2份膨胀剂、1‑5份胶结剂。钢渣和铁尾矿这两种高铁相冶金渣具有潜在的胶凝活性，在高温活化过程中可与赤泥等形成铁铝酸盐相这种胶凝矿物，而这种胶凝矿物具有抗侵蚀能力强、力学强度高的特性，能显著提高修复材料的水化速率和密实度，从而改善其早期力学性能和耐久性能。另外，铁铝酸盐相能够弥补现有传统硅酸盐材料作为海工修复材料的不足，而且具有抗海水冲刷、抗侵蚀性强的特点。

技术领域

本发明涉及海工建筑修复材料技术领域，具体涉及一种固废基海工既有构筑物修复材料及其制备方法与应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

海洋工程建筑物长期受到海水浸泡、冲刷、腐蚀等影响，海工建筑物的耐久性问题越来越受到重视。目前，我国港口、海塘、海岸防护工程上主要使用的是传统硅酸盐水泥，该类水泥具有抗侵蚀能力差的特点，在海水侵蚀作用下易造成既有构筑物开裂、失稳破坏等灾害，因此，迫切需求一种高性能海工修复材料。

目前，有很多针对破损混凝土结构的修复材料，但都存在一些不足。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

针对上述的问题，本发明提出了一种固废基海工既有构筑物修复材料及其制备方法与应用，该修复材料以高铁相冶金渣作为修复材料的主要组分，得到的修复材料具有抗海水冲刷性好、抗侵蚀性强、价格低廉等特点，非常适于海工既有构筑物的修复。为实现上述目的，本发明技术方案如下。

在本发明的第一方面，提供一种固废基海工既有构筑物修复材料，以重量份计，其原料组成包括如下组分：20～30份赤泥、15～35份钢渣、30～40 份电石渣、15～25份铁尾矿、5～20石膏、0.5～2份膨胀剂、1～5份胶结剂。该修复材料形成的结实体耐海水腐蚀强、力学强度高、可注性强、黏结能力强，适于海工既有构筑物的修复。

进一步地，所述赤泥、钢渣、电石渣、铁尾矿、石膏均为粉体。

在本发明的第二方面，公开一种固废基海工既有构筑物修复材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)通过加热对赤泥、钢渣、石膏、铁尾矿、电石渣形成的混合粉体进行活化处理，得到冶金渣复合体，将其粉磨成粉体，得冶金渣复合粉。

(2)将所述冶金渣复合粉与膨胀剂、胶结剂混合均匀，即得。

进一步地，步骤(1)中，所述混合粉体的制备方法为：将赤泥、钢渣、石膏、铁尾矿和电石渣混合后破碎、烘干，然后粉磨至比表面积不小于260kg/m²，即得。

进一步地，步骤(1)中，所述活化处理的温度为1000～1400℃，活化时间为1-2小时，活化后通过风冷或者水淬的方式降至室温，即得。

进一步地，步骤(1)中，所述冶金渣复合粉的比表面积不小于 400kg/m²。

进一步地，步骤(1)和(2)中，以重量份计，所述赤泥、钢渣、电石渣、铁尾矿、石膏、膨胀剂、胶结剂的添加比例为：20～30份赤泥、15～35 份钢渣、30～40份电石渣、15～25份铁尾矿、5～20石膏、0.5～2份膨胀剂、 1～5份胶结剂。