[发明专利]一种适用于磷酸镁修补材料的有机无机复合缓凝剂

说明书

本发明公开了一种适用于磷酸镁修补材料的有机无机复合缓凝剂，其原料具体组成为：有机组分1为0~50wt%；有机组分2为30%~70wt%；无机组分为1~30wt%。该缓凝剂由无机和有机组分按一定比例复配而成，可根据现场施工条件以及质量要求调整复配比。本发明的复合缓凝剂对磷酸镁体系缓凝效果显著，且不含氯离子，对钢筋混凝土结构无腐蚀作用。相比于常规的无机组分缓凝剂或有机组分缓凝剂，本发明的有机无机复合缓凝剂可根据实际施工情况通过调整有机与无机组分比例对磷酸镁水泥的凝结时间进行调控，且对磷酸镁砂浆体系的强度有一定增益效果。

技术领域

本发明涉及属于特种镁基修补材料领域，具体涉及一种适用于磷酸镁修补材料的有机无机复合缓凝剂。

背景技术

磷酸镁修补材料(MPC)作为一种新型绿色胶凝材料，具有凝结时间快，早期强度高、粘接性能好、干燥收缩小等特点，在重金属固化及稳定、核废料封装、机场跑道、桥梁、公路等民用建筑和军事工程的抢修和加固方面有非常巨大的应用前景。然而在磷酸镁修补材料体系中，主要组分氧化镁与磷酸盐在遇水后会发生酸碱中和反应，放出大量热，浆体凝结硬化时间极短，不能满足实际现场施工要求。因此，开发一种可以精准调控凝结时间的高效缓凝剂是磷酸镁这种修补材料能够广泛应用的前提条件。

目前，利用可溶性氧硼化合物如硼酸(H₃BO₃)或硼砂(Na₂B₄O₇·10H₂O)来控制磷酸镁修补材料的凝结时间是常用的缓凝手段，但是这类缓凝剂对磷酸镁体系的小时强度有显著负面影响，且在环境温度较高的施工现场其需要较高掺量才能达到在低温环境下的缓凝效果。此外也有研究表明由一种或几种氯盐复合而成的盐溶液对磷酸镁体系有很好的缓凝效果，然而在利用其修补损坏的钢筋混凝土时，氯盐缓凝剂中的氯离子会渗透进混凝土结构中破坏钢筋表面的钝化保护膜，造成钢筋锈蚀进而破坏钢筋混凝土结构，严重降低混凝土的耐久性。因此，我们需要一种相对于其他单一组分缓凝剂在较低掺量下能够适应环境温度变化，发挥显著缓凝作用且不影响磷酸镁体系小时强度和后期强度的复合高效缓凝剂。

发明内容

1.所要解决的技术问题：

针对上述技术问题，本发明提供一种适用于磷酸镁修补材料的有机无机复合缓凝剂，本缓凝剂解决掺可溶性氧硼化合物如硼酸或硼砂的磷酸镁水泥体系在高温环境下凝结时间短，若要达到低温环境下的缓凝效果需要成倍提高缓凝剂掺量且影响磷酸镁体系小时强度等技术问题。一方面本发明的新型缓凝剂成本相对低廉，能明显降低修补材料成本且不含氯离子等有害成分；另一方面根据环境温度变化，通过动态调整缓凝剂各组分的复配比例，既不影响磷酸镁修补材料的早期强度且对后期强度有增益效果

2.技术方案：

一种适用于磷酸镁修补材料的有机无机复合缓凝剂，其特征在于：其原料组成及质量分数为：

有机组分1 0～50wt％

有机组分2 30％～70wt％

无机组分 1～30wt％。

进一步地，所述有机组分1为甲酸、乙酸、丙酸、甲酸钙、乙酸钙、丙酸钙中的一种或两种以上组合。

进一步地，所述有机组分2的重均分子量Mw为4000～10000g/mol，其化学结构式为：