CN116375443A - 一种自修复桥梁裂缝的复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自修复桥梁裂缝的复合材料及其制备方法，涉及建筑材料技术领域，是由如下按重量份计的各组分组成：硅酸盐水泥65‑75份、火山灰15‑25份、硅酸钠2‑4份、蒙脱土5‑8份、环氧基超支化聚硼硅氧烷8‑15份、含氨基的超支化聚氨酯4‑6份、水合硅酸铝纳米纤维6‑10份、甜菜碱2‑5份、四羟甲基甘脲0.5‑1份、四羟甲基硫酸磷0.1‑0.4份、注入自修复活性成分的玻璃纤维管18‑25份。该材料对桥梁裂缝修复效果好、耐久性佳、抗压强度和粘结抗拉强度高。

Description

一种自修复桥梁裂缝的复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种自修复桥梁裂缝的复合材料及其制备方法。
背景技术
桥梁作为公路网的重要连接通道，一般交通流量一直很大，尤其是超载重车多，路面桥面均出现了不同程度的病害。尤其是由硅酸盐混凝土制成的传统桥梁在使用过程中容易出现碱骨料反应产生膨胀应力使自身胀裂、水化热过高产生内应力造成裂缝以及在使用期间超高载荷下产生裂缝等病害。这些病害的产生对桥梁使用安全性造成严重影响，对其进行修复势在必行。
传统的桥梁裂缝修复采用机械方法，该方法不但成本高，而且施工难度大，对梁桥本身也增加了负担，从而影响桥梁使用寿命。当前对桥梁裂缝的修复包括用普通砂浆抹面、环氧树脂、聚氨酯和普通裂缝灌浆修补材料填缝。然而，普通的水泥砂浆不仅自身易开裂，而且保水性差，与基层粘结强度低，抹面施工后很易脱落，导致修补失败，同时其流动性差，也不可能渗入细微裂缝中。环氧树脂和聚氨酯与裂缝壁的粘结能力较差，其本身耐老化性也不好，修补效果依然较差；普通裂缝灌浆修补材料由于其材料组分方面的不足，使得其性能稳定性不足，制备成本较高。
为了解决上述问题，中国发明专利CN106630926B公开了一种自修复桥梁裂缝的复合材料，该材料主要原料为：硅酸盐水泥、柠檬酸钠、玄武岩纤维、MC120固化剂粉末、四乙烯五胺固化剂、石英砂、苯甲酸钠、磷酸盐、硫磺、氯氧化锂份和环氧树脂；该复合材料能够外涂修补宏观和微观裂缝和内掺预防微观裂缝，有效抑制和修补混凝土早期和后期出现的微裂缝和宏观裂缝，大幅度提高混凝土的耐久性。但是该材料必须和配套的铺装装置配合使用，成本高，施工也不方便。
因此，开发一种对桥梁裂缝修复效果好、耐久性佳、抗压强度和粘结抗拉强度高的自修复桥梁裂缝的复合材料及其制备方法符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进桥梁裂缝修复技术的发展具有非常重要的意义。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种对桥梁裂缝修复效果好、耐久性佳、抗压强度和粘结抗拉强度高的自修复桥梁裂缝的复合材料及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种自修复桥梁裂缝的复合材料，是由如下按重量份计的各组分组成：硅酸盐水泥65-75份、火山灰15-25份、硅酸钠2-4份、蒙脱土5-8份、环氧基超支化聚硼硅氧烷8-15份、含氨基的超支化聚氨酯4-6份、水合硅酸铝纳米纤维6-10份、甜菜碱2-5份、四羟甲基甘脲0.5-1份、四羟甲基硫酸磷0.1-0.4份、注入自修复活性成分的玻璃纤维管18-25份。
优选的，所述硅酸盐水泥为普通硅酸盐水泥P.O 42.5R。
优选的，所述火山灰的粒径为0.01-2mm。
优选的，所述蒙脱土的粒径为1000-1500目。
优选的，所述环氧基超支化聚硼硅氧烷的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述环氧基超支化聚硼硅氧烷是按中国发明专利文献CN107868252B中实施例1的方法制成。
优选的，所述含氨基的超支化聚氨酯的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述含氨基的超支化聚氨酯按中国发明专利文献CN201510141212.6中实施例1的方法制成。
优选的，所述水合硅酸铝纳米纤维的内径为10-20nm，外径为40-70nm，长度为200-1000nm。
优选的，所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管中自修复活性成分包括如下按重量份计各组分：咪唑盐离子液体30-40份、生石灰5-10份、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷1-3份。
优选的，所述咪唑盐离子液体为1-丁基-2,3-二甲基咪唑氯盐、1-己基-2,3-二甲基咪唑氯盐、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐中的至少一种。
优选的，所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将废弃玻璃进行粉碎、加热，得到玻璃液；
步骤S2、将玻璃液注入模具中，制得一端密封一端敞开的玻璃纤维管，在玻璃纤维管内注入自修复活性成分，然后将得到的玻璃纤维管进行热压封端。
优选的，所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管的外径为2-3mm，长度为8-12cm，壁厚为0.3-0.5mm。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述自修复桥梁裂缝的复合材料的制备方法，包括如下步骤：将硅酸盐水泥、火山灰、硅酸钠、蒙脱土、环氧基超支化聚硼硅氧烷、含氨基的超支化聚氨酯、水合硅酸铝纳米纤维、甜菜碱、四羟甲基甘脲、四羟甲基硫酸磷、注入自修复活性成分的玻璃纤维管按重量份混合搅拌均匀后得到混合物料，加入水继续搅拌均匀，得到自修复桥梁裂缝的复合材料。
优选的，所述水、硅酸盐水泥的质量比为(45-55):100。
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明公开的自修复桥梁裂缝的复合材料的制备方法，工艺简单，操作方便，制备效率和成品合格率高，对设备依赖性小，便于实现，适于连续规模化生产。
(2)本发明公开的自修复桥梁裂缝的复合材料，是由如下按重量份计的各组分组成：硅酸盐水泥65-75份、火山灰15-25份、硅酸钠2-4份、蒙脱土5-8份、环氧基超支化聚硼硅氧烷8-15份、含氨基的超支化聚氨酯4-6份、水合硅酸铝纳米纤维6-10份、甜菜碱2-5份、四羟甲基甘脲0.5-1份、四羟甲基硫酸磷0.1-0.4份、注入自修复活性成分的玻璃纤维管18-25份。通过各组分之间的相互配合共同作用，使得制成的复合材料对桥梁裂缝修复效果好、耐久性佳、抗压强度和粘结抗拉强度高。
(3)本发明公开的自修复桥梁裂缝的复合材料，注入自修复活性成分的玻璃纤维管均匀分布在复合材料中；复合材料在使用过程中，若桥梁出现细微的裂缝，裂缝使玻璃纤维管断裂，自修复活性成分外露与其它组分发生化学反应形成不溶物沉积在裂缝中，起到裂缝修复作用；这些化学反应使得在裂缝中形成互穿网络结构，进一步改善修复效果和耐用性。各组分配合作用，使得制成的复合材料能够外涂修补宏观和微观裂缝和内掺预防微观裂缝，有效抑制和修补混凝土早期和后期出现的微裂缝和宏观裂缝，大幅度提高混凝土的耐久性。
(4)本发明公开的自修复桥梁裂缝的复合材料，蒙脱土的加入能起到膨胀填缝作用；水合硅酸铝纳米纤维与其它组分相容性好，能起到增强和抗裂作用，进而提高耐久性；硅酸钠、环氧基超支化聚硼硅氧烷、含氨基的超支化聚氨酯、四羟甲基甘脲和四羟甲基硫酸磷的加入能协同作用，起到固化和交联的效果，提升不同体系材料的兼容性，改善自修复效果，提高粘结性能和机械力学性能，有效延长使用寿命。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明产品作进一步详细的说明。
本发明各实施例中所述环氧基超支化聚硼硅氧烷是按中国发明专利文献CN107868252B中实施例1的方法制成；所述含氨基的超支化聚氨酯按中国发明专利文献CN201510141212.6中实施例1的方法制成。
实施例1
一种自修复桥梁裂缝的复合材料，是由如下按重量份计的各组分组成：硅酸盐水泥65份、火山灰15份、硅酸钠2份、蒙脱土5份、环氧基超支化聚硼硅氧烷8份、含氨基的超支化聚氨酯4份、水合硅酸铝纳米纤维6份、甜菜碱2份、四羟甲基甘脲0.5份、四羟甲基硫酸磷0.1份、注入自修复活性成分的玻璃纤维管18份。
所述硅酸盐水泥为普通硅酸盐水泥P.O 42.5R；所述火山灰的粒径为0.05mm；所述蒙脱土的粒径为1000目；所述水合硅酸铝纳米纤维的内径为10nm，外径为40nm，长度为200nm。
所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管中自修复活性成分包括如下按重量份计各组分：咪唑盐离子液体30份、生石灰5份、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷1份；所述咪唑盐离子液体为1-丁基-2,3-二甲基咪唑氯盐。
所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将废弃玻璃进行粉碎、加热，得到玻璃液；
步骤S2、将玻璃液注入模具中，制得一端密封一端敞开的玻璃纤维管，在玻璃纤维管内注入自修复活性成分，然后将得到的玻璃纤维管进行热压封端。
所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管的外径为2mm，长度为8cm，壁厚为0.3mm。
一种所述自修复桥梁裂缝的复合材料的制备方法，包括如下步骤：将硅酸盐水泥、火山灰、硅酸钠、蒙脱土、环氧基超支化聚硼硅氧烷、含氨基的超支化聚氨酯、水合硅酸铝纳米纤维、甜菜碱、四羟甲基甘脲、四羟甲基硫酸磷、注入自修复活性成分的玻璃纤维管按重量份混合搅拌均匀后得到混合物料，加入水继续搅拌均匀，得到自修复桥梁裂缝的复合材料；所述水、硅酸盐水泥的质量比为55:100。
实施例2
一种自修复桥梁裂缝的复合材料，是由如下按重量份计的各组分组成：硅酸盐水泥68份、火山灰17份、硅酸钠2.5份、蒙脱土6份、环氧基超支化聚硼硅氧烷10份、含氨基的超支化聚氨酯4.5份、水合硅酸铝纳米纤维7份、甜菜碱3份、四羟甲基甘脲0.7份、四羟甲基硫酸磷0.2份、注入自修复活性成分的玻璃纤维管21份。
所述硅酸盐水泥为普通硅酸盐水泥P.O 42.5R；所述火山灰的粒径为0.8mm；所述蒙脱土的粒径为1200目；所述水合硅酸铝纳米纤维的内径为13nm，外径为50nm，长度为400nm。
所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管中自修复活性成分包括如下按重量份计各组分：咪唑盐离子液体33份、生石灰6份、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷1.5份；所述咪唑盐离子液体为1-己基-2,3-二甲基咪唑氯盐。
所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将废弃玻璃进行粉碎、加热，得到玻璃液；
步骤S2、将玻璃液注入模具中，制得一端密封一端敞开的玻璃纤维管，在玻璃纤维管内注入自修复活性成分，然后将得到的玻璃纤维管进行热压封端。
所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管的外径为2.2mm，长度为9cm，壁厚为0.35mm。
一种所述自修复桥梁裂缝的复合材料的制备方法，包括如下步骤：将硅酸盐水泥、火山灰、硅酸钠、蒙脱土、环氧基超支化聚硼硅氧烷、含氨基的超支化聚氨酯、水合硅酸铝纳米纤维、甜菜碱、四羟甲基甘脲、四羟甲基硫酸磷、注入自修复活性成分的玻璃纤维管按重量份混合搅拌均匀后得到混合物料，加入水继续搅拌均匀，得到自修复桥梁裂缝的复合材料；所述水、硅酸盐水泥的质量比为50:100。
实施例3
一种自修复桥梁裂缝的复合材料，是由如下按重量份计的各组分组成：硅酸盐水泥70份、火山灰20份、硅酸钠3份、蒙脱土6.5份、环氧基超支化聚硼硅氧烷12份、含氨基的超支化聚氨酯5份、水合硅酸铝纳米纤维8份、甜菜碱3.5份、四羟甲基甘脲0.7份、四羟甲基硫酸磷0.25份、注入自修复活性成分的玻璃纤维管22份。
所述硅酸盐水泥为普通硅酸盐水泥P.O 42.5R；所述火山灰的粒径为1.2mm；所述蒙脱土的粒径为1300目；所述水合硅酸铝纳米纤维的内径为15nm，外径为55nm，长度为700nm。
所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管中自修复活性成分包括如下按重量份计各组分：咪唑盐离子液体35份、生石灰7.5份、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷2份；所述咪唑盐离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑氯盐。
所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将废弃玻璃进行粉碎、加热，得到玻璃液；
步骤S2、将玻璃液注入模具中，制得一端密封一端敞开的玻璃纤维管，在玻璃纤维管内注入自修复活性成分，然后将得到的玻璃纤维管进行热压封端。
所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管的外径为2.5mm，长度为10cm，壁厚为0.4mm。
一种所述自修复桥梁裂缝的复合材料的制备方法，包括如下步骤：将硅酸盐水泥、火山灰、硅酸钠、蒙脱土、环氧基超支化聚硼硅氧烷、含氨基的超支化聚氨酯、水合硅酸铝纳米纤维、甜菜碱、四羟甲基甘脲、四羟甲基硫酸磷、注入自修复活性成分的玻璃纤维管按重量份混合搅拌均匀后得到混合物料，加入水继续搅拌均匀，得到自修复桥梁裂缝的复合材料；所述水、硅酸盐水泥的质量比为50:100。
实施例4
一种自修复桥梁裂缝的复合材料，是由如下按重量份计的各组分组成：硅酸盐水泥73份、火山灰23份、硅酸钠3.5份、蒙脱土7.5份、环氧基超支化聚硼硅氧烷13份、含氨基的超支化聚氨酯5.5份、水合硅酸铝纳米纤维9.5份、甜菜碱4.5份、四羟甲基甘脲0.9份、四羟甲基硫酸磷0.35份、注入自修复活性成分的玻璃纤维管23份。
所述硅酸盐水泥为普通硅酸盐水泥P.O 42.5R；所述火山灰的粒径为1.6mm；所述蒙脱土的粒径为1400目；所述水合硅酸铝纳米纤维的内径为18nm，外径为65nm，长度为900nm。
所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管中自修复活性成分包括如下按重量份计各组分：咪唑盐离子液体38份、生石灰9份、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷2.5份；所述咪唑盐离子液体为1-丁基-2,3-二甲基咪唑氯盐、1-己基-2,3-二甲基咪唑氯盐、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐按质量比1:3:2混合形成的混合物。
所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将废弃玻璃进行粉碎、加热，得到玻璃液；
步骤S2、将玻璃液注入模具中，制得一端密封一端敞开的玻璃纤维管，在玻璃纤维管内注入自修复活性成分，然后将得到的玻璃纤维管进行热压封端。
所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管的外径为2.8mm，长度为11cm，壁厚为0.45mm。
一种所述自修复桥梁裂缝的复合材料的制备方法，包括如下步骤：将硅酸盐水泥、火山灰、硅酸钠、蒙脱土、环氧基超支化聚硼硅氧烷、含氨基的超支化聚氨酯、水合硅酸铝纳米纤维、甜菜碱、四羟甲基甘脲、四羟甲基硫酸磷、注入自修复活性成分的玻璃纤维管按重量份混合搅拌均匀后得到混合物料，加入水继续搅拌均匀，得到自修复桥梁裂缝的复合材料；所述水、硅酸盐水泥的质量比为48:100。
实施例5
一种自修复桥梁裂缝的复合材料，是由如下按重量份计的各组分组成：硅酸盐水泥65-75份、火山灰25份、硅酸钠4份、蒙脱土8份、环氧基超支化聚硼硅氧烷15份、含氨基的超支化聚氨酯6份、水合硅酸铝纳米纤维10份、甜菜5份、四羟甲基甘脲1份、四羟甲基硫酸磷0.4份、注入自修复活性成分的玻璃纤维管25份。
所述硅酸盐水泥为普通硅酸盐水泥P.O 42.5R；所述火山灰的粒径为2mm；所述蒙脱土的粒径为1500目；所述水合硅酸铝纳米纤维的内径为20nm，外径为70nm，长度为1000nm。
所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管中自修复活性成分包括如下按重量份计各组分：咪唑盐离子液体40份、生石灰10份、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷3份；所述咪唑盐离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑氯盐。
所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将废弃玻璃进行粉碎、加热，得到玻璃液；
步骤S2、将玻璃液注入模具中，制得一端密封一端敞开的玻璃纤维管，在玻璃纤维管内注入自修复活性成分，然后将得到的玻璃纤维管进行热压封端。
所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管的外径为3mm，长度为12cm，壁厚为0.5mm。
一种所述自修复桥梁裂缝的复合材料的制备方法，包括如下步骤：将硅酸盐水泥、火山灰、硅酸钠、蒙脱土、环氧基超支化聚硼硅氧烷、含氨基的超支化聚氨酯、水合硅酸铝纳米纤维、甜菜碱、四羟甲基甘脲、四羟甲基硫酸磷、注入自修复活性成分的玻璃纤维管按重量份混合搅拌均匀后得到混合物料，加入水继续搅拌均匀，得到自修复桥梁裂缝的复合材料；所述水、硅酸盐水泥的质量比为45:100。
对比例1
一种自修复桥梁裂缝的复合材料，其与实施例1基本相同，不同的是，没有添加环氧基超支化聚硼硅氧烷和四羟甲基甘脲。
对比例2
一种自修复桥梁裂缝的复合材料，其与实施例1基本相同，不同的是，没有添加四羟甲基硫酸磷和咪唑盐离子液体。
为了进一步说明本发明各实施例产品取得的预期不到的积极技术效果，对各例制成的自修复桥梁裂缝的复合材料进行相关性能测试，测试结果见表1，测试方法参考我国现行相应国标，其中修复效果和修复后保持时间测试方法具体如下：选取某一高速公路桥梁开裂的混凝土墩台进行修复，该墩台有多条0.3-0.6mm的裂缝。修复后24h采用压水检验法检测修复效果，并于6年内，每个月检查墩台的开裂情况。
表1
项目 修复效果 修复后保持时间 粘结抗拉强度(MPa) 28d抗压强度(MPa)
实施例1 无漏水 6年内无开裂 4.2 44.8
实施例2 无漏水 6年内无开裂 4.4 45.3
实施例3 无漏水 6年内无开裂 4.7 45.9
实施例4 无漏水 6年内无开裂 4.9 46.3
实施例5 无漏水 6年内无开裂 5.0 46.8
对比例1 漏水 3.5年明显开裂 3.2 40.5
对比例2 漏水 4年明显开裂 3.7 43.3
从表1可以看出，本发明实施例公开的自修复桥梁裂缝的复合材料，与对比例产品相比，具有更优异的修复效果和耐久性，且粘结性能和抗压强度更佳。环氧基超支化聚硼硅氧烷、四羟甲基甘脲、四羟甲基硫酸磷和咪唑盐离子液体的加入对改善上述性能均有益。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自修复桥梁裂缝的复合材料，其特征在于，是由如下按重量份计的各组分组成：硅酸盐水泥65-75份、火山灰15-25份、硅酸钠2-4份、蒙脱土5-8份、环氧基超支化聚硼硅氧烷8-15份、含氨基的超支化聚氨酯4-6份、水合硅酸铝纳米纤维6-10份、甜菜碱2-5份、四羟甲基甘脲0.5-1份、四羟甲基硫酸磷0.1-0.4份、注入自修复活性成分的玻璃纤维管18-25份。
2.如权利要求1所述的自修复桥梁裂缝的复合材料，其特征在于，所述硅酸盐水泥为普通硅酸盐水泥P.O 42.5R。
3.如权利要求1所述的自修复桥梁裂缝的复合材料，其特征在于，所述火山灰的粒径为0.01-2mm；所述蒙脱土的粒径为1000-1500目。
4.如权利要求1所述的自修复桥梁裂缝的复合材料，其特征在于，所述水合硅酸铝纳米纤维的内径为10-20nm，外径为40-70nm，长度为200-1000nm。
5.如权利要求1所述的自修复桥梁裂缝的复合材料，其特征在于，所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管中自修复活性成分包括如下按重量份计各组分：咪唑盐离子液体30-40份、生石灰5-10份、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷1-3份。
6.如权利要求5所述的自修复桥梁裂缝的复合材料，其特征在于，所述咪唑盐离子液体为1-丁基-2,3-二甲基咪唑氯盐、1-己基-2,3-二甲基咪唑氯盐、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐中的至少一种。
7.如权利要求1所述的自修复桥梁裂缝的复合材料，其特征在于，所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将废弃玻璃进行粉碎、加热，得到玻璃液；
步骤S2、将玻璃液注入模具中，制得一端密封一端敞开的玻璃纤维管，在玻璃纤维管内注入自修复活性成分，然后将得到的玻璃纤维管进行热压封端。
8.如权利要求7所述的自修复桥梁裂缝的复合材料，其特征在于，所述注入自修复活性成分的玻璃纤维管的外径为2-3mm，长度为8-12cm，壁厚为0.3-0.5mm。
9.一种如权利要求1-8任一项所述自修复桥梁裂缝的复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将硅酸盐水泥、火山灰、硅酸钠、蒙脱土、环氧基超支化聚硼硅氧烷、含氨基的超支化聚氨酯、水合硅酸铝纳米纤维、甜菜碱、四羟甲基甘脲、四羟甲基硫酸磷、注入自修复活性成分的玻璃纤维管按重量份混合搅拌均匀后得到混合物料，加入水继续搅拌均匀，得到自修复桥梁裂缝的复合材料。
10.如权利要求9所述的自修复桥梁裂缝的复合材料的制备方法，其特征在于，所述水、硅酸盐水泥的质量比为(45-55):100。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117945690A (zh) * 2024-03-25 2024-04-30 山东同盛建材有限公司 一种聚羧酸高性能减水剂

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002047037A (ja) * 2000-07-31 2002-02-12 Kashiwagi Kosan:Kk ガラス繊維補強セメント複合体に用いる混和材
JP2010254556A (ja) * 2009-03-30 2010-11-11 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd ひび割れ自己修復コンクリート材料及び当該コンクリート材料を使用した、コンクリートのひび割れ自己修復方法
WO2013123181A1 (en) * 2012-02-14 2013-08-22 Gobasalt Llc Concrete compositions and methods of making
CN106630926A (zh) * 2016-12-28 2017-05-10 鲁东大学 一种自修复桥梁裂缝的复合材料及其制备方法
CN107868252A (zh) * 2017-11-24 2018-04-03 泉州师范学院 一种含官能团的超支化聚硼硅氧烷及其制备方法
CN109336525A (zh) * 2018-09-26 2019-02-15 冯丽霞 一种具有自修复效果的桥梁裂缝修复材料及其制备方法
KR102195453B1 (ko) * 2020-03-06 2020-12-29 주식회사 에코이앤씨 방수성능 및 내구성이 향상된 콘크리트 구조물용 균열 보수제 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 균열 보수 공법
CN112358252A (zh) * 2020-11-11 2021-02-12 广州市广丰混凝土有限公司 一种抗冻开裂混凝土及制备方法
US20220135490A1 (en) * 2019-07-18 2022-05-05 South China University Of Technology Crack self-healing agent for cement-based materials capable of binding corrosive ions in seawater, and preparation method thereof
CN115010440A (zh) * 2022-07-08 2022-09-06 中建西部建设北方有限公司 一种抗裂自修复混凝土及其制备方法
CN115196982A (zh) * 2022-08-05 2022-10-18 江苏华跃特种设备有限公司 一种锅炉内衬保温材料及其制备方法
KR20230020622A (ko) * 2021-08-03 2023-02-13 전남대학교산학협력단 균열자기치유 기능성 복합재료조성물, 상기 조성물 제조방법 및 상기 조성물을 이용한 고내구성 콘크리트응용제품

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002047037A (ja) * 2000-07-31 2002-02-12 Kashiwagi Kosan:Kk ガラス繊維補強セメント複合体に用いる混和材
JP2010254556A (ja) * 2009-03-30 2010-11-11 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd ひび割れ自己修復コンクリート材料及び当該コンクリート材料を使用した、コンクリートのひび割れ自己修復方法
WO2013123181A1 (en) * 2012-02-14 2013-08-22 Gobasalt Llc Concrete compositions and methods of making
CN106630926A (zh) * 2016-12-28 2017-05-10 鲁东大学 一种自修复桥梁裂缝的复合材料及其制备方法
CN107868252A (zh) * 2017-11-24 2018-04-03 泉州师范学院 一种含官能团的超支化聚硼硅氧烷及其制备方法
CN109336525A (zh) * 2018-09-26 2019-02-15 冯丽霞 一种具有自修复效果的桥梁裂缝修复材料及其制备方法
US20220135490A1 (en) * 2019-07-18 2022-05-05 South China University Of Technology Crack self-healing agent for cement-based materials capable of binding corrosive ions in seawater, and preparation method thereof
KR102195453B1 (ko) * 2020-03-06 2020-12-29 주식회사 에코이앤씨 방수성능 및 내구성이 향상된 콘크리트 구조물용 균열 보수제 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 균열 보수 공법
CN112358252A (zh) * 2020-11-11 2021-02-12 广州市广丰混凝土有限公司 一种抗冻开裂混凝土及制备方法
KR20230020622A (ko) * 2021-08-03 2023-02-13 전남대학교산학협력단 균열자기치유 기능성 복합재료조성물, 상기 조성물 제조방법 및 상기 조성물을 이용한 고내구성 콘크리트응용제품
CN115010440A (zh) * 2022-07-08 2022-09-06 中建西部建设北方有限公司 一种抗裂自修复混凝土及其制备方法
CN115196982A (zh) * 2022-08-05 2022-10-18 江苏华跃特种设备有限公司 一种锅炉内衬保温材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈景;兰聪;甘戈金;祝云;: "自修复混凝土材料的研究与发展", 商品混凝土, no. 1, pages 58 - 60 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117945690A (zh) * 2024-03-25 2024-04-30 山东同盛建材有限公司 一种聚羧酸高性能减水剂
CN117945690B (zh) * 2024-03-25 2024-05-28 山东同盛建材有限公司 一种聚羧酸高性能减水剂

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