CN104650790B - 一种水下用混凝土补强加固的灌浆材料 - Google Patents

Abstract

一种水下用混凝土补强加固的灌浆材料,该灌浆材料主要由如下组分制成:100份环氧树脂,20‑40份稀释剂,40‑50份酚醛胺类胺固化剂；其中，所述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。该灌浆材料在7天养护后抗压强度可达45.6MPa，环氧砂浆与混凝土湿粘结强度可达4.08MPa，该发明专利适用于水下混凝土的修补，对其起到修补加固的作用，尤其适用于水下墩柱的修补加固。

Description

一种水下用混凝土补强加固的灌浆材料

技术领域

本发明涉及一种补强加固灌浆材料,具体为一种用于水下混凝土补强加固的灌浆材料，尤其适用于水下墩柱的修补加固。

背景技术

水下修复技术在对水下混凝土建筑物的损坏的修补起到极其重要的作用，而修复材料是水下修复技术中至关重要的一环。在一些诸如大坝、隧道等水下建筑物中，由于施工不规范或者运营维护不当，加上河水或者海水的常年冲蚀侵蚀，由此而引起的混凝土缺陷现象非常普遍。混凝土的缺陷会降低混凝土的强度，缩短其使用寿命，情况严重的可导致水下建筑损毁，给人民的生命财产安全造成巨大威胁，因此对于混凝土水下建筑缺陷的修补就显得非常重要。

目前,常采用改性环氧树脂灌浆材料进行裂缝修补。改性环氧树脂类灌浆材料是以胺类为固化剂,以环氧树脂及稀释剂为主剂的组合材料,具有可灌性好,固化后强度高,粘结力强,耐化学稳定性好等优点,是一种常用于混凝土干裂缝补强的灌浆材料。但当应用于水下混凝土的结构缺陷的补强加固时,由于混凝土表面亲合力强,水被牢固吸附在其上，在混凝土表面形成水层，对改性环氧树脂类灌浆材料中产生粘接力的成份与混凝土的表面的接触产生不利影响，产生粘接力的成份难以较好地粘接到混凝土基体上,导致粘结层与基体容易发生分离。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种用于水下混凝土裂缝修补和补强加固的灌浆材料,以解决现有技术中的上述缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:

一种水下用混凝土补强加固的灌浆材料,其原料包括以下重量份的组分:

环氧树脂:100份，

稀释剂:20-40份，

酚醛胺类固化剂:40-50份，其中，

所述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。所述灌浆材料通过将上述原料混合后得到。

在本发明的优选实施例中，环氧树脂的自乳化改性方式为利用马来酸酐与双酚A型环氧树脂主链上的仲羟基进行醇解反应，在环氧树脂主链上引入亲水性COOH基团，制得水性环氧树脂。反应过程中溶剂的选择、反应温度和反应时间的选择可由本领域技术人员根据常规实验确定，此处不做限定，也不做详细描述。反应原料马来酸酐和双酚A型环氧树脂的质量比范围为6-10：100，并进一步优选为6.36-10:100。

本发明的优选实施例中，所述灌浆材料还包括骨料，所述骨料为含有二氧化硅和矿岩的磨粉细骨料，以进一步增大环氧灌浆料的抗压强度。并且优选，采用的骨料为细集料，主要成分为二氧化硅和矿岩，有着很好的耐久性和力学强度，能均匀分散在环氧树脂内部，分散应力，提高抗压强度。

本发明的优选实施例中，为了降低环氧树脂粘度，方便施工，所述稀释剂可选自丙酮、聚丙二醇二缩水甘油醚、糠醛、苯基缩水甘油醚中的一种或几种。并且，所述灌浆材料的粘度可以通过稀释剂种类和量的选择在几十个厘泊到几百个厘泊之间调节。

本发明的较优实施例中，该灌浆材料在7天养护后抗压强度可达45.6MPa，环氧砂浆与混凝土湿粘结强度可达4.08MPa。

本发明的灌浆材料的适用期可控制在几个小时到数十个小时，本灌浆材料的上述不同时长的适用期的调节通过环氧树脂，稀释剂，酚醛胺类固化剂三者的比例来调节，本领域技术人员可根据需要进行调节，此处不做限定和详细说明;

本发明提供的水下用混凝土补强加固的灌浆材料的基本性能如下:

a)经过自乳化改性后的环氧树脂具有良好自乳化性能,能降低水的表面张力,使所形成的水下混凝土补强加固的灌浆材料与混凝土表面粘接良好;

b)由本发明的灌浆材料形成的固结体具有良好的耐酸耐碱,耐水性,且有良好的力学性能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的灌浆材料中自乳化改性后的环氧树脂表面活性较强，能破坏混凝土表面的水层，进而使材料中产生粘接力的成份与混凝土的表面相接触，较好地粘接到混凝土基体上,避免了粘结层与基体发生分离。本发明的灌浆材料适用于水下混凝土的修补，对其起到修补加固的作用，尤其适用于水下墩柱的修补加固。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步说明。以下的具体实验条件仅用于举例说明，而不用于限定本发明的实施范围。本发明的保护范围以权利要求书限定的范围为准。

以下实施例中所用到的原料均为市售，原料主要包括马来酸酐、E-44环氧树脂、酚醛胺类固化剂、丙酮、糠醛。

实施案例1

以醋酸丁酯为溶剂，反应温度130℃，反应时间4 h，原料质量比为m(马来酸酐)：m(E-44)=8.6：100，制得水性环氧树脂，该水性环氧树脂的接枝率(RGH)为86．09％，环氧保留率(RRE)为96．69％。

采用上述制得的水性环氧树脂100份, 酚醛胺类固化剂50份，丙酮20份,糠醛20份,混合后形成水下用混凝土补强加固的灌浆材料。

本实施例得到的灌浆材料的初凝时间为24小时,7天抗压强度为45MPa,经工程实际应用能够在水下的混凝土缝隙中完全固化,并粘接混凝土的表面,粘接强度大于4MPa。

实施案例2

以醋酸丁酯为溶剂，反应温度130℃，反应时间4 h，原料质量比为m(马来酸酐)：m(E-44)=10：100，制得水性环氧树脂，该水性环氧树脂的接枝率(RGH)为83．36％，环氧保留率(RRE)为93．42％。

采用上述环氧树脂100份, 酚醛胺类固化剂50份，丙酮30份,糠醛10份, 混合后形成水下用混凝土补强加固的灌浆材料。

本实施例得到的灌浆材料的初凝时间为24小时,7天抗压强度为42MPa,经工程实际应用能够在水下的混凝土缝隙中完全固化,并粘接混凝土的表面,粘接强度大于3.8MPa。

实施案例3

以醋酸丁酯为溶剂，反应温度130℃，反应时间4 h，原料质量比为m(马来酸酐)：m(E-44)=10：100，制得水性环氧树脂，该水性环氧树脂的接枝率(RGH)为83．36％，环氧保留率(RRE)为93．42％。

采用上述环氧树脂100份, 酚醛胺类固化剂40份，丙酮20份，含有二氧化硅和矿岩的磨粉细骨料40份，混合后形成水下用混凝土补强加固的灌浆材料。

本实施例得到的灌浆材料的初凝时间为24小时,7天抗压强度为45MPa,经工程实际应用能够在水下的混凝土缝隙中完全固化,并粘接混凝土的表面,粘接强度大于4MPa。

实施案例4

以醋酸丁酯为溶剂，反应温度130℃，反应时间4 h，m(马来酸酐)：m(E-44)=6.36：100，制得水性环氧树脂，该水性环氧树脂的接枝率(RGH)为83．36％，环氧保留率(RRE)为93．42％。

采用上述环氧树脂100份, 酚醛胺类固化剂40份，丙酮20份，含有二氧化硅和矿岩的磨粉细骨料40份，混合后形成水下用混凝土补强加固的灌浆材料。

本实施例得到的灌浆材料的初凝时间为24小时,7天抗压强度为45.6MPa,经工程实际应用能够在水下的混凝土缝隙中完全固化,并粘接混凝土的表面,粘接强度大于4.08MPa。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内,本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种水下用混凝土补强加固的灌浆材料,其特征在于,其原料由以下重量份的组分组成:

环氧树脂:100份，

稀释剂:20-40份，

酚醛胺类固化剂:40-50份，其中，

所述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；所述环氧树脂的自乳化改性方式为利用马来酸酐与双酚A型环氧树脂主链上的仲羟基进行醇解反应，在环氧树脂主链上引入亲水性COOH基团，制得水性环氧树脂。

2.如权利要求1所述的水下用混凝土补强加固的灌浆材料,其特征在于,所述马来酸酐与双酚A型环氧树脂的质量比例范围为6-10：100。

3.如权利要求2所述的水下用混凝土补强加固的灌浆材料,其特征在于,所述马来酸酐与双酚A型环氧树脂的质量比例范围为6.36-10：100。

4.根据权利要求 1或2或3所述的水下用混凝土补强加固的灌浆材料,其特征在于,所述双酚A型环氧树脂为E -44环氧树脂。

5.根据权利要求1所述的水下用混凝土补强加固的灌浆材料,其特征在于,所述稀释剂选自丙酮、聚丙二醇二缩水甘油醚、糠醛、苯基缩水甘油醚中的一种或几种。

6.一种水下用混凝土补强加固的灌浆材料,其特征在于,其原料由以下重量份的组分组成:

环氧树脂:100份，

稀释剂:20-40份，

酚醛胺类固化剂:40-50份，

以及骨料，其中，

所述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；所述环氧树脂的自乳化改性方式为利用马来酸酐与双酚A型环氧树脂主链上的仲羟基进行醇解反应，在环氧树脂主链上引入亲水性COOH基团，制得水性环氧树脂。

7.根据权利要求6所述的水下用混凝土补强加固的灌浆材料,其特征在于,所述骨料为细集料，主要成分为二氧化硅和矿岩。