一种超细水泥基复合注浆材料及其制备方法与流程

本发明涉及建筑材料，特别涉及一种超细水泥基复合注浆材料及其制备方法。

背景技术：

1、混凝土结构裂缝是土木工程领域最为普遍的病害之一。特别是在西北高寒干旱地区，由于气候干燥、昼夜温差大、风沙侵蚀严重等特殊自然条件，混凝土早期裂缝发育较其他地区更为严重。西北干旱地区特有的强蒸发、低湿度环境导致混凝土内部水分迅速散失，加剧了塑性收缩和干燥收缩，形成的裂缝往往呈现“深而细”的特征——裂缝宽度通常在0.05~0.3mm之间，但深度可达数十毫米甚至更深。这类深细裂缝不仅影响结构外观，更严重的是为腐蚀性介质（如盐渍土环境中的硫酸盐、氯盐等）提供了侵入通道，加速钢筋锈蚀和混凝土耐久性劣化；

2、目前，针对混凝土裂缝的修复材料主要分为有机类（如环氧树脂、聚氨酯等）和无机类（如水泥基注浆材料）两大类。有机注浆材料虽流动性好、粘结强度高，但与混凝土基体热膨胀系数差异大，在西北昼夜温差大的环境下易界面脱粘，且耐老化性能不足、成本较高。无机水泥基注浆材料虽与混凝土相容性好、耐久性优异，但现有技术仍存在可灌性不足（普通水泥颗粒难以注入<0.3mm微细裂缝）、高水灰比导致强度下降与收缩增大、西北干旱环境下水分快速散失引起水化不充分和干缩开裂，以及多组分缺乏协同优化设计导致综合性能难以满足工程需求等问题；

3、因此，本发明提出一种超细水泥基复合注浆材料及其制备方法，通过超细水泥、硅灰与纳米二氧化硅构建“微米-亚微米-纳米”连续梯度颗粒填充体系，结合sap树脂的人工矿物壳层包覆技术与膨胀剂的化学收缩补偿，实现了低水灰比下优异流动性与高结石体强度的协同统一，有效抑制了干旱环境下的塑性收缩与干缩开裂，显著提升了材料对西北风沙地区混凝土深细裂缝的注浆修复适应性。

技术实现思路

1、解决的技术问题：现有水泥基注浆材料在西北干旱地区深细裂缝修复中，可灌性与抗裂性难以兼顾，高水灰比下强度低、收缩大，且缺乏多组分协同优化，无法适应干旱低湿环境施工需求。

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种超细水泥基复合注浆材料及其制备方法，进而解决了背景技术中提及的技术问题。

3、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

4、一种超细水泥基复合注浆材料的制备方法，包括以下步骤：

5、步骤s1、按以下质量配比准备原材料：以超细水泥质量为基准，硅灰6%~12%，二氧化硅粉末0.5%~1.5%，缓凝剂0.3%~0.8%，水灰比0.5~0.6的拌合水，sap树脂0.2%~0.5%，消泡剂0.1%~0.3%，膨胀剂7%~10%；

6、步骤s2、将所述超细水泥、硅灰、纳米二氧化硅粉末、缓凝剂、膨胀剂和消泡剂干粉混合，得到基础干粉混合物，并取出占基础干粉总质量5%的干粉混合物单独备用；

7、步骤s3、取部分拌合水将sap树脂预湿分散，加入所述备用的部分基础干粉混合物进行裹壳处理，制得湿度响应型保水微粒；

8、步骤s4、将步骤s2剩余的干粉混合物、剩余的拌合水混合搅拌，再加入步骤s3制得的湿度响应型保水微粒，继续搅拌，制得注浆浆体。

9、在一种可能的实现方式中，步骤s3中所述预湿分散的具体操作为：将sap树脂缓慢撒入占其质量5倍的拌合水中，边撒边搅拌，静置5~8min，形成含水凝胶微粒悬浊液。

10、在一种可能的实现方式中，步骤s3中所述裹壳处理的具体操作为：将占基础干粉总质量5%的干粉混合物撒入所述含水凝胶微粒悬浊液中，翻拌至干粉均匀包裹于sap凝胶颗粒表面，形成人工矿物壳层。

11、在一种可能的实现方式中，步骤s4具体为：将剩余的干粉混合物与剩余的拌合水投入搅拌机，以100r/min搅拌2min，随后加入所述湿度响应型保水微粒，将转速提升至400r/min搅拌5min。

12、在一种可能的实现方式中，一种超细水泥基复合注浆材料，所述复合注浆材料由上述任一项所述制备方法制得而成。

13、与现有技术相比的有益效果：

14、本方案通过超细水泥、硅灰与纳米二氧化硅构建“微米-亚微米-纳米”连续梯度颗粒填充体系，实现紧密堆积以降低孔隙率，同时利用硅灰与纳米二氧化硅的高火山灰活性持续生成c-s-h凝胶，显著提升了硬化体的致密性与力学强度；通过sap树脂的预吸水裹壳工艺形成人工矿物壳层，既延缓了sap的过度吸水以避免浆体增稠，又在其释水后借助壳层崩解释放的活性矿物颗粒填充空腔缺陷，从而在实现智能内养护抑制干缩开裂的同时，有效消除了传统sap对强度的负面影响；配合膨胀剂的化学收缩补偿、缓凝剂对可操作时间的精准调控以及消泡剂对有害气泡的消除，使材料在马氏漏斗流动度仅27~38s的低黏度状态下，依然能够实现0.05mm级微裂缝的低压可灌性，并将28d收缩率大幅降低至0.048%~0.071%，28d抗压强度提升32%~58%至50.7~60.8mpa，可操作时间延长至68~118min，综合实现了高流动性、长操作窗口、高早后期强度与极低收缩率的协同统一，特别适用于西北干旱风沙地区混凝土深细裂缝的修复工程。

1.一种超细水泥基复合注浆材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种超细水泥基复合注浆材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述预湿分散的具体操作为：将sap树脂缓慢撒入占其质量5倍的拌合水中，边撒边搅拌，静置5~8min，形成含水凝胶微粒悬浊液。

3.如权利要求1所述的一种超细水泥基复合注浆材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述裹壳处理的具体操作为：将占基础干粉总质量5%的干粉混合物撒入所述含水凝胶微粒悬浊液中，翻拌至干粉均匀包裹于sap凝胶颗粒表面，形成人工矿物壳层。

4.如权利要求1所述的一种超细水泥基复合注浆材料的制备方法，其特征在于，步骤s4具体为：将剩余的干粉混合物与剩余的拌合水投入搅拌机，以100r/min搅拌2min，随后加入所述湿度响应型保水微粒，将转速提升至400r/min搅拌5min。

5.一种超细水泥基复合注浆材料，其特征在于，所述复合注浆材料由如权利要求1至4任一项所述制备方法制得而成。