CN106186968A - 一种钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂，其包括浆料甲和浆料乙；以重量份计，所述浆料甲由下述配比的组分组成：环氧树脂10－15份，稀释剂1－1.5份，硅烷偶联剂1.5－3份，阻锈剂5－8份，消泡剂0.3－0.5份；所述浆料乙由以下配比的组分组成：水性环氧固化剂13－20份，增稠剂3－5份，防霉剂0.2－0.3份、无机填料35－48份。该界面剂具有较强的粘接力，优良的耐水性、耐腐性和对钢筋防护性，能够有效提高修补材料与基体的粘结强度，预防钢筋锈蚀，延长结构物的使用年限。

Description

一种钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂。
背景技术
由于钢筋锈蚀导致的钢筋混凝土结构耐久性破坏，部分建筑物混凝土劣化严重，混凝土强度显著降低，已经成为影响混凝土结构使用性能的首要因素。完全拆除这些结构物是不现实的，目前的解决方案主要集中在加固和修复方面。
当新拌混凝土在老混凝土上进行修补处理时，混凝土的界面处理是决定修补质量的关键因素。如果处置不当，结合部位常出现以下问题：新老混凝土不能联合受力；新混凝土温度收缩与老混凝土之间产生裂缝，发生后续病害；修复材料中腐蚀离子的二次渗透侵蚀等。
具有“万能胶”之称的环氧固化体系具有优良的力学性能和粘结强度，经化学改性后的水性环氧具有极低的VOC，且与水硬性胶凝材料复配性良好；迁移型阻锈剂具有特殊的传输机制和迁移规律，可以穿透保护层直接到达钢筋与水泥固结体界面而行成有效的内部防护屏障。因此，通过对有机、无机材料的优选及组合，一种具有良好粘结性能和钢筋防护特性的界面剂在钢筋混凝土修复加固领域具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用的界面剂，一方面，能够显著提高修补材料与基体的粘结强度，可以取代传统混凝土表面的凿毛工序，提高钢筋混凝土修补加固效果；另一方面，界面剂中的迁移型阻锈剂可以较好的形成阻止钢筋二次腐蚀的防线，大大降低钢筋锈蚀的机率，从而明显提高钢筋混凝土构筑物的服役年限。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂，其包括浆料甲和浆料乙；以重量份计，所述浆料甲由下述配比的组分组成：环氧树脂10－15份，稀释剂1－1.5份，硅烷偶联剂1.5－3份，阻锈剂5－8份，消泡剂0.3－0.5份；所述浆料乙由以下配比的组分组成：水性环氧固化剂13－20份，增稠剂3－5份，防霉剂0.2－0.3份、无机填料35－48份。
上述各组分的用量可以在实际使用过程中具体调整和优选。所述浆料甲与浆料乙按重量比1:1－1.3混合均匀后，使用水调节整体粘度，形成界面剂。
具体的，所述环氧树脂由双酚A型环氧树脂（DGEBA） E51和双酚F型环氧树脂（DGEBF）以重量比7:3复配而得。
具体的，所述稀释剂为正丁基缩水甘油醚（660活性稀释剂）、二缩水甘油醚（600活性稀释剂）和1,4-丁二醇二缩水甘油醚（622活性稀释剂）中的一种或两种。
具体的，所述硅烷偶联剂为KH560硅烷偶联剂（r-缩水甘油醚丙氧基三甲氧基硅烷）。
具体的，所述阻锈剂为渗透迁移型钢筋阻锈剂，其是由多种不同类型的醇胺类有机物小分子与具有特定阻锈作用的无机组分复合而成。
具体的，所述消泡剂优选为有机硅消泡剂。
具体的，所述水性环氧固化剂为高固含低溶剂的改性脂环胺固化剂，可以和水以任意比例混容，且其水溶液储存稳定性良好。
具体的，所述增稠剂为海藻酸钠、阿拉伯胶、瓜尔胶和凹凸棒石黏土中的一种或两种。
具体的，所述防霉剂为富马酸二甲酯、双乙酸钠和肌醇六磷酸中的一种或两种。
具体的，所述无机填料由下述重量份原料组成：快硬硫铝酸盐水泥10－13份，1250目重质碳酸钙5－7份，滑石粉3－5份，一级硅灰3－5份，一级粉煤灰6－8份和细度模数1.6-2.2的细砂8－10份。
上述钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂的制备方法，具体为：按比例分别取环氧树脂、稀释剂、硅烷偶联剂、阻锈剂和消泡剂，在搅拌机内混合均匀，包装成浆料甲；按比例分别取水性环氧固化剂、增稠剂、防霉剂和无机填料，在搅拌机内混合均匀，包装成浆料乙。使用时，将浆料甲和浆料乙混合均匀，依据实际需要加入适量水后即形成界面剂。
在上述组成中，通过使用水性环氧固化体系和无机胶凝材料来形成连续的三维空间网状胶体结构，产生牢固且具有较强粘结性的界面过渡层，提高修补材料与基层的粘接力；使用迁移型阻锈剂，利用其独特的迁移输送机理，在钢筋表层形成一道防护屏障，避免二次锈蚀。将上述两种功能性成分组合使用能够产生显著的协同效果，既能显著提高界面的粘结强度，克服修补层空鼓、脱落、收缩开裂等问题，又能有效解决钢筋的再次腐蚀问题。硅烷偶联剂作为一种“工业味精”，通过化学反应和物理吸附的作用将两种不同物质界面桥接起来，改善界面剂的润湿性，增进无机物与有机物之间的粘结性。依据相似相容原理，活性稀释剂分子中包含的环氧基团可以确保其与树脂有很高的相容性，不挥发且可以参与固化反应而成为树脂交联网络结构的一部分。快硬硫铝酸盐水泥作为一种快速凝结硬化型胶凝材料，即可调节界面剂的固化时间，又能作为界面剂的强度来源。石英砂是常用的骨料，作为提高界面剂强度和改善工作性的重要物质。1250目重质碳酸钙和滑石粉是常用的微细惰性填料，可以适当调整骨料级配，使固化物致密性良好。硅灰和粉煤灰具有较强的矿物活性，在增加系统稠度的同时，既可以提高界面剂的前期强度，又可以保障后期强度不缩减。增稠剂主要增加产品稠度，提高浆料的储存稳定性，避免组分因密度差异而分层离析沉淀，使用时增强界面剂涂抹性能。环氧固化体系是一种具有极好的附着力，渗透力极强的液体材料，通过有效润湿渗透，与混凝土的成分发生作用，形成一个坚固致密实体；迁移型阻锈剂具有良好的穿透能力，可以直达钢筋表层，形成保护特质；消泡剂主要是是为了消除产品内部的气泡，提高密实度。防霉剂主要是起到建筑抗菌防霉的效果，提高耐腐性。水既能分散界面剂，调整浆体粘度和赋予施工时良好可操作性，又能保证水泥、硅灰和粉煤灰等胶凝材料的水化性能。
由于本发明同时使用了水性环氧体系和无机胶凝材料两种强度形成物质，界面剂在使用时，环氧快速凝固成膜在待修补表面形成牢固的界面，同时配方中的水泥、硅灰和粉煤灰所形成的水化产物与修补材料和基层形成的水化产物相近，减少了二次形成界面的可能，无机胶材快硬硫铝酸盐水泥的加入，在保证施工可操作性的同时，缩短了凝固时间，保证了施工的连续性。另外，迁移型阻锈剂赋予了界面剂独特的阻锈功能。加入消泡剂和硅烷偶联剂，提高了产品在使用时的致密性，保证了产品的粘接强度。通过加入增稠剂，提高了界面剂单组分的稳定性和双组份拌合物的施工和易性，由于加入了防霉剂，有效减少了界面内部的细菌滋生，从而降低了污染，提高了修补的耐久性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步地详细介绍，但本发明的保护范围并不局限于此。
下述实施例中，双酚A型环氧树脂E51购自江苏三木集团有限公司；双酚F型环氧树脂购自佳迪达化工有限公司；YJ-505阻锈剂购自北京瑞晟特建材有限公司；有机硅消泡剂购自南京斯泰宝贸易有限公司；改性脂环胺固化剂购自上海汉中化工有限公司。
实施例1
一种钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂，其包括浆料甲和浆料乙；以重量份计，所述浆料甲由下述配比的组分组成：双酚A型环氧树脂E51 7份，双酚F型环氧树脂3份，660活性稀释剂1份，KH560硅烷偶联剂1.5份，YJ-505阻锈剂5份，有机硅消泡剂0.3份；所述浆料乙由以下配比的组分组成：改性脂环胺固化剂13份，瓜尔胶3份，双乙酸钠0.2份、无机填料35份（其中，快硬硫铝酸盐水泥10份，1250目重质碳酸钙5份，滑石粉3份，一级硅灰3份，一级粉煤灰6份，细度模数为1.6-2.2的细砂8份）。
根据上述配比进行配料，依次放入混合机中充分混合均匀，加入30重量份水，充分搅拌均匀，即得界面剂。
界面剂基本性能依据JG/T907-2002《混凝土界面处理剂》标准进行测试，结果见表1。
表1 实施例1界面剂物理力学性能
混凝土中阻锈性能试验：将Φ40mm×150mm 的钢筋用砂纸打磨至光亮，用丙酮清洗后，将准备好的钢筋放入干燥器中备用。采用P·O 42.5水泥，成型尺寸为150 mm×150 mm×450mm 混凝土试件，水胶比为0.6，成型时掺入10%的氯化钠（按占水泥质量计）。浇制试件时，两头采用端头板固定钢筋，以保证钢筋的保护层厚度为一致，再与钢筋平行放置2根不锈钢钢筋作为对电极，以监测钢筋的线性极化速率。混凝土成型24h后拆模，用水泥净浆将外露的钢筋两头覆盖，放入标准养护室养护28d，取出在空气中晾干后，凿去试件两端包裹的水泥石，在钢筋的一端焊上导线，再在试件的两端涂环氧树脂，使试件中间暴露长度为100mm。再将处理好的试件在空气中晾干3d，然后开始分2次涂刷界面剂，第1次涂刷表面干燥后间隔1h再涂刷第2次，界面剂的用量为200g/m2。测涂刷界面剂28d的半电池电位和腐蚀电流密度。
混凝土中阻锈性能试验结果：与基准混凝土试件相比，涂刷本发明界面剂的混凝土试件中钢筋的半电池电位明显正移，腐蚀电流明显降低；28d后，基准混凝土的腐蚀电流为1.58 μA/cm2，涂刷界面剂的混凝土的腐蚀电流为0.26 μA/cm2，降低了近84%；说明本发明界面剂可以起到很好的阻锈效果。
实施例2
一种钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂，其包括浆料甲和浆料乙；以重量份计，所述浆料甲由下述配比的组分组成：双酚A型环氧树脂E51 8份，双酚F型环氧树脂3.5份，600活性稀释剂1.2份，KH560硅烷偶联剂1.6份，YJ-505阻锈剂5.5份，有机硅消泡剂0.3份；所述浆料乙由以下配比的组分组成：改性脂环胺固化剂15份，凹凸棒石黏土3份，双乙酸钠0.3份、无机填料41份（其中，快硬硫铝酸盐水泥12份，1250目重质碳酸钙5份，滑石粉4份，一级硅灰4份，一级粉煤灰6份，细度模数为1.6-2.2的细砂10份）。
根据上述配比进行配料，依次放入混合机中充分混合均匀，加入35重量份水，充分搅拌均匀，即得界面剂。
界面剂基本性能测试方法同实施例1，具体结果见表2。
表2 实施例2界面剂物理力学性能
混凝土中阻锈性能试验测试方法同实施例1，试验结果如下：与基准混凝土试件相比，涂刷含有迁移型阻锈剂界面剂的混凝土试件中钢筋的半电池电位明显正移，腐蚀电流明显降低；28d后的腐蚀电流，基准混凝土为1.58 μA/cm2，涂刷界面剂的混凝土为0.42 μA/cm2，降低了73%；说明界面剂可以起到很好的阻锈效果。
实施例3
一种钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂，其包括浆料甲和浆料乙；以重量份计，所述浆料甲由下述配比的组分组成：双酚A型环氧树脂E51 7份，双酚F型环氧树脂3份，622活性稀释剂1份，KH560硅烷偶联剂1.8份，YJ-505阻锈剂6份，有机硅消泡剂0.4份；所述浆料乙由以下配比的组分组成：改性脂环胺固化剂12份，凹凸棒石黏土3份，富马酸二甲酯0.3份，无机填料40份（其中，快硬硫铝酸盐水泥11份，1250目重质碳酸钙5份，滑石粉3份，一级硅灰5份，一级粉煤灰7份，细度模数为1.6-2.2的细砂9份）。
根据上述配比进行配料，依次放入混合机中充分混合均匀，加入25重量份水，充分搅拌均匀，即得界面剂。
界面剂基本性能测试方法同实施例1，具体结果见表3。
表3 实施例3界面剂物理力学性能
混凝土中阻锈性能试验测试方法同实施例1，试验结果如下：与基准混凝土试件相比，涂刷含有迁移型阻锈剂界面剂的混凝土试件中钢筋的半电池电位明显正移，腐蚀电流明显降低；28d后的腐蚀电流，基准混凝土为1.58 μA/cm2，涂刷界面剂的混凝土为0.36μA/cm2，降低了近77%；说明界面剂可以起到很好的阻锈效果。

Claims (10)

1.一种钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂，其特征在于，包括浆料甲和浆料乙；以重量份计，所述浆料甲由下述配比的组分组成：环氧树脂10－15份，稀释剂1－1.5份，硅烷偶联剂1.5－3份，阻锈剂5－8份，消泡剂0.3－0.5份；所述浆料乙由以下配比的组分组成：水性环氧固化剂13－20份，增稠剂3－5份，防霉剂0.2－0.3份、无机填料35－48份。
2.如权利要求1所述的钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂，其特征在于，所述环氧树脂由双酚A型环氧树脂E51和双酚F型环氧树脂以重量比7:3复配而得。
3.如权利要求1所述的钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂，其特征在于，所述稀释剂为正丁基缩水甘油醚、二缩水甘油醚和1,4-丁二醇二缩水甘油醚中的一种或两种。
4.如权利要求1所述的钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH560硅烷偶联剂。
5.如权利要求1所述的钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂，其特征在于，所述阻锈剂为渗透迁移型钢筋阻锈剂。
6.如权利要求1所述的钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
7.如权利要求1所述的钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂，其特征在于，所述水性环氧固化剂为改性脂环胺固化剂。
8.如权利要求1所述的钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂，其特征在于，所述增稠剂为海藻酸钠、阿拉伯胶、瓜尔胶和凹凸棒石黏土中的一种或两种。
9.如权利要求1所述的钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂，其特征在于，所述防霉剂为富马酸二甲酯、双乙酸钠和肌醇六磷酸中的一种或两种。
10.如权利要求1所述的钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂，其特征在于，所述无机填料由下述重量份原料组成：快硬硫铝酸盐水泥10－13份，1250目重质碳酸钙5－7份，滑石粉3－5份，一级硅灰3－5份，一级粉煤灰6－8份和细度模数1.6-2.2的细砂8－10份。
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