[发明专利]一种水下混凝土修复强化材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水下混凝土修复强化材料。修复强化材料按照质量百分数包括以下原材料：水泥10％‑20％、粉煤灰10％‑15％、河砂15％‑25％、碎石15‑20％、粘土调节剂1％‑3％、纳米纤维素1％‑3％、聚羧酸减水剂0.3‑0.5％、絮凝剂0.3‑0.5％、防冻剂0.3‑0.5％、引气剂0.3‑0.5％和碱性激发剂3‑5％，余量为水。本发明采用的粘土调节剂属于2:1型多维度无机粘土矿物，为水化产物的成核生长过程提供额外的反应活性位点，降低基体的碱度环境，促进Si‑O键逐渐聚合为Si‑O‑Si键，可以调节浆体的凝结时间，且具有一定的物理交联的作用，能够改善混凝土材料的工作性能及机械性能。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种水下混凝土修复强化材料及其制备方法。

背景技术

迄今为止，在水下工程中，混凝土仍然是最主要和用量最大的建筑材料之一。混凝土的性能将直接影响到水下工程的质量和进度。因此，水下混凝土的性能研究和施工技术愈来愈受到工程技术界的重视。普通混凝土在水环境中直接浇筑时，会受到水的影响而产生分离、水泥流失、强度下降的后果并且会引起环境污染。因此，改良传统水下混凝土，使之能克服上述缺陷，是十分必要的。

我国水下不分散混凝土整体技术与国外先进技术相比还存在一定差距，主要是施工性能差、配套施工技术落后、整体强度偏低以及耐久性相对差。目前，大多数水下不分散混凝土技术的核心是在普通混凝土中掺加抗分散剂，通过其长链分子的相互吸引、交叉、缠结，形成较强吸附能力的网状结构，将水泥、骨料等颗粒吸附在一起。使混凝土在遇水时也能保持各组分粘聚在一起。然而，大多数抗分散剂难以同时满足水下不分散混凝土在具有良好稳定性的同时具有较好的施工性能、力学强度及耐久性能。水下混凝土的综合性能研究既要考虑混凝土组成材料、抗分散剂自身组成，还需考虑施工方法和施工环境影响。因此，通过多组分协同调控水下混凝土的综合性能并开展相应的配方设计及优化，从而实现混凝土材料水下稳定性良好，工作性能优越，力学强度高，耐久性优良及成本可控制对于水下工程的建设将具有十分重要的意义和价值。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种水下不易分散，稳定性好、早强快硬和力学性能优良的水下混凝土修复强化材料。

本发明的一种水下混凝土修复强化材料，包括以下质量百分数的原材料：水泥10％-20％、粉煤灰10％-15％、河砂15％-25％，碎石15-20％，粘土调节剂1％-3％，纳米纤维素1％-3％，聚羧酸减水剂0.3-0.5％，絮凝剂0.3-0.5％，防冻剂0.3-0.5％，引气剂0.3-0.5％，碱性激发剂3-5％，余量为水，以上各组分的质量百分比之和为100％。

进一步的，所述水泥为硫铝酸盐水泥或磷酸镁水泥中的一种。

进一步的，所述粉煤灰为C级粉煤灰，CaO含量大于10％。

进一步的，所述河砂由质量分数为35～45％的0.5-0.25mm的中砂、55～65％的粒径小于0.075mm的细砂组成。

进一步的，所述碎石为花岗岩碎石，粒径大于4.75mm，小于15mm。

进一步的，所述粘土调节剂为粒径在300目下的凹凸棒或蒙脱石矿物中的一种。

进一步的，所述纳米纤维素由植物经硫酸处理提取得到。

进一步的，所述减水剂选用粉状的高性能聚羧酸减水剂，所述减水剂的减水率≥20％、含气性≤5％、1d强度比≥160％。

进一步的，所述碱性激发剂为水玻璃和粒状氢氧化钠混合配制而成。

如上述的水下混凝土修复强化材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将按上述质量百分数计的原材料在搅拌器中搅拌1～2min，均匀混合得到干混料；