专利名称：纳米微粉改性混凝土修补界面剂的制作方法修补混凝土与老混凝土的界面粘结比较弱，往往在两到三年就须重新修补。瑞士对两座桥的调查显示，一座桥的桥面板经喷射混凝土修补仅2年，新老混凝土界面脱开即达30～35％，重新修补后仅几星期，多处部位又再次脱开，另一座桥的桥面经修补后仅8个月，修补材料就与老混凝土完全脱开。混凝土修补界面剂是改善新老混凝土耐久性能的有效途径，汕头大学罗白云，熊光晶等研制了一种粉煤灰改性界面剂，可以减少Ca(OH)2晶体的形成，提高了界面处的粘结力，但粉煤灰和Ca(OH)2之间的反应速度慢，不利于的Ca(OH)2减少。因而需要研究新的能提高混凝土修补界面粘结力的混凝土修补界面剂。
本发明的目的是针对上述问题，研制一种纳米微粉改性混凝土修补界面剂。该混凝土界面剂用于增强新老混凝土界面处的粘结力，提高修补混凝土的服役年限。本发明的一种纳米微粉改性的混凝土界面剂是由质量78～94％粉煤灰，0～20％硅灰，1～8％纳米微粉和0～3％减水剂共混制备而成的粉体，或者是外加水制成的膏状体。其中所述的纳米微粉是纳米SiO2、纳米CaCO3、纳米Al2O3中的一种或几种组成。本发明的对使用的减水剂无特殊要求，能保证混凝土或砂浆或净浆拌和物流动性而可减少拌和用水量的外加剂，可以是普通减水剂木质素磺酸钙、糖钙，或高效减水剂聚次甲基萘磺酸盐甲醛缩合物、聚次甲基萘磺酸钠、磺化三聚氰胺甲醛缩合物、氧茚树脂磺酸钠、氨基磺酸缩合物、马来酸酐聚氧乙烯磺酸盐、聚丙烯酸脂或末端磺基聚羧酸基多元聚合物中的任一种或几种的复合。本发明的混凝土修补界面剂的用法是在使用时和水泥以质量比1∶1～3混合，加入水制成净浆或加入水和砂制成砂浆，将这种净浆或砂浆涂在需要修补的老混凝土表面处，接着进行新混凝土的浇注或喷射。本混凝土修补界面剂可以显著增强新老混凝土界面处的粘结力。
本发明利用纳米微粒巨大活性，消耗部分Ca(OH)2，可以减少不利于界面粘结的Ca(OH)2粗大的晶体形成和定向排列；加入的纳米微粒键合了水泥浆体中纳米级的CSH凝胶，还在水泥硬化浆体原有网络结构的基础上又建立以纳米微粉为网络结点的三维网络结构；同时纳米微粉还能有效地填充大小在10-100nm的微孔，从而达到大幅度提高界面粘结力的效果。


图1为粉煤灰界面剂修复效果2为纳米微粉改性界面剂修复效果3、为两种净浆界面剂的劈裂界面效果1和图2两图的从左到右老混凝土劈裂界面，新混凝土劈裂界面，整体混凝土劈裂界面。图3上面两个断面是用传统粉煤灰处理过后的修补界面，下面左边的两个断面是用纳米改性界面剂处理过的修补界面。右边的是整体混凝土的修补界面。

具体实施例1用150×150×150mm3模具制得150×150×75mm mm3的半块的混凝土试样，养生28天，对它们进行表面粗糙化处理，并涂刷一层约1mm的砂浆界面剂，在其上浇注和原混凝土相同配比的混凝土进行修复，再养护28天后，分别测定它们的劈裂强度。实验用的纳米微粉界面剂质量组成为粉煤灰74％、硅灰20％、高效减水剂FDN(萘磺酸盐甲醛缩合物)2％，纳米SiO2微粉4％。纳米微分界面剂的效果见表1表1砂浆界面剂的粘接强度

可以看出采用纳米微粉改性后的砂浆界面剂修补效果比普通界面剂有明显的改善。
从图1和图2修复效果的照片可以看出普通的粉煤灰界面剂修复过的新老混凝土经过劈裂后，界面几乎与修复前没有什么变化，即劈裂沿修复界面断开；而经过纳米改性过的界面剂修复的混凝土，经过劈裂后，界面和修复之前有了明显的变化，新老混凝土试块上各自粘结了许多另一半试块上的混凝土层，亦即劈裂断面不是沿原修复面断开，而是有了新的断面。也就是说，经过纳米改性过的界面剂修复后，新老混凝土界面粘结力大大加强，但还是和整体的混凝土界面相比仍然有很明显的断裂面。
实施例2、净浆界面剂的粘结强度用150×150×150mm3模具制得150×150×75mm mm3的半块的混凝土试样，养生28天，对它们进行表面粗糙化处理，并涂刷一层约1mm的净浆界面剂，在其上浇注和原混凝土相同配比的混凝土进行修复，再养护28天后，分别测定它们的劈裂强度。实施例所用的纳米微粉界面剂质量组成为粉煤灰80％、硅灰14％、木质素磺酸钙减水剂2％和4％的复合微粉(复合微粉为质量90％纳米SiO2与10％纳米CaCO3的混合物)。纳米微分界面剂的效果见表表2表2 砂浆界面剂的粘接强度

可以看出采用纳米改性后的净浆界面剂修补效果比普通界面剂有明显的改善。
普通的粉煤灰净浆界面剂修复过的新老混凝土经过劈裂后，界面也几乎与修复前没有什么变化，即劈裂沿修复界面断开；而经过纳米改性过的界面剂修复的混凝土，经过劈裂后，界面和修复之前有了明显的变化，新老混凝土试块上各自粘结了许多另一半试块上的混凝土层，亦即劈裂断面不是沿原修复面断开，而是有了新的断面。也就是说，经过纳米改性过的界面剂修复后，新老混凝土几乎成为一个新的整体，因而有了很好的抗压强度。
实施例3、比较已有的修复效果养生28天做过劈裂的半块的混凝土试样(表面凸凹不平)，对它们进行表面粗糙化处理，并涂刷一层约1mm的净浆界面剂，在其上浇注和原混凝土相同配比的混凝土进行修复，再养护28天后，分别测定它们的劈裂强度。实施例所用的纳米微粉界面剂质量组成为粉煤灰80％、硅灰16％、高效减水剂UNF(萘磺酸钠甲醛缩合物)2％和2％的复合微粉(复合微粉为质量80％纳米SiO2与20％纳米Al2O3的混合物)。纳米微粉界面剂的效果见表表3表3 纳米微粉作用效果的比较

可以看出采用纳米改性后的砂浆界面剂修补效果比普通界面剂有明显的改善。
实施例4、净浆界面剂的粘结强度(2)用150×150×150mm3模具制得150×150×75mm mm3的半块的混凝土试样，养生28天，对它们进行表面粗糙化处理，并涂刷一层约1mm的净浆界面剂，在其上浇注和原混凝土相同配比的混凝土进行修复，再养护28天后，分别测定它们的劈裂强度。实施例所用的纳米微粉界面剂质量组成为粉煤灰94％和6％的复合微粉(复合微粉为质量80％纳米SiO2与10％纳米Al2O3和10％纳米CaCO3的混合物)。纳米微分界面剂的效果见表表2表2 砂浆界面剂的粘接强度

可以看出采用纳米改性后的净浆界面剂修补效果比普通界面剂有明显的改善。


本发明涉及到一种经过纳米微粉改性的混凝土界面剂的配方与制备技术，用于增强新老混凝土界面处的粘结力，纳米微粉改性的混凝土界面剂是由质量78～94％粉煤灰，0～20％硅灰，1～8％纳米微粉和0～3％减水剂共混制备而成的粉体，或者是外加水制成的膏状体。纳米微粉是由纳米SiO