[发明专利]一种超高性能水泥基抗冲磨材料

说明书

一种超高性能水泥基抗冲磨材料，其由以下重量份的组分制成：硅酸盐水泥100份，微硅粉15‑25份，矿渣超细粉10‑20份，微珠10‑20份，膨胀剂5‑10份，石英砂160‑200份，钢纤维15‑25份，复合外加剂3‑4.5份，水30‑40份，所述的复合外加剂由可再分散胶粉、聚羧酸减水剂、消泡剂、粘度调节剂按重量份数比30：20：（1‑2）：（0.5‑2）组成。具有低孔隙率、高密实度的结构特点，其力学强度优异；与普通砼粘结牢靠，其热膨胀系数与普通砼接近；施工性好，流动度大在100 mm～270mm内可调节，可批刮施工，也可自流自密实，施工简易，施工效率约为环氧树脂基抗冲磨材料的2倍。

技术领域

本发明涉及一种抗冲磨材料，更具体地说涉及一种超高性能水泥基抗冲磨材料，属于水工建筑材料技术领域。

背景技术

在水利水电工程中，冲磨破坏是水工泄水建筑物常见的病害之一，也是影响水工混凝土耐久性的重要因素。其主要发生于大坝的溢洪道、泄洪洞、通航建筑物的闸室底板、输水廊道以及电站底部的排沙孔等部位；特别是当水流流速较高并挟带沙石等磨损介质时，这种破坏现象更为严重。而使用抗冲磨材料防护是解决水工泄水建筑物冲磨破坏的有效途径之一。

目前，在我国水利水电工程中普遍应用的硅粉抗冲耐磨混凝土、改性环氧树脂砂浆和防护涂料均具有一定的抗冲耐磨能力。但由于选用原材料、组成配合比和技术路线的限制，使该三种材料在工程施工和应用中也暴露出自身难以克服的种种弱点，如：硅粉抗冲磨混凝土早期强度发展过快，中后期强度增长微小，水化热集中释放，干缩和自干燥收缩大，极易发生裂缝；改性环氧类抗冲耐磨砂浆和防护涂料仍含有较多易挥发性溶剂组分，在潮湿和有水环境中的施工性能下降，长期耐老化性能不足，且该类材料另一突出弱点是其热膨胀系数为30×10^-6/℃，与水工混凝土的性能相差较大，在多次冷热循环后，改性环氧类抗冲耐磨砂浆和防护涂料与基层混凝土易脱粘、开裂。

专利申请号201510468837.3、名称为《用于水工泄水建筑物修补的高延性水泥基材料及制备方法》的中国发明专利公开了一种用于水工泄水建筑物修补的高延性水泥基材料及制备方法，该材料按照质量份数由以下组分组成：水泥100份，水25～150份，棕刚玉50～250份，微珠20～450份，纳米CaCO₃0.5～20份，减水剂0.1～5份，PVA纤维0.95～15份，超细钢纤维2～20份。该发明专利提供的高延性水泥基材料抗冲耐磨强度高、延性高，热膨胀系数与混凝土的接近，但存在下面的问题：1、材料中的胶凝材料用量大于骨料用量，材料自收缩很大，同时材料采用PVC纤维，可一定程度上抑制混凝土早期干缩，但材料后期干缩会增加；2、材料采用棕刚玉作为骨料，材料成本高，难以应用于大面积修复工程；3、PVA的使用使得浆液难以搅拌均匀，制浆困难且效率低，批刮施工时无法收光，提高修补面粗糙度，使得磨损率升高。

综上可知，目前用于水工泄水建筑物冲磨破坏修复的抗冲磨材料，虽具有比水工混凝土较高的抗冲磨强度，在工程应用中取到一定实效；但仍存在着与基层混凝土相容性差，体积不稳定、收缩大、施工性差、抗冲磨强度不足，应用成本高等弊端，不能满足使用需求。

发明内容

本发明针对现有的抗冲磨材料存在的不稳定、收缩大、抗冲磨强度不足、应用成本高等问题，提供一种超高性能水泥基抗冲磨材料。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种超高性能水泥基抗冲磨材料，其由以下重量份的组分制成：硅酸盐水泥100份，微硅粉15-25份，矿渣超细粉10-20份，微珠10-20份，膨胀剂5-10份，石英砂160-200份，钢纤维15-25份，复合外加剂3-4.5份，水30-40份，所述的复合外加剂由可再分散胶粉、聚羧酸减水剂、消泡剂、粘度调节剂按重量份数比30：20：(1-2)：(0.5-2)组成。

所述聚羧酸减水剂为低引气率的粉状醚类聚羧酸系减水剂，其减水率≥30％；所述粘度调节剂为羟丙基甲基纤维素醚或温轮胶的一种；所述消泡剂为聚硅氧烷类干粉砂浆专用消泡剂。