[发明专利]一种生态型磷酸钾镁水泥基修补材料

说明书

一种生态型磷酸钾镁水泥基修补材料，由磷酸钾镁水泥基粉料和水混合得到，所述磷酸钾镁水泥基粉料和水的质量比为1：0.22，按重量份计，所述磷酸钾镁水泥基粉料包括：磷酸钾镁水泥335‑374份；矿物掺合料26‑65份；复合缓凝剂16份。本发明提供了一种生态型磷酸钾镁水泥基修补材料，具有凝结时间可控、颜色可调、早期强度高和生态环保等特点。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种生态型磷酸钾镁水泥基修补材料。

背景技术

混凝土是现代工程建造中最常用的材料之一，由于各种不利环境条件，其在使用过程中会受到不同程度的损坏，而裂缝是混凝土结构承载能力、耐久性和防水性等性能降低的主要原因之一。采用修补材料对受损结构进行修补加固，是提高受损混凝土结构耐久性的有效技术手段，若是用普通混凝土完成修补工作，不得不长时间封锁建筑和交通，严重影响了人们生活和出行，同时考虑到人员进场、施工准备、清场撤离等因素，力求修补材料具有快硬、早强的性能要求。

目前，用于混凝土快速修补加固的材料主要分为三类：有机材料、无机材料以及有机无机结合材料。有机材料和有机无机结合材料的优点为粘结强度高、抗腐蚀性和抗渗性好，数小时内强度发展快，但其耐疲劳性差，耐冲击性差，易老化，价格较高，不利于大范围的修复工程作业，甚至部分有机材料具有较强的毒性，对环境和人体均有害，无法广泛推广应用。无机材料具有成本低、易于施工操作、与旧结构相容性好等优点，但存在早期强度低、与旧混凝土结构粘结强度低、后期维护费用成本高等缺点。与上述材料相比，磷酸钾镁水泥(Potassium magnesium phosphate cement，MKPC)具有以下优点：(1)快硬、早强：初凝时间在十分钟以内、6小时的抗压强度可达20MPa以上；(2)与旧混凝土结构的粘结性能良好：1天的拉伸粘结强度可达1MPa以上；(3)耐低温，负温可硬化：可在严寒条件下施工；(4)防辐射且无毒无害、可用于核工程建筑；(5)无收缩且具有微膨胀性等等。但是，常规MKPC的初凝时间短且流动性较差，不利于施工，且存在与被修补普通混凝土色差较大等技术问题，故可掺加矿物掺合料对其进行改性。

微硅灰的比表面积为20000-28000m²/kg，其中，细度小于0.3μm的颗粒占90％以上，其细度和比表面积约为水泥的80～100倍，粉煤灰的50～70倍。微硅灰在形成过程中，因相变的过程中受表面张力的作用，形成了非结晶相无定形圆球状颗粒，且表面较为光滑，有些则是多个圆球颗粒粘在一起的团聚体，微小的球状体可以起到润滑的作用。它是一种比表面积很大，活性很高的火山灰物质，可极大地促进MKPC的水化反应，使其水化产物具有更加密实的结构，并能增加其工作性，提高其强度。

随着我国社会经济的不断发展和城市化进程的加快，自来水厂及其污水和污泥的产量急剧增加。自来水厂污泥含有大量的水分、致病菌、重金属、盐类及难分解的有机物等，它味道难闻，体积大而易腐化发臭。如果不经处理处置随意堆放，污泥中的污染物会转移到环境中，污染空气、地下水和土壤，对自然环境造成严重的威胁和影响。如果能把自来水厂污泥应用于混凝土工业中，特别是磷酸钾镁水泥基修补材料中，既有利于污泥的无害化处理，也能减少水泥资源的消耗，且经过活化的自来水厂污泥粉具备一定的化学活性，可促进MKPC水化反应的持续进行，使其内部结构更加致密和完整。

纳米级白刚玉微粉的粒径为0.2-1μm，其主要化学成分A1₂O₃含量≥99％，化学性质稳定，属于惰性材料，不与酸碱发生反应；颗粒致密，粒度分布均匀，单粒颗型一致，将纳米级白刚玉微粉加入MKPC中可充当“滚珠”的作用，降低MKPC的滑动阻力，有效提高其流动性，也可填补MKPC水化产物之间的空隙，提高其密实度。

钛白粉是一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业，其粒径为0.2μm-0.3μm，主要化学成分TiO₂含量≥97％，属于惰性材料，将其加入MKPC中可有效解决MKPC与被修补普通混凝土色差较大的问题。

发明内容