[发明专利]一种基于纳米材料的混凝土裂缝修补材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于纳米材料的混凝土裂缝修补材料及其制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明的混凝土裂缝修补材料包括原料：海藻、硫铝酸盐水泥、天然砂、纳米硅粉、甲酸钙、粉煤灰、无水硫铝酸钙、聚酯纤维、减水剂、阻锈剂和水。本发明还提供一种混凝土裂缝修补材料的制备方法，本发明通过合理选用修复剂原料，并进行合理配比，各原料协同发挥作用，制得的混凝土修复材料具有良好的抗压强度、抗折强度和粘结强度，且抗渗性能和抗冻性能优异，可用于海洋环境的混凝土裂缝修复，具有十分重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别是涉及一种基于纳米材料的混凝土裂缝修补材料及其制备方法。

背景技术

混凝土裂缝是由于混凝土结构内外因素的作用而产生的物理结构变化，而裂缝是混凝土结构物承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因。海洋环境下的混凝土由于长期受到海水和海风的侵扰，更容易遭到腐蚀而产生开裂、剥落现象，混凝土裂缝为氯离子、二氧化碳和硫酸根等侵蚀介质提供了通道，从而会加速材料的腐蚀和混凝土结构的失效，甚至会带来巨大的经济损失和严重的安全问题。

目前，已有相关报道研究了混凝土裂缝修复材料，但是大多针对的是路面混凝土裂缝的修复，而海洋环境下存在腐蚀性的硫酸根离子、氯离子以及其他侵蚀性离子，且长期受到海风的侵蚀，目前的修复材料很难保证这种极端环境的混凝土修复效果。因此，如何及时有效地修复海洋环境混凝土裂缝是目前亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于纳米材料的混凝土裂缝修补材料及其制备方法，以解决海洋环境混凝土易侵蚀、修复效果不佳的技术问题，本发明通过合理选用修复剂原料，并进行合理配比，各原料协同发挥作用，制得的混凝土修复材料具有良好的抗压强度、抗折强度和粘结强度，且抗渗性能和抗冻性能优异，可用于海洋环境的混凝土裂缝修复。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明目的之一是提供一种基于纳米材料的混凝土裂缝修补材料，包括如下重量份的原料：海藻5～10份、硫铝酸盐水泥40～50份、天然砂10～15份、纳米硅粉20～30份、甲酸钙5～10份、粉煤灰5～10份、无水硫铝酸钙5～8份、聚酯纤维1～2份、减水剂0.1～0.5份、阻锈剂5～10份、水24～30份。

进一步地，所述海藻为废弃海藻。

进一步地，所述纳米硅粉的粒径为30～80nm，纯度为99.9％。

进一步地，所述聚酯纤维为抗拉强度≥900MPa、弹性模量≥10GPa的短切纤维。

进一步地，所述减水剂为萘系高效减水剂，Na₂SO₄含量3％。

进一步地，所述阻锈剂的成分包括：聚乙烯亚胺、硅酸钠、过硫酸铵和二甲苯硫脲。

进一步地，所述聚乙烯亚胺、硅酸钠、过硫酸铵和二甲苯硫脲的质量比为(2～5):(5～8):(3～5):(1～2)。

本发明目的之二是提供一种所述的基于纳米材料的混凝土裂缝修补材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将废弃海藻干燥并研磨成海藻粉末；

(2)将海藻粉末、硫铝酸盐水泥、天然砂、粉煤灰混合，然后加入减水剂、阻锈剂和水后进行搅拌；

(3)依次加入聚酯纤维、纳米硅粉、甲酸钙和无水硫铝酸钙，搅拌混匀，得到基于纳米材料的混凝土裂缝修补材料。

进一步地，步骤(1)中，所述废弃海藻粉碎至80～100目。

进一步地，步骤(2)中，所述水的加入量为硫铝酸盐水泥质量的0.6倍。

进一步地，步骤(2)中，所述搅拌的速度为200～300r/min，时间为5～10min。