1.本发明属于工程材料技术领域，具体涉及一种低收缩工程修补材料及其制备方法。
背景技术：2.多年以来，我国基础设施建设经历了发展建设的高峰期，目前桥梁、隧道、大坝及市政等工业与民用建筑的增量也已逐渐趋于平稳，大量基础设施已逐步进入到维修养护阶段，各类工程结构由于服役过程中的动静态荷载、钢筋锈蚀、外界环境变化等因素的综合作用，造成了混凝土材料出现开裂、坑槽、边角脱落等局部破损甚至破坏的情况，严重影响了工程的结构安全性及服役耐久性，增加了工程事故发生的概率，造成了巨大的经济损失和人员伤亡。因此，对于工程修补材料的创新与发展存在着重要的实际意义。
3.目前，常用的修补材料可分为有机类修补材料、无机类修补材料、有机-无机复合类修补材料。其中，有机修补材料是指高分子聚合物类修补材料，具有粘结强度高、变形性能好的技术优势，但同时也存在耐温性能差、易老化、强度不足、成本偏高的局限性；无机类修补材料主要为水泥砂浆类材料，具有凝结硬化速度快、强度高的特点，在各类建筑结构中应用广泛，然而也水泥基材料与修补界面间的粘接强度不足、脆性强、易开裂的特点，在修补强度要求高、服役环境严酷的工程位置难以达到有效修补的要求；而通过采用有机-无机复合的技术手段制备的修补材料则既具备水泥基材料的力学性能与耐久性，并具备有机材料优异的界面粘接性能与变形能力，然而常用的有机改性剂均为乳化类材料，如丙烯酸酯乳液、苯丙乳液、水性环氧树脂乳液等，在掺量较低的情况下对水泥基材料的性能改善不明显，而在掺量提高后，则由于乳液在水泥基材料胶结硬化过程中破乳失水，易导致修补材料出现较为明显的收缩，而修补材料一旦发生收缩，将会导致修补界面开裂，彻底失去修补效果，使复合修补材料的性能优势难以发挥。
4.针对上述问题，本发明提出利用水泥、乳化沥青、水性环氧树脂、有机改性蒙脱土为主要组成的复合修补胶浆体系，并通过对蒙脱石层状结构的吸水行为改性与外加剂对胶浆凝结硬化行为的调控的技术思路，使蒙脱石层状结构的吸/释水行为与水泥、乳化沥青、水性环氧树脂的胶结硬化过程协调，实现蒙脱石在胶结硬化早期吸水膨胀，抵消由于破乳产生的干燥收缩，并在结构硬化后释水对水泥基材料内部形成内养护效应，进一步降低收缩，制备出强度高、耐久性好、界面粘接强度高、变形能力强且体积稳定性优异的复合工程修补材料。
技术实现要素：5.本发明所要解决的是有机-无机复合工程修补材料体积稳定性不足的技术问题，提出一种低收缩工程修补材料及其制备方法。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低收缩工程修补材料，其原料中各组分质量比为，水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆：细集料：有机纳米蒙脱
土：减水剂：消泡剂：缓凝剂：水＝100:(160～200):(4～6):(0.3～0.6):(0.0003～0.0006):(0～0.5):(5～10)；所述水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆由水泥、乳化沥青、环氧树脂、固化剂按质量比100:(50～80):(6～10):(6～10)制备而成。
7.进一步地，所述水泥为42.5、52.5快硬性硫铝酸盐水泥中的一种。
8.进一步地，所述乳化沥青为阴离子高粘乳化沥青。
9.进一步地，所述环氧树脂为e51型环氧树脂。
10.进一步地，所述固化剂为非离子自乳化型固化剂。
11.进一步地，所述有机纳米蒙脱土是粒径为20～50nm的纳米蒙脱土经过有机化插层处理后获得的，所采用的插层剂为十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵中的一种。
12.进一步地，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述消泡剂为聚醚型消泡剂，所述缓凝剂为分析纯硼酸、葡萄糖酸钠中的一种。
13.进一步地，所述细集料为超细多孔页岩陶粒与石英砂按质量比100:(0～150)混合而成，其中石英砂最大公称粒径4.75mm；超细多孔页岩陶粒粒径范围为40～60目、60～80目、80～100目中的一种或几种的混合。
14.进一步地，所述低收缩工程修补材料，凝结时间：初凝时间≥30min、终凝时间≤90min；界面拉拔强度≥0.7mpa；56d收缩率≤0.2％。
15.进一步地，所述低收缩工程修补材料，抗压强度：5h/≥5mpa、1d/≥12mpa、28d/≥20mpa；28d抗折强度≥4mpa。
16.本发明还提供了上述低收缩工程修补材料的制备包括如下步骤：
17.(1)有机纳米蒙脱土(ommt)的制备
18.首先将纳米蒙脱土(mmt)分散在去离子水中，待蒙脱土分散均匀后，将蒙脱土分散液加热至40～50℃，加入插层剂，以300～350r/min的速度搅拌3～4h，然后固液分离，将固体沉淀洗涤、干燥、研磨后得到有机纳米蒙脱土；
19.(2)水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆的制备
20.按配比称量水泥、乳化沥青、环氧树脂、固化剂，将环氧树脂和固化剂混合搅拌60～80s，形成水性环氧树脂乳液，备用；将乳化沥青和水泥混合搅拌30～50s后，然后向其中加入上述水性环氧树脂乳液，搅拌60～90s，得到水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆；
21.(3)复合基础胶浆与集料、外加剂、有机纳米蒙脱土拌合
22.按配比称量水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆、细集料、有机纳米蒙脱土、外加剂、水，外加剂包括减水剂、消泡剂、以及不为0时的缓凝剂；称量后将水按等质量比分2份，将外加剂溶于1份水中，制成外加剂溶液备用；将有机纳米蒙脱土加入另1份水中，并超声搅拌30～40min，制成有机纳米蒙脱土料浆备用；将细集料搅拌20～40s，加入水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆搅拌，然后加入外加剂溶液及有机纳米蒙脱土料浆，持续搅拌90～120s，得到有机纳米蒙脱土-水泥-乳化沥青-水性环氧树脂四元复合低收缩工程修补材料。
23.进一步地，所述步骤(1)中纳米蒙脱土在去离子水中分散后浓度为40～50g/l；插层剂的用量为100～120mmol/100g蒙脱土，插层剂配制成溶液后使用。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
25.1.本发明的材料体系中，有机纳米蒙脱土、水泥、环氧树脂、乳化沥青四者均匀混合分散，在本发明的比例之下，水泥颗粒既吸附乳化沥青形成结构沥青，又与水性环氧树脂发生化学键合，起到连接介质作用，使之形成沥青网络与环氧树脂网络依靠水泥连接的互穿网络结构。
26.2.在本发明形成的互穿网络结构中，有机纳米蒙脱土均匀分布于胶浆体系的毛细孔、凝胶孔中，在胶结硬化早期，凝胶结构强度不足，乳化沥青与水性环氧树脂乳液中的水分迁移与蒸发，导致毛细孔出现收缩趋势，与此同时，纳米蒙脱土利用层间的阳离子交换吸水并发生体积膨胀的特点，阻止水分迁移，抵消毛细孔收缩压力，降低早期收缩，在水泥充分水化、环氧树脂固化反应完全后，体系结构强度较高后，纳米蒙脱土在水泥基材料中起到纳米填充的作用，提高了材料结构的密实性，从而使强度与耐久性提升；同时，该结构中沥青为连续相，使修补材料具良好的柔韧性，在外界动力效应下可与修补的工程结构协调变形；环氧树脂为改性相，形成网络穿插于沥青中，提高了修补材料的高温稳定性和与界面的粘结强度；水泥作为连接介质提高了材料的匀质性，克服了环氧树脂(极性)与沥青(非极性)相容性差分层离析的问题，同时提高了材料的强度。
27.3.本发明中的陶粒细集料由于具有多孔的结构，在拌合后的修补材料体系中，可分散吸收掉乳化沥青、水性环氧树脂破乳所产生的水分，与有机纳米蒙脱土协同，阻止了水分在修补材料中的大范围迁移，同时吸水后的超细多孔陶粒在后期缓慢释水，起到“内养护”效应，进一步降低了修补材料的收缩。
具体实施方式
28.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
29.实施例1：
30.一种低收缩工程修补材料，其原料中各组分质量比为，水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆：细集料：有机纳米蒙脱土：减水剂：消泡剂：缓凝剂：水＝100:180:4:0.4:0.0003:0.4:10；所述水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆由水泥、乳化沥青、环氧树脂、固化剂按质量比100:50:6:6制备而成。
31.所述水泥为52.5快硬性硫铝酸盐水泥；所述乳化沥青为阴离子高粘乳化沥青；所述环氧树脂为e51型环氧树脂；所述固化剂为非离子自乳化型固化剂。
32.所述减水剂为聚羧酸减水剂；所述消泡剂为聚醚型消泡剂；所述的缓凝剂为分析纯硼酸；所述细集料为超细多孔页岩陶粒与石英砂按质量比100:20混合而成，其中石英砂最大公称粒径4.75mm；超细多孔页岩陶粒粒径范围为80～100目。
33.上述低收缩工程修补材料，其制备包括如下步骤：
34.(1)有机纳米蒙脱土(ommt)的制备
35.首先将粒径为20～50nm的纳米蒙脱土(mmt)分散在去离子水中，形成50g/l的分散液，以300r/min的速度在常温下搅拌1h，待蒙脱土分散均匀后，将蒙脱土分散液倒入烧瓶中，在恒温水箱中于40℃下加热保温，待蒙脱土分散液达到40℃后，将插层剂配置成溶液，
缓慢加入烧瓶中，继续以300r/min的速度搅拌3h。搅拌完成后将烧瓶内产物抽滤，得到固体沉淀，将其反复洗涤、抽滤三次或以上，最后将滤得固体沉淀在110℃条件下充分干燥并研磨，之后用200目筛进行过筛，最终得到有机纳米蒙脱土。
36.所述的插层剂为十二烷基三甲基氯化铵，插层剂用量100mmol/100g蒙脱土，插层剂水溶液的浓度为0.1mol/l。
37.(2)水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆的制备
38.将水泥、乳化沥青、环氧树脂、固化剂按照上述质量比进行称量，之后将环氧树脂和固化剂加入搅拌锅中搅拌60s，形成均匀的乳白色水性环氧树脂乳液，倒出备用，将乳化沥青倒入搅拌锅中搅拌，同时加入水泥持续搅拌30s，然后在搅拌锅中缓慢倒入水性环氧树脂乳液，持续搅拌90s，得到拌合均匀稳定的水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆。
39.(3)复合基础胶浆与集料、外加剂、有机纳米蒙脱土拌合
40.首先将水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆、细集料、有机纳米蒙脱土、减水剂、消泡剂、缓凝剂、水按照上述质量比进行称量，称量后将水按等质量比分2份，将减水剂、消泡剂、缓凝剂溶于1份水中，制成外加剂溶液备用；将有机纳米蒙脱土加入另1份水中，并超声搅拌30min，制成有机纳米蒙脱土料浆备用；在搅拌锅中首先投入细集料，初步搅拌20s，之后加入水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆搅拌，然后加入外加剂溶液及有机纳米蒙脱土料浆，持续搅拌90s，最后，在保持搅拌的条件下，得到有机纳米蒙脱土-水泥-乳化沥青-水性环氧树脂四元复合低收缩工程修补材料。
41.表1实施例1所得四元复合低收缩工程修补材料的技术指标
[0042][0043]
实施例2：
[0044]
一种低收缩工程修补材料，其原料中各组分质量比为，水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆：细集料：有机纳米蒙脱土：减水剂：消泡剂：缓凝剂：水＝100:200:5:0.3:0.0003:0.1:5；所述水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆由水泥、乳化沥青、环氧树脂、固化剂按质量比100:80:10:10制备而成。
[0045]
所述水泥为42.5快硬性硫铝酸盐水泥；所述乳化沥青为阴离子高粘乳化沥青；所述环氧树脂为e51型环氧树脂；所述固化剂为非离子自乳化型固化剂。
[0046]
所述减水剂为聚羧酸减水剂；所述消泡剂为聚醚型消泡剂；所述的缓凝剂为葡萄
糖酸钠；所述细集料为超细多孔页岩陶粒与石英砂按质量比100:100混合而成，其中石英砂最大公称粒径4.75mm；超细多孔页岩陶粒粒径范围为60～80目、80～100目中的等质量混合。
[0047]
上述低收缩工程修补材料，其制备包括如下步骤：
[0048]
(1)有机纳米蒙脱土(ommt)的制备
[0049]
首先将粒径为20～50nm的纳米蒙脱土(mmt)分散在去离子水中，形成50g/l的分散液，以300r/min的速度在常温下搅拌2h，待蒙脱土分散均匀后，将蒙脱土分散液倒入烧瓶中，在恒温水箱中于45℃下加热保温。待蒙脱土分散液达到45℃后，将插层剂配置成溶液，缓慢加入烧瓶中，继续以300r/min的速度搅拌3.5h。搅拌完成后将烧瓶内产物抽滤，得到固体沉淀，将其反复洗涤、抽滤三次或以上，最后将滤得固体沉淀在110℃条件下充分干燥并研磨，之后用200目筛进行过筛，最终得到有机纳米蒙脱土。
[0050]
所述的插层剂为十八烷基三甲基氯化铵，插层剂用量100mmol/100g蒙脱土，插层剂水溶液的浓度为0.1mol/l。
[0051]
(2)水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆的制备
[0052]
将水泥、乳化沥青、环氧树脂、固化剂按照上述质量比进行称量，将环氧树脂和固化剂加入搅拌锅中搅拌60s，形成均匀的乳白色水性环氧树脂乳液，倒出备用，将乳化沥青倒入搅拌锅中搅拌，同时加入水泥持续搅拌50s，然后在搅拌锅中缓慢倒入水性环氧树脂乳液，持续搅拌80s，得到拌合均匀稳定的水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆。
[0053]
(3)复合基础胶浆与集料、外加剂、有机纳米蒙脱土拌合
[0054]
首先将水泥-乳化沥青-水性环氧树脂三元复合基础胶浆、细集料、有机纳米蒙脱土、减水剂、消泡剂、缓凝剂、水按上述质量比进行称量，称量后将水按等质量比分2份，将减水剂、消泡剂、缓凝剂溶于1份水中，制成外加剂溶液备用；将有机纳米蒙脱土加入另1份水中，并超声搅拌30min，制成有机纳米蒙脱土料浆备用；在搅拌锅中首先投入细集料，初步搅拌20s，之后加入水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆搅拌，然后加入外加剂溶液及有机纳米蒙脱土料浆，持续搅拌90s，最后，在保持搅拌的条件下，得到有机纳米蒙脱土-水泥-乳化沥青-水性环氧树脂四元复合低收缩工程修补材料。
[0055]
本实施例所得的有机纳米蒙脱土-水泥-乳化沥青-水性环氧树脂四元复合低收缩工程修补材料的技术指标如下：
[0056]
表2实施例2所得四元复合低收缩工程修补材料的技术指标
[0057][0058]
实施例3：
[0059]
一种低收缩工程修补材料，其原料中各组分质量比为，水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆：细集料：有机纳米蒙脱土：减水剂：消泡剂：缓凝剂：水＝100:160:6:0.6:0.0006:0.3:5所述水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆由水泥、乳化沥青、环氧树脂、固化剂按质量比100:50:10:10制备而成。
[0060]
所述水泥为42.5快硬性硫铝酸盐水泥；所述乳化沥青为阴离子高粘乳化沥青；所述环氧树脂为e51型环氧树脂；所述固化剂为非离子自乳化型固化剂。
[0061]
所述减水剂为聚羧酸减水剂；所述消泡剂为聚醚型消泡剂；所述的缓凝剂为分析纯硼酸；所述细集料为超细多孔页岩陶粒与石英砂按质量比100:150混合而成，其中石英砂最大公称粒径4.75mm；超细多孔页岩陶粒粒径范围为40～60目、60～80目、80～100目的等质量比混合。
[0062]
上述低收缩工程修补材料，其制备包括如下步骤：
[0063]
(1)有机纳米蒙脱土(ommt)的制备
[0064]
首先将粒径为20～50nm的纳米蒙脱土(mmt)分散在去离子水中，形成41.6g/l的分散液，以350r/min的速度在常温下搅拌2h，待蒙脱土分散均匀后，将蒙脱土分散液倒入烧瓶中，在恒温水箱中于40℃下加热保温。待蒙脱土分散液达到40℃后，将插层剂配置成溶液，缓慢加入烧瓶中，继续以300r/min的速度搅拌4h。搅拌完成后将烧瓶内产物抽滤，得到固体沉淀，将其反复洗涤、抽滤三次或以上，最后将滤得固体沉淀在110℃条件下充分干燥并研磨，之后用200目筛进行过筛，最终得到有机纳米蒙脱土。
[0065]
所述的插层剂为十八烷基三甲基氯化铵，插层剂用量120mmol/100g蒙脱土，插层剂水溶液的浓度为0.06mol/l。
[0066]
(2)水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆的制备
[0067]
将水泥、乳化沥青、环氧树脂、固化剂按照上述质量比进行称量，之后将环氧树脂和固化剂加入搅拌锅中搅拌60s，形成均匀的乳白色水性环氧树脂乳液，倒出备用，将乳化沥青倒入搅拌锅中搅拌，同时加入水泥持续搅拌50s，然后在搅拌锅中缓慢倒入水性环氧树脂乳液，持续搅拌90s，得到拌合均匀稳定的水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆。
[0068]
(3)复合基础胶浆与集料、外加剂、有机纳米蒙脱土拌合
[0069]
首先将水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆、细集料、有机纳米蒙脱土、减水剂、消泡剂、缓凝剂、水按照上述质量比进行称量，称量后将水按等质量比分2份，将减水剂、消泡剂、缓凝剂溶于1份水中，制成外加剂溶液备用；将有机纳米蒙脱土加入另1份水中，并超声搅拌30min，制成有机纳米蒙脱土料浆备用；在搅拌锅中首先投入细集料，初步搅拌20s，之后加入水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆搅拌，然后加入外加剂溶液及有机纳米蒙脱土料浆，持续搅拌120s，最后，在保持搅拌的条件下，得到有机纳米蒙脱土-水泥-乳化沥青-水性环氧树脂四元复合低收缩工程修补材料。
[0070]
本实施例所得的有机纳米蒙脱土-水泥-乳化沥青-水性环氧树脂四元复合低收缩工程修补材料的技术指标如下：
[0071]
表3实施例3所得四元复合低收缩工程修补材料的技术指标
[0072][0073]
实施例4：
[0074]
一种低收缩工程修补材料，其原料中各组分质量比为，水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆：细集料：有机纳米蒙脱土：减水剂：消泡剂：缓凝剂：水＝100:160:4:0.6:0.0006:0.5:10所述水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆由水泥、乳化沥青、环氧树脂、固化剂按质量比100:70:8:8制备而成。
[0075]
所述水泥为52.5快硬性硫铝酸盐水泥；所述乳化沥青为阴离子高粘乳化沥青；所述环氧树脂为e51型环氧树脂；所述固化剂为非离子自乳化型固化剂。
[0076]
所述减水剂为聚羧酸减水剂；所述消泡剂为聚醚型消泡剂；所述的缓凝剂为葡萄糖酸钠；所述细集料为超细多孔页岩陶粒与石英砂按质量比100:150混合而成，其中石英砂最大公称粒径4.75mm；超细多孔页岩陶粒粒径范围为40～60目。
[0077]
上述低收缩工程修补材料，其制备包括如下步骤：
[0078]
(1)有机纳米蒙脱土(ommt)的制备
[0079]
首先将粒径为20～50nm的纳米蒙脱土(mmt)分散在去离子水中，形成41.6g/l的分散液，以350r/min的速度在常温下搅拌1.5h，待蒙脱土分散均匀后，将蒙脱土分散液倒入烧瓶中，在恒温水箱中于45℃下加热保温。待蒙脱土分散液达到45℃后，将插层剂配置成溶液，缓慢加入烧瓶中，继续以300r/min的速度搅拌3h。搅拌完成后将烧瓶内产物抽滤，得到固体沉淀，将其反复洗涤、抽滤三次或以上，最后将滤得固体沉淀在110℃条件下充分干燥
并研磨，之后用200目筛进行过筛，最终得到有机纳米蒙脱土。
[0080]
所述的插层剂为十八烷基三甲基氯化铵，插层剂用量120mmol/100g蒙脱土，插层剂水溶液的浓度为0.06mol/l。
[0081]
(2)水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆的制备
[0082]
将水泥、乳化沥青、环氧树脂、固化剂按照上述质量比进行称量，之后将环氧树脂和固化剂加入搅拌锅中搅拌60s，形成均匀的乳白色水性环氧树脂乳液，倒出备用，将乳化沥青倒入搅拌锅中搅拌，同时加入水泥持续搅拌40s，然后在搅拌锅中缓慢倒入水性环氧树脂乳液，持续搅拌70s，得到拌合均匀稳定的水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆。
[0083]
(3)复合基础胶浆与集料、外加剂、有机纳米蒙脱土拌合
[0084]
首先将水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆、细集料、有机纳米蒙脱土、减水剂、消泡剂、缓凝剂、水按照上述质量比进行称量，称量后将水按等质量比分2份，将减水剂、消泡剂、缓凝剂溶于1份水中，制成外加剂溶液备用；将有机纳米蒙脱土加入另1份水中，并超声搅拌30min，制成有机纳米蒙脱土料浆备用；在搅拌锅中首先投入细集料，初步搅拌20s，之后加入水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆搅拌，然后加入外加剂溶液及有机纳米蒙脱土料浆，持续搅拌90s，最后，在保持搅拌的条件下，得到有机纳米蒙脱土-水泥-乳化沥青-水性环氧树脂四元复合低收缩工程修补材料。
[0085]
本实施例所得的有机纳米蒙脱土-水泥-乳化沥青-水性环氧树脂四元复合低收缩工程修补材料的技术指标如下：
[0086]
表4实施例4所得四元复合低收缩工程修补材料的技术指标
[0087][0088]
实施例5：
[0089]
一种低收缩工程修补材料，其原料中各组分质量比为，水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆：细集料：有机纳米蒙脱土：减水剂：消泡剂：缓凝剂：水＝100:200:5:0.4:0.0005:0:8所述水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆由水泥、乳化沥青、环氧树脂、固化剂按质量比100:60:9:9制备而成。
[0090]
所述水泥为52.5快硬性硫铝酸盐水泥中的一种；所述乳化沥青为阴离子高粘乳化沥青；所述环氧树脂为e51型环氧树脂；所述固化剂为非离子自乳化型固化剂。
[0091]
所述减水剂为聚羧酸减水剂；所述消泡剂为聚醚型消泡剂；所述细集料为超细多
孔页岩陶粒与石英砂按质量比100:10混合而成，其中石英砂最大公称粒径4.75mm；超细多孔页岩陶粒粒径范围为40～60目、60～80目的等质量比混合。
[0092]
上述低收缩工程修补材料，其制备包括如下步骤：
[0093]
(1)有机纳米蒙脱土(ommt)的制备
[0094]
首先将粒径为20～50nm的纳米蒙脱土(mmt)分散在去离子水中，形成50g/l的分散液，以300r/min的速度在常温下搅拌2h，待蒙脱土分散均匀后，将蒙脱土分散液倒入烧瓶中，在恒温水箱中于50℃下加热保温。待蒙脱土分散液达到50℃后，将插层剂配置成溶液，缓慢加入烧瓶中，继续以300r/min的速度搅拌4h。搅拌完成后将烧瓶内产物抽滤，得到固体沉淀，将其反复洗涤、抽滤三次或以上，最后将滤得固体沉淀在110℃条件下充分干燥并研磨，之后用200目筛进行过筛，最终得到有机纳米蒙脱土。
[0095]
所述的插层剂为十二烷基三甲基氯化铵，插层剂用量100mmol/100g蒙脱土，插层剂水溶液的浓度为0.06mol/l。
[0096]
(2)水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆的制备
[0097]
将水泥、乳化沥青、环氧树脂、固化剂按照上述质量比进行称量，之后将环氧树脂和固化剂加入搅拌锅中搅拌60s，形成均匀的乳白色水性环氧树脂乳液，倒出备用，将乳化沥青倒入搅拌锅中搅拌，同时加入水泥持续搅拌40s，然后在搅拌锅中缓慢倒入水性环氧树脂乳液，持续搅拌80s，得到拌合均匀稳定的水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆。
[0098]
(3)复合基础胶浆与集料、外加剂、有机纳米蒙脱土拌合
[0099]
首先将水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆、细集料、有机纳米蒙脱土、减水剂、消泡剂、水按照上述质量比进行称量，称量后将水按等质量比分2份，将减水剂、消泡剂、溶于1份水中，制成外加剂溶液备用；将有机纳米蒙脱土加入另1份水中，并超声搅拌30min，制成有机纳米蒙脱土料浆备用；在搅拌锅中首先投入细集料，初步搅拌20s，之后加入水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆搅拌，然后加入外加剂溶液及有机纳米蒙脱土料浆，持续搅拌100s，最后，在保持搅拌的条件下，得到有机纳米蒙脱土-水泥-乳化沥青-水性环氧树脂四元复合低收缩工程修补材料。
[0100]
本实施例所得的有机纳米蒙脱土-水泥-乳化沥青-水性环氧树脂四元复合低收缩工程修补材料的技术指标如下：
[0101]
表5实施例5所得四元复合低收缩工程修补材料的技术指标
[0102][0103]
上述实施例测试结果表明：按本发明制备方法所得到的一种有机纳米蒙脱土-水泥-乳化沥青-水性环氧树脂四元复合低收缩工程修补材料具有优异的体积稳定性，其收缩率小于等于0.1％，证明通过对蒙脱土进行插层设计后再对水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆进行改性处理以补偿其收缩的方法是可行且有效的。
[0104]
以上技术方案阐述了本发明的技术思路，不能以此限定本发明的保护范围，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上技术方案所作的任何改动及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
技术特征：1.一种低收缩工程修补材料，其特征在于：其原料中各组分质量比为，水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆：细集料：有机纳米蒙脱土：减水剂：消泡剂：缓凝剂：水＝100:(160～200):(4～6):(0.3～0.6):(0.0003～0.0006):(0～0.5):(5～10)；所述水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆由水泥、乳化沥青、环氧树脂、固化剂按质量比100:(50～80):(6～10):(6～10)制备而成。2.根据权利要求1所述的一种低收缩工程修补材料，其特征在于：所述水泥为42.5、52.5快硬性硫铝酸盐水泥中的一种。3.根据权利要求1所述的一种低收缩工程修补材料，其特征在于：所述乳化沥青为阴离子高粘乳化沥青；所述环氧树脂为e51型环氧树脂；所述固化剂为非离子自乳化型固化剂。4.根据权利要求1所述的一种低收缩工程修补材料，其特征在于：所述有机纳米蒙脱土是粒径为20～50nm的纳米蒙脱土经过有机化插层处理后获得的，所采用的插层剂为十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵中的一种。5.根据权利要求1所述的一种低收缩工程修补材料，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述消泡剂为聚醚型消泡剂，所述缓凝剂为分析纯硼酸、葡萄糖酸钠中的一种。6.根据权利要求1所述的一种低收缩工程修补材料，其特征在于：所述细集料为超细多孔页岩陶粒与石英砂按质量比100:(0～150)混合而成，其中石英砂最大公称粒径4.75mm；超细多孔页岩陶粒粒径范围为40～60目、60～80目、80～100目中的一种或几种的混合。7.根据权利要求1所述的一种低收缩工程修补材料，其特征在于：所述低收缩工程修补材料，凝结时间：初凝时间≥30min、终凝时间≤90min；界面拉拔强度≥0.7mpa；56d收缩率≤0.2％。8.根据权利要求1所述的一种低收缩工程修补材料，其特征在于：所述低收缩工程修补材料，抗压强度：5h/≥5mpa、1d/≥12mpa、28d/≥20mpa；28d抗折强度≥4mpa。9.根据权利要求1～8任意一项所述一种低收缩工程修补材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)有机纳米蒙脱土的制备首先将纳米蒙脱土分散在去离子水中，待蒙脱土分散均匀后，将蒙脱土分散液加热至40～50℃，加入插层剂，以300～350r/min的速度搅拌3～4h，然后固液分离，将固体沉淀洗涤、干燥、研磨后得到有机纳米蒙脱土；(2)水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆的制备按配比称量水泥、乳化沥青、环氧树脂、固化剂，将环氧树脂和固化剂混合搅拌60～80s，形成水性环氧树脂乳液，备用；将乳化沥青和水泥混合搅拌30～50s后，然后向其中加入上述水性环氧树脂乳液，搅拌60～90s，得到水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆；(3)复合基础胶浆与集料、外加剂、有机纳米蒙脱土拌合按配比称量水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆、细集料、有机纳米蒙脱土、外加剂、水，外加剂包括减水剂、消泡剂、以及不为0时的缓凝剂；称量后将水按等质量比分2份，将外加剂溶于1份水中，制成外加剂溶液备用；将有机纳米蒙脱土加入另1份水中，并超声搅拌30～40min，制成有机纳米蒙脱土料浆备用；将细集料搅拌20～40s，加入水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆搅拌，然后加入外加剂溶液及有机纳米蒙脱土料浆，持续
搅拌90～120s，得到有机纳米蒙脱土-水泥-乳化沥青-水性环氧树脂四元复合低收缩工程修补材料。10.根据权利要求9所述一种低收缩工程修补材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中纳米蒙脱土在去离子水中分散后浓度为40～50g/l；插层剂的用量为100～120mmol/100g蒙脱土，插层剂配制成溶液后使用。
技术总结本发明提供一种低收缩工程修补材料及其制备方法，所述修补材料其原料中各组分质量比为，水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆：细集料：有机纳米蒙脱土：减水剂：消泡剂：缓凝剂：水＝100:(160～200):(4～6):(0.3～0.6):(0.0003～0.0006):(0～0.5):(5～10)；所述水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合基础胶浆由水泥、乳化沥青、环氧树脂、固化剂按质量比100:(50～80):(6～10):(6～10)制备而成。本发明的修补材料以水泥-乳化沥青-水性环氧树脂复合胶浆为基础，采用有机纳米蒙脱土对复合体系进行改性，通过有机纳米蒙脱土的纳米尺寸效应、分子层间延迟吸水膨胀设计，提高复合胶浆力学性能，并有效降低复合材料体系在胶结硬化过程中的体积收缩，克服了水泥-沥青基复合修补材料由于体积稳定性不良而影响工程修补效果的技术问题。果的技术问题。
技术研发人员：赵明宇 李志强 丁庆军 王晴 吴丽梅 唐宁 朱玉雪 赵子瑞 史尧
受保护的技术使用者：沈阳建筑大学
技术研发日：2022.04.22
技术公布日：2022/7/5
