一种自愈式高性能组合增强材料及制备方法及海底防冲刷应用

本发明涉及海底防冲刷，尤其涉及一种自愈式高性能组合增强材料及制备方法及海底防冲刷应用。

背景技术：

1、如今在国家的大力扶持下，新能源产业迅速发展起来，如海上光伏发电、海上风电等。但海上风电建成后，桩基础改变了此区域原来的水动力条件，使得海洋结构物基础周围会在波浪以及海流的作用下会发生冲刷现象，过深的冲刷坑会使其承载力下降，从而对结构安全造成威胁。

2、由于海洋工程桩基础对防冲刷各方面的性能要求较高，传统防冲刷方法需要大量的原材料和不菲的维修成本来满足这些要求，这导致了传统防冲刷方法，如抛石、仿生水草等物理防护方法，施工成本高，土体自身强度并未改变，一旦上覆物被破坏，基础冲刷作用将会更加严重。

3、此外，从抗冲刷结果来看，传统防冲刷方法的稳定性差，抗冲刷效果不是很理想，况且在海底对于产生裂缝问题也无法得到合理的控制，设计使用年限不能得到根本保证。

4、综上，研制种自愈式高性能组合增强材料及制备方法及海底防冲刷应用，显得尤为重要。

技术实现思路

1、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

2、一种自愈式高性能组合增强材料，包括有水泥混凝土基料、磨粉细骨料和改性环氧树脂；

3、水泥混凝土基料的各组分按质量分数配比如下：水泥：30～34％；粉煤灰：53.5～65％；矿粉：5～10％；发泡剂：0.1～0.5％；减水剂：0.2～0.5％；抗分散剂：0.5～1.0％；粉煤灰增强固化剂：0.1～0.5％；

4、磨粉细骨料的各组分按质量分数配比如下：矿粉：1～2％；硅灰0.5％；

5、改性环氧树脂为通过自乳化改性具有表面活性剂特征的水性环氧树脂，水性环氧树脂的各组分按质量分数配比如下：稀释剂：0.2～0.4％；酚醛胺类胺固化剂：0.4～0.5％；环氧树脂：0.1％。

6、一种自愈式高性能组合增强材料的制备方法，包括以下步骤：

7、按配比份数将水泥、粉煤灰、矿粉、发泡剂、减水剂、抗分散剂、粉煤灰增强固化剂通过电子称自动计量，加入搅拌筒内，开动搅拌机将材料搅拌均匀；

8、随后配备由稀释剂、酚醛胺类胺固化剂、环氧树脂构成的改性环氧树脂，同时将由硅灰和矿粉研制成的磨粉细骨料，加入到改性环氧树脂混合后一起搅拌均匀，搅拌时间不小于1min；

9、后将其加入到上述材料混合体中，然后将海水缓慢加入搅拌机，搅拌300s，搅拌均匀后倒入容器中，即可制得自愈式高性能组合增强材料。

10、一种自愈式高性能组合增强材料的海底防冲刷应用，包括以下步骤：

11、(1)施工勘察：施工船到达施工地点并对相关区域进行扫描检测；

12、(2)材料到场：根据施工要求将附近厂家购买的原材料运输到施工现场，并对各种原材料进行成分分析；

13、(3)利用自愈式高性能组合增强材料的制备方法，制备自愈式高性能组合增强材料；

14、(4)自愈式高性能组合增强材料吹填：直接利用管道将制备好的自愈式高性能组合增强材料泵送至施工地点，并在海水下养护；其中，先输送堆积密度略轻的粉煤灰所构成的自愈式高性能组合增强材料，后输送正常的粉煤灰构成的自愈式高性能组合增强材料；

15、(5)后期质量检测：水下扫描养护成型的自愈式高性能组合增强材料，定期检查自愈式高性能组合增强材料冲刷情况。

16、本发明的有益效果:

17、本发明的自愈式高性能组合增强材料，泌水少、无收缩、低强、低密度、对水质及周围环境无污染等优越性能。自愈式高性能组合增强材料能够满足施工要求，而且能够降低经济成本，提高施工效率。

18、同时自愈式高性能组合增强材料的海底防冲刷应用，采用有机材料和无机材料结合的方式，另外利用粉煤灰增强固化剂，增强粉煤灰的性能从而更有效地解决了海底桩基础遭受冲刷问题以及达到自愈抗渗稳定的目标。

技术特征：

1.一种自愈式高性能组合增强材料，其特征在于：包括有水泥混凝土基料、磨粉细骨料和改性环氧树脂；

2.根据权利要求1所述的自愈式高性能组合增强材料，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的自愈式高性能组合增强材料，其特征在于，环氧树脂的自乳化改性方式为利用马来酸酥与双酚a0011型环氧树脂主链上的仲轻基进行醇解反应，在环氧树脂主链上引入亲水性cooh基团，制得水性环氧树脂。

4.一种自愈式高性能组合增强材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.一种自愈式高性能组合增强材料的海底防冲刷应用，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的自愈式高性能组合增强材料的海底防冲刷应用，其特征在于，步骤（4）自愈式高性能组合增强材料吹填包括以下两种方式：

技术总结
一种自愈式高性能组合增强材料及制备方法及海底防冲刷应用，自愈式高性能组合增强材料包括水泥，粉煤灰，矿粉，发泡剂，减水剂，抗分散剂，环氧树脂，稀释剂，酚醛胺类胺固化剂，粉煤灰增强固化剂，硅灰。本发明利用了加入粉煤灰增强固化剂后的粉煤灰替代大部分水泥，生产成本低，绿色环保，具有重要的实际应用价值，加入的环氧树脂等材料，能够防止对边界的二次冲刷，并且借助重力作用，从内部到外部边界处都对土层起到了自愈、修补加固等作用，更加稳定。

技术研发人员：管友海,杨照辉,梁开新,刘少健,刘欣,徐瑞,胡锦程
受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17