[发明专利]一种钢-混凝土组合梁的混凝土层修补材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钢‑混凝土组合梁的混凝土层修补材料及其制备方法，属于混凝土修补材料领域。本发明的钢‑混凝土组合梁的混凝土层修补材料，由MgO、水玻璃、砂、石、矿渣、PTB乳液和水组成，各组分质量百分数为：MgO 0.5％～4.5％、水玻璃0.5％～6.0％、砂20％～50％、石0％～55％、矿渣14.0％～31.5％、PTB乳液0.5％～1.5％、水6.5％～10.0％，各组分质量百分数和为100％。本发明的钢‑混凝土组合梁的混凝土层修补材料具有环保性和工作性好、凝结时间短且凝结时间可控、早期强度高、防水性好、粘结性(与混凝土或钢质材料基底粘结)和耐久性优异等优点，具有较好的市场应用前景。

技术领域

本发明属于混凝土修补材料领域，具体涉及一种钢-混凝土组合梁的混凝土层修补材料及其制备方法。

背景技术

钢-混凝土组合结构是大跨度桥梁常用的结构形式之一，其主要结构有钢箱梁上预埋剪力连接件(剪力键、剪力钉等)然后浇筑混凝土层组成。裂缝和坑槽病害是钢-混凝土组合结构中混凝土层的主要破坏形式，然而，裂缝和坑槽病害采用传统的混凝土修补材料修复后，在修复界面处很容易发生二次破坏，主要是修补材料和钢质桥面或原混凝土接触面粘结界面断裂失效，使得修补材料丧失边界支撑，造成钢-混凝土组合结构中混凝土层修复失效，进而导致钢桥面铺装层产生再次破坏。传统的钢-混凝土组合梁的混凝土层修补材料具有制备方式繁琐、成本高、满足开放交通要求强度的时间长、与钢桥面板粘结力低和在疲劳荷载作用下易脱落等缺点，严重制约了钢-混凝土组合梁的混凝土层修补材料的推广和应用。

目前，国内已申请的多个有关混凝土修补材料的专利，但未发现有关钢-混凝土组合梁的混凝土层修补材料的有关报道。如CN108328977A专利公开了一种混凝土修补材料；CN108911632A专利公开了一种混凝土修补材料及其制备方法；CN108546071A专利公开了一种混凝土修补材料及其制备方。专利CN109574611A公开了一种路面快速修补环保水泥基材料及其制备和使用方法，这些专利的修补材料均能有效的粘结在混凝土基面上，但均不能运用在钢基面混凝土的修补，而且材料组分较多，成本高，凝结时间不可控，不便于大规模生产施工。本发明采用环保水泥基材料(由水玻璃等具有碱性的激发剂激发矿渣所产生的胶凝材料)进行修补，通过特定原料配比，可使得该材料与钢质基面或混凝土基面粘结可靠。并可通过调控水玻璃温度控制凝结时间，操作方便，产业化前景广阔。

发明内容

针对上述背景技术中存在的缺陷与问题，本发明提供了一种钢-混凝土组合梁的混凝土层修补材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明首先提供的是一种钢-混凝土组合梁的混凝土层修补材料。该钢-混凝土组合梁的混凝土层修补材料由MgO、水玻璃、砂、石、矿渣、PTB乳液和水组成，各组分质量百分数为：MgO 0.5％～4.5％、水玻璃0.5％～6.0％、砂20％～50％、石0％～55％、矿渣14.0％～31.5％、PTB乳液0.5％～1.5％、水6.5％～10.0％，各组分质量百分数和为100％。

进一步地，所述的MgO为900℃下煅烧1.5h的MgO，平均粒径为33.292μm。

进一步地，所述的水玻璃模数为1.0～1.5，水玻璃温度10℃～60℃，水玻璃的质量按Na₂O当量计。

进一步地，所述的砂粒径为0.15mm～4.75mm。

进一步地，所述的石子粒径为4.75mm～15mm。

进一步地，所述的矿渣为S95级粒化高炉矿渣粉。

进一步地，所述的PTB乳液是乙烯-氯乙烯-乙烯酯产品，白色乳液状。其物理性能指标为粘性：80～120mPa.s、固体含量：52±1wt％、比重：1.1、pH值：7～9。

进一步地，所述的水为水玻璃中水和外加水的质量和。