[发明专利]修补用聚丙烯酸乳液改性碱激发矿渣材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种修补用聚丙烯酸乳液改性碱激发矿渣材料，以重量份计包括以下组分：水玻璃30.41～35.96份，氢氧化钠3.21～5.70份，聚丙烯酸1～2份，矿渣100份，河砂300份，水35.84～38.89份。制备方法为：将称好的氢氧化钠溶解于水玻璃中，搅拌至氢氧化钠充分溶解，烧杯上覆膜，冷却至室温后待用；将配制好的水玻璃溶液倒入搅拌锅中，加入聚丙烯酸乳液、矿渣、河砂和水，搅拌成型即得修补用聚丙烯酸乳液改性碱激发矿渣材料。本发明强度高、耐久性好、粘结强度高、收缩率小。

技术领域

本发明涉及修补材料及制备，具体涉及一种修补用聚丙烯酸乳液改性碱激发矿渣材料及制备方法。

背景技术

混凝土结构的裂缝问题是工程中不可忽视的问题。混凝土是一种多相且非均匀的脆性材料，裂缝的产生几乎是无法避免的，是由其物理性能和力学性能决定的，混凝土结构在使用过程中受到疲劳损伤、温度、收缩、不均匀沉降等不利因素的影响，由于混凝土中各种材料热膨胀系数、弹性模量等性能的不同，混凝土内部会产生变形和损伤积累，从而无法避免地会产生细小裂缝和局部损伤。混凝土裂缝的产生会影响外观，更重要的是使其抗弯强度大大降低，并且为CO₂、NO_x、H₂S、水、硫酸盐和氯化物等侵蚀混凝土提供了通道，极大地影响结构的服役寿命。裂缝是破坏的先兆，当裂缝尺寸和数量发展到一定程度，将导致结构的破坏。

碱激发胶凝材料是近年来新发展的一种无机非金属材料，它由碱性激发剂和具有活性的无机胶凝材料制备成，也被称为地聚合物。碱激发胶凝材料不需要进行熟料的煅烧，制备时二氧化碳排放量比普通硅酸盐水泥能减少近80％，还可以大量利用工业废物，是一种环境友好的建筑材料。碱激发胶凝材料具有早强、耐腐蚀、耐水抗渗、耐高温、生产工艺简单、致密性好等特点，已经被开发应用于新型陶瓷材料、混凝土快速修补材料、保温涂料和耐腐蚀涂料等领域。

矿渣作为其中一种碱激发胶凝材料，是高炉矿渣经工艺处理后得到的粉料，其碱性系数、活性系数和质量系数越大，矿渣微粉活性越高。碱性系数大于1，属于碱性矿渣；活性系数高于0.25，属于高活性矿渣；质量系数大于1.2，属于优质矿渣；水硬性系数大于1，矿渣中活性成分含量大于非活性成分含量。但是碱激发矿渣材料脆性大、收缩率高，难以有效的修补混凝土裂缝。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种修补用聚丙烯酸乳液改性碱激发矿渣材料及制备方法，解决现有碱激发矿渣材料脆性大，收缩率高的问题。

技术方案：本发明所述的修补用聚丙烯酸乳液改性碱激发矿渣材料，以重量份计包括以下组分：

水玻璃30.41～35.96份，氢氧化钠3.21～5.70份，聚丙烯酸1～2份，矿渣100份，河砂300份，水35.84～38.89份。

有利于强度发展，有利于搅拌成型，所述水玻璃的模数为3.3，波美度为40。

所述聚丙烯酸的固含量≥30％。

所述的矿渣水硬性系数为2.18，活性系数为0.25，碱性系数为1.11，质量系数为2.07，粒径分布为d(0.1)为1.647um，d(0.5)为9.490um，d(0.9)为27.984um。

所述河砂最大粒径为2.5mm，堆积密度为1.6g/cm³，表观密度为2.5g/cm³。

本发明所述的修补用聚丙烯酸乳液改性碱激发矿渣材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将称好的氢氧化钠溶解于水玻璃中，搅拌至氢氧化钠充分溶解，烧杯上覆膜，冷却至室温后待用；

(2)将步骤(1)配制好的水玻璃溶液倒入搅拌锅中，加入聚丙烯酸乳液、矿渣、河砂和水，搅拌成型即得修补用聚丙烯酸乳液改性碱激发矿渣材料。