CN105439506A - 水性环氧树脂改性水泥砂浆修补材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水性环氧树脂改性水泥砂浆修补材料及其制备方法，其配方组成，按重量百分比为：水泥27-30%，砂56-59%，膨胀剂0.8-1.0%，硅灰0.5-0.7%，水5.0-7.5%，水性环氧树脂2.0-5.0%、固化剂1.0-2.5%、消泡剂0.19-0.22%、减水剂0.14-0.16%。本水性环氧树脂改性水泥砂浆具有凝结时间短、流动度佳、抗压抗折强度高、抗震、收缩变形低、耐久和防水性能好、生产简单及施工方便等特点，尤为突出的性能在于其具有超高的粘结强度和优良的耐久性，较一般改性水泥砂浆粘结强度高100%-200%，可以适用于混凝土结构的裂缝修补，尤其适用于地铁、桥梁、机场跑道、渡槽和隧道衬砌等修补难度较高的结构工程。

Description

水性环氧树脂改性水泥砂浆修补材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料、地下工程、水利工程和港口等领域，具体是一种超高粘结性水性环氧树脂改性水泥砂浆修补材料。

背景技术

地铁隧道通常处于地下水位以下，受到地下水的侵蚀，加之地质水文变化等其他环境因素影响以及机车行驶产生的振动，隧道混凝土结构会出现损伤，形成裂缝。如不能及时修复，这些裂纹将进一步扩展，出现大的裂纹，产生贯穿性裂缝，导致地下水侵入隧道，影响其内部结构及附属管线，最终危害到地铁运营和降低隧道工程使用寿命。

目前混凝土结构修复的砂浆用于潮湿或者水下环境会造成粘接强度大幅下降，加之环氧固化物长期处于有水环境，粘接稳定性和耐久性受到非常不利的影响。而关于水性环氧树脂改性水泥砂浆的研究也相对较少，开展的研究及市场上仅有的一些产品多适用于工业地坪，对产品的性能要求低，产品力学和施工性能难以满足国家结构加固规范和实际工程要求，不能直接用于结构加固。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种水性环氧树脂改性水泥砂浆修补材料及其制备方法，制备出的水性环氧树脂改性水泥砂浆修补材料具有凝结时间短、流动度佳、抗压抗折强度高、抗震、收缩变形低、耐久和防水性能好、生产简单及施工方便等特点，尤为突出性能的在于其具有超高的粘结强度和优良的耐久性。

本发明提供的水性环氧树脂改性水泥砂浆修补材料，其组分按重量百分比包括：水泥27-30%，砂56-59%，膨胀剂0.8-1.0%，硅灰0.5-0.7%，水性环氧树脂2-5%、固化剂1-2.5%、消泡剂0.19-0.22%、减水剂0.14-0.16%，其余为水，其中，水性环氧树脂质量为乳液质量，非固含量。

所述水性环氧树脂是一种水性乳状液，由双酚A环氧树脂与含有亲水基团的化合物经过化学合成制得，固含量为50%±2%。

所述固化剂为改性胺加成物水性化树脂。

所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂；消泡剂为化学纯磷酸三丁酯。

所述水泥为52.5号普通硅酸盐水泥，所述砂为河砂或石英砂。

所述膨胀剂为钙镁质膨胀剂，由MgO和CaO组成，其中按质量份计40份≤MgO≤95份，0份＜CaO≤45份。该钙镁质膨胀剂选用自制的新型钙镁质膨胀剂，其详细的组份及制备方法已于申请人11年申请的发明专利《生态大体积混凝土膨胀剂及制备方法》中公开，该专利公开号为CN102092976A，本发明中不再详细论述。

本发明还提供了一种水性环氧树脂乳液改性水泥砂浆修补材料的制备方法，包括以下步骤：

1）准备材料，各组分按重量百分比包括水泥27-30%，砂56-59%，膨胀剂0.8-1.0%，硅灰0.5-0.7%，水性环氧树脂2-5%、固化剂1-2.5%、消泡剂0.19-0.22%、减水剂0.14-0.16%，其余为水；

2）按照配比在30℃水浴环境下将水性环氧树脂乳液与固化剂进行混合，搅拌均匀；

3）将水泥、砂、硅灰这些干料加入搅拌锅，搅拌均匀；

4）将减水剂加入到水中，搅拌均匀；

5）将步骤4）中搅拌均匀的溶液缓慢加入搅拌锅，边搅拌边加入，搅拌均匀，留下30%~40%步骤4）得到的溶液备用；

6）将步骤2）制得的混合液加入搅拌锅，搅拌均匀；

7）把消泡剂加入到步骤4）所剩的溶液中，搅拌均匀；

8）将步骤7）得到的混合液全部加入搅拌锅，搅拌均匀，制得所需的水性环氧树脂改性水泥砂浆修补材料。

8、如权利要求7所述的超高粘结性水性环氧树脂乳液改性水泥砂浆的制备方法，其特征在于：步骤5）~步骤8）所用时间小于等于120秒。

本发明有益效果在于：

1、水性环氧树脂及添加剂的加入有效提高水泥砂浆的柔韧性和粘结性能；

2、钙镁质膨胀剂的加入有效提高水泥砂浆的抗渗能力，膨胀效应可以弥补改性砂浆自身收缩，降低收缩变形。

具体实施方式

为进一步阐述本发明，下面给出实施例来说明。

实施例1。

水泥、砂、膨胀剂、硅灰、水、水性环氧树脂、固化剂、消泡剂、减水剂组成，各原材料所占重量百分比为：水泥29.1%，砂58%，膨胀剂0.9%，硅灰0.6%，水5.6%，水性环氧树脂3.6%、固化剂1.8%、消泡剂0.21%、减水剂0.15%。

实施例2。

水泥、砂、膨胀剂、硅灰、水、水性环氧树脂、固化剂、消泡剂、减水剂组成，各原材料所占重量百分比为：水泥29.2%，砂58%，膨胀剂0.9%，硅灰0.6%，水7.2%，水性环氧树脂2.4%、固化剂1.2%、消泡剂0.21%、减水剂0.15%。

实施例3。

水泥、砂、膨胀剂、硅灰、水、水性环氧树脂、固化剂、消泡剂、减水剂组成，各原材料所占重量百分比为：水泥28%，砂57%，膨胀剂0.9%，硅灰0.6%，水6.2%，水性环氧树脂4.8%、固化剂2.1%、消泡剂0.21%、减水剂0.15%。

如实施例1、2、3所获得水性环氧砂浆，性能数据见表1。

表1实施例相关性能

注：粘结强度是以改性砂浆与混凝土粘结抗折强度表征。

如表1，本发明的水性环氧树脂砂浆具有适宜凝结时间与流动度、优良的抗折、抗压强度和超高的粘结强度性能。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种水性环氧树脂改性水泥砂浆修补材料，其特征在于其组分按重量百分比包括：水泥27-30%，砂56-59%，膨胀剂0.8-1.0%，硅灰0.5-0.7%，水性环氧树脂2-5%、固化剂1-2.5%、消泡剂0.19-0.22%、减水剂0.14-0.16%，其余为水，其中，水性环氧树脂质量为乳液质量，非固含量。

2.根据权利要求1所述的水性环氧树脂改性水泥砂浆修补材料，其特征在于：所述水性环氧树脂是一种水性乳状液，固含量为50%±2%。

3.根据权利要求1所述的水性环氧树脂改性水泥砂浆修补材料，其特征在于：所述固化剂为改性胺加成物的水性化树脂。

4.根据权利要求1所述的水性环氧树脂改性水泥砂浆修补材料，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂；消泡剂为化学纯磷酸三丁酯。

5.根据权利要求1所述的水性环氧树脂改性水泥砂浆修补材料，其特征在于：所述水泥为52.5MPa普通硅酸盐水泥，所述砂为河砂或石英砂。

6.根据权利要求1所述的水性环氧树脂改性水泥砂浆修补材料，其特征在于：所述膨胀剂为钙镁质膨胀剂，由MgO和CaO组成，其中按质量份计40份≤MgO≤95份，0份＜CaO≤45份。

7.一种水性环氧树脂乳液改性水泥砂浆修补材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）准备材料，各组分按重量百分比包括水泥27-30%，砂56-59%，膨胀剂0.8-1.0%，硅灰0.5-0.7%，水性环氧树脂2-5%、固化剂1-2.5%、消泡剂0.19-0.22%、减水剂0.14-0.16%，其余为水；

2）按照配比在30℃水浴环境下将水性环氧树脂乳液与固化剂进行混合，搅拌均匀；

3）将水泥、砂、硅灰加入搅拌锅内，搅拌均匀；

4）将减水剂加入到水中，搅拌均匀；

5）将步骤4）中搅拌均匀的溶液缓慢加入搅拌锅，边搅拌边加入，搅拌均匀，留下30%~40%步骤4）得到的溶液备用；

6）将步骤2）制得的混合液加入搅拌锅，搅拌均匀；

7）把消泡剂加入到步骤4）所剩的溶液中，搅拌均匀；

8）将步骤7）得到的混合液全部加入搅拌锅，搅拌均匀，制得所需的水性环氧树脂改性水泥砂浆修补材料。

8.如权利要求7所述的超高粘结性水性环氧树脂乳液改性水泥砂浆的制备方法，其特征在于：步骤5）~步骤8）所用时间小于等于120秒。