CN102924117A

CN102924117A - 一种低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂

Info

Publication number: CN102924117A
Application number: CN2012104162754A
Authority: CN
Inventors: 王惠明; 朱华; 张晓华; 陈晓龙
Original assignee: SUZHOU GUSU NOVEL BUILDING MATERIALS CO Ltd
Current assignee: SUZHOU GUSU NOVEL BUILDING MATERIALS CO Ltd
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2032-10-26
Also published as: CN102924117B

Abstract

本发明公开了一种低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂，包括甲组分和乙组分，甲组分和乙组分的重量比为3：0.8~1.2；以重量计，所述甲组分包括如下组分：双酚A环氧树脂40.0~70.0份、氢化双酚A环氧树脂20.0~40.0份、活性稀释剂8.0~23.0份、增韧剂1.0~5.0份、消泡剂0.5~1.5份；所述乙组分包括如下组分：酰胺基胺固化剂45.0~60.0份、脂肪族胺固化剂20.0~30.0份、促进剂2.5~5.0份、偶联剂4.5~18.0份、防老剂1.0~2.5份。本发明的低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂主要用于各类受动载荷疲劳作用而产生的裂缝修复工程。

Description

一种低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂

技术领域

本发明涉及一种低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂，属于建筑材料技术领域。

背景技术

混凝土结构是土木工程中应用最多的一种结构，但由于施工技术因素、温差因素、混凝土干缩老化、地基及过载荷、长期冲击载荷等因素，混凝土裂缝就会形成，这已成为混凝土建筑结构中最常见的缺陷，使工程质量存在隐患。

随着国家建筑业的快速发展，特别是近年来国家和地方加快发展高速铁路、高速公路、城市地铁、城市高架等交通运输设施，预计到2020年我国的高速公路网将达到8.5万公里，高速铁路建设里程将超过1.8万公里，城市轨道交通总规模将达到3500公里，而其中大部分都应用到混凝土结构，如城市高架、高铁的立柱和桥梁；轻轨、地铁、隧道工程中的混凝土预制件。上述动载荷混凝土结构长期受动荷载疲劳作用、随着使用年限的增加，不可避免就会有裂缝形成，而且形成的裂缝一般多为结构性微细裂缝，裂缝宽度小于1.5mm，如不及时发现和修复，将缩短道路交通建筑物使用年限，使交通运输存在安全隐患。

现有的混凝土裂缝修复剂一般都是针对普通的混凝土裂缝，一般无法通过抗疲劳能力检验，如中国发明专利CN101230244A公开了一种自渗型混凝土裂缝修复胶及其制备方法，其中含有不饱和树脂，且并未通过抗疲劳能力检验，因此若用于公路、机场修复中是不安全可靠的，不能用于动载荷混凝土结构的裂缝修复。

发明内容

本发明目的是提供一种低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂，包括甲组分和乙组分，甲组分和乙组分的重量比为3：0.8~1.2；

以重量计，所述甲组分包括如下组分：

双酚A环氧树脂 40.0~70.0份

氢化双酚A环氧树脂 20.0~40.0份

活性稀释剂 8.0~23.0份

增韧剂 1.0~5.0份

消泡剂 0.5~1.5份；

以重量计，所述乙组分包括如下组分：

酰胺基胺固化剂 45.0~60.0份

脂肪族胺固化剂 20.0~30.0份

促进剂 2.5~5.0份

偶联剂 4.5~18.0份

防老剂 1.0~2.5份。

上述技术方案中，所述甲组分中的双酚A环氧树脂在25℃时的粘度为8000~12000 mPa.s。所述甲组分中的双酚A环氧树脂可以选用E-51液态环氧树脂。

上述技术方案中，所述甲组分中的氢化双酚A环氧树脂可以为氢化双酚A二缩水甘油醚，25℃时的粘度为2500~4000 mPa.s。

上述技术方案中，所述甲组分中的活性稀释剂选自660正丁基缩水甘油醚和692苄基缩水甘油醚中的一种或两种。

上述技术方案中，所述甲组分中的增韧剂为环氧增韧剂。如QS-BE环氧增韧剂，其固化物形成与环氧形成具有“海岛结构”的混合体，增加体系韧性，提高体系耐疲劳性能。

上述技术方案中，所述甲组分中的消泡剂为有机硅类溶剂型消泡剂。如BYK-141。

上述技术方案中，所述乙组分中的酰胺基胺固化剂为改性酰胺基胺，在25℃时的粘度为100~200 mPa.s。如Genamid 235、2396等。

上述技术方案中，所述乙组分中的脂肪族胺固化剂为改性脂肪胺，在25℃时的粘度为100~200 mPa.s。如2074、2165、593等。

上述技术方案中，所述乙组分中的促进剂为2、4、6-三（二甲氨基甲基）苯酚。其商品名称为DMP-30。

上述技术方案中，所述乙组分中的偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷。如KH-550、KH-551等。

上述技术方案中，所述乙组分中的防老剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯。其是抗氧化剂TH-1135。

本发明的低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂的制备方法可以采用如下步骤：

(1) 甲组分的制备：按所述的重量配比称取原料，先将40.0~70.0份双酚A环氧树脂、20.0~40.0份氢化双酚A环氧树脂、8~23份的活性稀释剂、1.0~5.0份增韧剂加入到液压式分散机中，高速搅拌1h，最后加入0.5~1.5份消泡剂，中速搅拌0.5h后出料，包装即得甲组分成品；

(2) 乙组分的制备：按所述的重量配比称取原料，将45.0~60.0份酰胺基胺固化剂、20.0~30.0份脂肪族胺固化剂、2.5~5.0份促进剂、4.5~18.0份的偶联剂加入到液压式分散机中，高速搅拌1h，最后加入1.0~2.5份防老剂，中速搅拌0.5h后出料，包装即得乙组分成品；

(3) 最后将甲组分和乙组分的重量比为3：0.8~1.2搅拌均匀，即可使用。

本发明的工作原理如下：(1) 通过复配双酚A型环氧树脂和氢化双酚A型环氧树脂降低环氧体系粘度，可减少稀释剂的加入，既可以降低体系粘度，同时对体系强度影响小，有利于抗疲劳性能的通过；(2) 复配低粘度改性酰胺基胺固化剂和低粘度改性脂肪胺固化剂来固化环氧体系，使体系强度符合要求，有良好的适用期，大于50min，同时也可降低体系粘度；(3) 加入增韧剂改性复配的环氧树脂，使固化物形成具有“海岛结构”的环氧树脂，增加体系韧性，吸收冲击载荷所形成能量，有利于提高体系的抗疲劳能力；(4) 加入适量的偶联剂增加体系的粘接性能，偶联剂分子一端能与无机物表面反应，一端能与有机物反应，以化学键的形式将两种性质不同的材料牢固地结合在一起，提高与被粘物的粘接强度，同时一定程度上降低体系粘度；(5) 加入少量的活性稀释剂（如缩水甘油醚）降低体系粘度，使体系粘度符合指标要求，且对其它性能影响较小；(6) 加入少量有机硅类溶剂型消泡剂，通过其低表面张力，能够很好消除产品使用过程中搅拌而产生的微小气泡，能提高体系的强度；(7) 加入少量防老剂抑制或延缓材料的氧化降解，高分子材料在贮存、加工和使用工程中，由于光、氧、热等因素的作用，常常发生氧化降解，引起材料劣化，致使材料失去耐候性和耐久性，材料的抗疲劳性能也大幅下降，通过加入防老剂提高体系的综合性能。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1．本发明开发了一种新的低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂，其性能指标如下：初始粘度≤150mPa.s，抗弯强度≥30.0MPa，抗压强度≥50.0MPa，钢-钢拉伸抗剪强度≥10.0MPa，拉伸强度≥25.0MPa，受拉弹性模量≥1500MPa，伸长率≥1.7%，同时可以通过抗疲劳能力检验（即在室温下，以频率为15Hz、应力比为5:1.5、最大应力为4.0MPa的疲劳荷载下进行钢对钢拉伸抗剪试验，经2.5×10⁶次等幅正弦波疲劳荷载作用后，试件不破坏），因此，本发明的修复剂能承受长期动载荷的疲劳作用，可以用于高铁、城市高架的立柱和桥梁长期受动载荷疲劳作用而产生的微细裂缝修复工程。

2．本发明的低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂具有粘度低、适用期长、强度高的优点，指标符合GB50728-2011《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》标准中混凝土裂缝修复胶安全性鉴定标准要求。

3．本发明的低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂主要用于各类受动载荷疲劳作用而产生的裂缝修复工程，研制出的动载荷结构混凝土裂缝修复剂粘度低、强度高、施工方便、性价比合理，为高铁、城市高架的立柱和桥梁，提供了安全、可靠、性价比合理的动载混凝土裂缝修复材料，提高各类受动载荷疲劳作用混凝土结构的安全性能和使用年限。

4．本发明的配方中不使用不饱和树脂，不使用丙酮、二甲苯、甲苯、苯乙烯等溶剂来稀释体系，固化体系中也不含乙二胺，因为上述物质是GB50367-2006《混凝土结构加固设计规范》中规定不能使用的物质。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例一

一种低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂，包括甲组分和乙组分，具体包括如下组分：

上述低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂的制备方法如下：

(1) 甲组分的制备：按上述的重量配比称取原料，先将70.0份双酚A环氧树脂、20.0份氢化双酚A环氧树脂、23.0份的活性稀释剂、2.0份增韧剂加入到液压式分散机中，高速搅拌1h，最后加入0.5份消泡剂，中速搅拌0.5h后出料，包装即得甲组分成品；

(2) 乙组分的制备：按上述重量配比称取原料，将60.0份酰胺基胺固化剂、30.0份脂肪族胺固化剂、2.5份促进剂、15.0份的偶联剂加入到液压式分散机中，高速搅拌1h，最后加入1.0份防老剂，中速搅拌0.5h后出料，包装即得乙组分成品；

(3) 将甲组分与乙组分按3：1混合均匀使用。

因为配方中乙组分复配使用了低粘度改性酰胺基胺固化剂和低粘度改性脂肪族胺固化剂，降低了体系的粘度，使裂缝修复剂强度符合要求，有良好的适用期。在环境温度25℃测得体系初始粘度：125 mPa.s、适用期：60min，7d养护，抗压强度：55.0MPa，钢-钢拉伸抗剪强度：14.0MPa，钢-钢拉伸抗剪试件经2.5×10⁶次、应力比为5：1.5、最大应力为4.0MPa的15Hz等幅正弦波疲劳荷载作用后，试件不破坏。

实施例二

上述低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂的制备方法如下：

(1) 甲组分的制备：按上述的重量配比称取原料，先将50.0份双酚A环氧树脂、40.0份氢化双酚A环氧树脂、10.0份的活性稀释剂、2.0份增韧剂加入到液压式分散机中，高速搅拌1h，最后加入0.5份消泡剂，中速搅拌0.5h后出料，包装即得甲组分成品；

(2) 乙组分的制备：按所述的重量配比称取原料，将60.0份酰胺基胺固化剂、30.0份脂肪族胺固化剂、2.5份促进剂、15.0份的偶联剂加入到液压式分散机中，高速搅拌1h，最后加入1.5份防老剂，中速搅拌0.5h后出料，包装即得乙组分成品；

(3) 将甲组分与乙组分按3：1混合均匀使用。

因为配方中甲组分增加了氢化双酚A环氧树脂的用量，减少活性稀释剂的用量，有利于抗疲劳性能的通过，同时体系粘度基本保持不变。在环境温度25℃测得体系初始粘度：132 mPa.s、适用期：65min，7d养护，抗压强度：60.0MPa，钢-钢拉伸抗剪强度：16.0MPa，钢-钢拉伸抗剪试件经2.5×10⁶次、应力比为5：1.5、最大应力为4.0MPa的15Hz等幅正弦波疲劳荷载作用后，试件不破坏。

实施例三

Figure 2012104162754100002DEST_PATH_IMAGE003

上述低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂的制备方法如下：

(1) 甲组分的制备：按上述的重量配比称取原料，先将50.0份双酚A环氧树脂、40.0份氢化双酚A环氧树脂、10.0份的活性稀释剂、5.0份增韧剂加入到液压式分散机中，高速搅拌1h，最后加入1.0份消泡剂，中速搅拌0.5h后出料，包装即得甲组分成品；

(2) 乙组分的制备：按上述的重量配比称取原料，将60.0份酰胺基胺固化剂、30.0份脂肪族胺固化剂、2.5份促进剂、15.0份的偶联剂加入到液压式分散机中，高速搅拌1h，最后加入1.5份防老剂，中速搅拌0.5h后出料，包装即得乙组分成品；

(3) 将甲组分与乙组分按3：1混合均匀使用。

因为配方中甲组分增加了QS-BE环氧增韧剂的用量，使固化物形成具有“海岛结构”，增加体系韧性，吸收冲击载荷所形成能量，钢-钢拉伸抗剪强度明显提高，同时体系中增加了有机硅类溶剂型消泡剂BYK-141的用量，体系的消泡效果更好，体系的在增加增韧剂的情况下，抗压强度不但没有下降，反而有所提高。在环境温度25℃测得体系初始粘度：140 mPa.s、适用期：65min，7d养护，抗压强度：64.0MPa，钢-钢拉伸抗剪强度：21.0MPa，钢-钢拉伸抗剪试件经2.5×10⁶次、应力比为5：1.5、最大应力为4.0MPa的15Hz等幅正弦波疲劳荷载作用后，试件不破坏。

Claims

1.一种低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂，其特征在于：包括甲组分和乙组分，甲组分和乙组分的重量比为3：0.8~1.2；

以重量计，所述甲组分包括如下组分：

双酚A环氧树脂 40.0~70.0份

氢化双酚A环氧树脂 20.0~40.0份

活性稀释剂 8.0~23.0份

增韧剂 1.0~5.0份

消泡剂 0.5~1.5份；

以重量计，所述乙组分包括如下组分：

酰胺基胺固化剂 45.0~60.0份

脂肪族胺固化剂 20.0~30.0份

促进剂 2.5~5.0份

偶联剂 4.5~18.0份

防老剂 1.0~2.5份。

2.根据权利要求1所述的低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂，其特征在于：所述甲组分中的双酚A环氧树脂在25℃时的粘度为8000~12000 mPa.s。

3.根据权利要求1所述的低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂，其特征在于：所述甲组分中的氢化双酚A环氧树脂为氢化双酚A二缩水甘油醚，在25℃时的粘度为2500~4000 mPa.s。

4.根据权利要求1所述的低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂，其特征在于：所述甲组分中的活性稀释剂选自660正丁基缩水甘油醚和692苄基缩水甘油醚中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述的低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂，其特征在于：所述甲组分中的增韧剂为环氧增韧剂。

6.根据权利要求1所述的低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂，其特征在于：所述甲组分中的消泡剂为有机硅类溶剂型消泡剂。

7.根据权利要求1所述的低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂，其特征在于：所述乙组分中的酰胺基胺固化剂为改性酰胺基胺，在25℃时的粘度为100~200 mPa.s。

8.根据权利要求1所述的低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂，其特征在于：所述乙组分中的脂肪族胺固化剂为改性脂肪族胺，在25℃时的粘度为100~200 mPa.s。

9.根据权利要求1所述的低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂，其特征在于：所述乙组分中的偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷。

10.根据权利要求1所述的低粘度动载荷结构混凝土裂缝修复剂，其特征在于：所述乙组分中的防老剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯。