專利名稱：納米微粉改性混凝土修補(bǔ)界面劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種經(jīng)過納米微粉改性的混凝土界面劑的配方與制備技術(shù)，用于增強(qiáng)新老混凝土界面處的粘結(jié)力，提高修補(bǔ)混凝土的服役年限。
背景技術(shù)：
修補(bǔ)混凝土與老混凝土的界面粘結(jié)比較弱，往往在兩到三年就須重新修補(bǔ)。瑞士對(duì)兩座橋的調(diào)查顯示，一座橋的橋面板經(jīng)噴射混凝土修補(bǔ)僅2年，新老混凝土界面脫開即達(dá)30～35％，重新修補(bǔ)后僅幾星期，多處部位又再次脫開，另一座橋的橋面經(jīng)修補(bǔ)后僅8個(gè)月，修補(bǔ)材料就與老混凝土完全脫開。
混凝土修補(bǔ)界面劑是改善新老混凝土耐久性能的有效途徑，汕頭大學(xué)羅白云，熊光晶等研制了一種粉煤灰改性界面劑，可以減少Ca(OH)2晶體的形成，提高了界面處的粘結(jié)力，但粉煤灰和Ca(OH)2之間的反應(yīng)速度慢，不利于的Ca(OH)2減少。因而需要研究新的能提高混凝土修補(bǔ)界面粘結(jié)力的混凝土修補(bǔ)界面劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問題，研制一種納米微粉改性混凝土修補(bǔ)界面劑。該混凝土界面劑用于增強(qiáng)新老混凝土界面處的粘結(jié)力，提高修補(bǔ)混凝土的服役年限。
本發(fā)明的一種納米微粉改性的混凝土界面劑是由質(zhì)量78～94％粉煤灰，0～20％硅灰，1～8％納米微粉和0～3％減水劑共混制備而成的粉體，或者是外加水制成的膏狀體。
其中所述的納米微粉是納米SiO2、納米CaCO3、納米Al2O3中的一種或幾種組成。
本發(fā)明的對(duì)使用的減水劑無特殊要求，能保證混凝土或砂漿或凈漿拌和物流動(dòng)性而可減少拌和用水量的外加劑，可以是普通減水劑木質(zhì)素磺酸鈣、糖鈣，或高效減水劑聚次甲基萘磺酸鹽甲醛縮合物、聚次甲基萘磺酸鈉、磺化三聚氰胺甲醛縮合物、氧茚樹脂磺酸鈉、氨基磺酸縮合物、馬來酸酐聚氧乙烯磺酸鹽、聚丙烯酸脂或末端磺基聚羧酸基多元聚合物中的任一種或幾種的復(fù)合。
本發(fā)明的混凝土修補(bǔ)界面劑的用法是在使用時(shí)和水泥以質(zhì)量比1∶1～3混合，加入水制成凈漿或加入水和砂制成砂漿，將這種凈漿或砂漿涂在需要修補(bǔ)的老混凝土表面處，接著進(jìn)行新混凝土的澆注或噴射。本混凝土修補(bǔ)界面劑可以顯著增強(qiáng)新老混凝土界面處的粘結(jié)力。
本發(fā)明利用納米微粒巨大活性，消耗部分Ca(OH)2，可以減少不利于界面粘結(jié)的Ca(OH)2粗大的晶體形成和定向排列；加入的納米微粒鍵合了水泥漿體中納米級(jí)的CSH凝膠，還在水泥硬化漿體原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上又建立以納米微粉為網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；同時(shí)納米微粉還能有效地填充大小在10-100nm的微孔，從而達(dá)到大幅度提高界面粘結(jié)力的效果。


圖1為粉煤灰界面劑修復(fù)效果2為納米微粉改性界面劑修復(fù)效果3、為兩種凈漿界面劑的劈裂界面效果1和圖2兩圖的從左到右老混凝土劈裂界面，新混凝土劈裂界面，整體混凝土劈裂界面。圖3上面兩個(gè)斷面是用傳統(tǒng)粉煤灰處理過后的修補(bǔ)界面，下面左邊的兩個(gè)斷面是用納米改性界面劑處理過的修補(bǔ)界面。右邊的是整體混凝土的修補(bǔ)界面。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不是對(duì)本發(fā)明的納米微粉改性的混凝土界面劑組成范圍的限制。
具體實(shí)施例1用150×150×150mm3模具制得150×150×75mm mm3的半塊的混凝土試樣，養(yǎng)生28天，對(duì)它們進(jìn)行表面粗糙化處理，并涂刷一層約1mm的砂漿界面劑，在其上澆注和原混凝土相同配比的混凝土進(jìn)行修復(fù)，再養(yǎng)護(hù)28天后，分別測(cè)定它們的劈裂強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)用的納米微粉界面劑質(zhì)量組成為粉煤灰74％、硅灰20％、高效減水劑FDN(萘磺酸鹽甲醛縮合物)2％，納米SiO2微粉4％。納米微分界面劑的效果見表1表1砂漿界面劑的粘接強(qiáng)度

可以看出采用納米微粉改性后的砂漿界面劑修補(bǔ)效果比普通界面劑有明顯的改善。
從圖1和圖2修復(fù)效果的照片可以看出普通的粉煤灰界面劑修復(fù)過的新老混凝土經(jīng)過劈裂后，界面幾乎與修復(fù)前沒有什么變化，即劈裂沿修復(fù)界面斷開；而經(jīng)過納米改性過的界面劑修復(fù)的混凝土，經(jīng)過劈裂后，界面和修復(fù)之前有了明顯的變化，新老混凝土試塊上各自粘結(jié)了許多另一半試塊上的混凝土層，亦即劈裂斷面不是沿原修復(fù)面斷開，而是有了新的斷面。也就是說，經(jīng)過納米改性過的界面劑修復(fù)后，新老混凝土界面粘結(jié)力大大加強(qiáng)，但還是和整體的混凝土界面相比仍然有很明顯的斷裂面。
實(shí)施例2、凈漿界面劑的粘結(jié)強(qiáng)度用150×150×150mm3模具制得150×150×75mm mm3的半塊的混凝土試樣，養(yǎng)生28天，對(duì)它們進(jìn)行表面粗糙化處理，并涂刷一層約1mm的凈漿界面劑，在其上澆注和原混凝土相同配比的混凝土進(jìn)行修復(fù)，再養(yǎng)護(hù)28天后，分別測(cè)定它們的劈裂強(qiáng)度。實(shí)施例所用的納米微粉界面劑質(zhì)量組成為粉煤灰80％、硅灰14％、木質(zhì)素磺酸鈣減水劑2％和4％的復(fù)合微粉(復(fù)合微粉為質(zhì)量90％納米SiO2與10％納米CaCO3的混合物)。納米微分界面劑的效果見表表2表2 砂漿界面劑的粘接強(qiáng)度

可以看出采用納米改性后的凈漿界面劑修補(bǔ)效果比普通界面劑有明顯的改善。
普通的粉煤灰凈漿界面劑修復(fù)過的新老混凝土經(jīng)過劈裂后，界面也幾乎與修復(fù)前沒有什么變化，即劈裂沿修復(fù)界面斷開；而經(jīng)過納米改性過的界面劑修復(fù)的混凝土，經(jīng)過劈裂后，界面和修復(fù)之前有了明顯的變化，新老混凝土試塊上各自粘結(jié)了許多另一半試塊上的混凝土層，亦即劈裂斷面不是沿原修復(fù)面斷開，而是有了新的斷面。也就是說，經(jīng)過納米改性過的界面劑修復(fù)后，新老混凝土幾乎成為一個(gè)新的整體，因而有了很好的抗壓強(qiáng)度。
實(shí)施例3、比較已有的修復(fù)效果養(yǎng)生28天做過劈裂的半塊的混凝土試樣(表面凸凹不平)，對(duì)它們進(jìn)行表面粗糙化處理，并涂刷一層約1mm的凈漿界面劑，在其上澆注和原混凝土相同配比的混凝土進(jìn)行修復(fù)，再養(yǎng)護(hù)28天后，分別測(cè)定它們的劈裂強(qiáng)度。實(shí)施例所用的納米微粉界面劑質(zhì)量組成為粉煤灰80％、硅灰16％、高效減水劑UNF(萘磺酸鈉甲醛縮合物)2％和2％的復(fù)合微粉(復(fù)合微粉為質(zhì)量80％納米SiO2與20％納米Al2O3的混合物)。納米微粉界面劑的效果見表表3表3 納米微粉作用效果的比較

可以看出采用納米改性后的砂漿界面劑修補(bǔ)效果比普通界面劑有明顯的改善。
實(shí)施例4、凈漿界面劑的粘結(jié)強(qiáng)度(2)用150×150×150mm3模具制得150×150×75mm mm3的半塊的混凝土試樣，養(yǎng)生28天，對(duì)它們進(jìn)行表面粗糙化處理，并涂刷一層約1mm的凈漿界面劑，在其上澆注和原混凝土相同配比的混凝土進(jìn)行修復(fù)，再養(yǎng)護(hù)28天后，分別測(cè)定它們的劈裂強(qiáng)度。實(shí)施例所用的納米微粉界面劑質(zhì)量組成為粉煤灰94％和6％的復(fù)合微粉(復(fù)合微粉為質(zhì)量80％納米SiO2與10％納米Al2O3和10％納米CaCO3的混合物)。納米微分界面劑的效果見表表2表2 砂漿界面劑的粘接強(qiáng)度

可以看出采用納米改性后的凈漿界面劑修補(bǔ)效果比普通界面劑有明顯的改善。
權(quán)利要求
1.一種混凝土修補(bǔ)界面劑，其特征是由質(zhì)量78～94％粉煤灰，0～20％硅灰，1～8％納米微粉和0～3％減水劑共混制備而成的粉體，或者是外加水制成的膏狀體。
2.如權(quán)利要求1所述的混凝土修補(bǔ)界面劑，其特征是所述的納米微粉是納米SiO2、納米CaCO3、納米Al2O3中的一種或幾種組成。
3.如權(quán)利要求1所述的混凝土修補(bǔ)界面劑，其特征是所述的減水劑是能保證混凝土或砂漿或凈漿拌和物流動(dòng)性而可減少拌和用水量的外加劑，可以是普通減水劑木質(zhì)素磺酸鈣、糖鈣，或高效減水劑聚次甲基萘磺酸鹽甲醛縮合物、聚次甲基萘磺酸鈉、磺化三聚氰胺甲醛縮合物、氧茚樹脂磺酸鈉、氨基磺酸縮合物、馬來酸酐聚氧乙烯磺酸鹽、聚丙烯酸脂或末端磺基聚羧酸基多元聚合物中的任一種或幾種的復(fù)合。
4.權(quán)利要求1所述的混凝土修補(bǔ)界面劑的用法，其特征是在使用時(shí)和水泥以質(zhì)量比1∶1～3混合，加入水制成凈漿或加入水和砂制成砂漿，將這種凈漿或砂漿涂在需要修補(bǔ)的老混凝土表面處，接著進(jìn)行新混凝土的澆注或噴射。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種經(jīng)過納米微粉改性的混凝土界面劑的配方與制備技術(shù)，用于增強(qiáng)新老混凝土界面處的粘結(jié)力，納米微粉改性的混凝土界面劑是由質(zhì)量78～94％粉煤灰，0～20％硅灰，1～8％納米微粉和0～3％減水劑共混制備而成的粉體，或者是外加水制成的膏狀體。納米微粉是由納米SiO
文檔編號(hào)C04B18/08GK1609039SQ20041006104
公開日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2004年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月4日
發(fā)明者沈衛(wèi)國(guó) 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)