CN107572894A - 抗冲磨树脂砂浆、其制备方法及修补方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冲磨树脂砂浆，包括其制备方法及施工方法，所述抗冲磨树脂砂浆包括A组分、B组分两种液料和特种骨料，A组分与B组分的质量比为1：1～1：2，以质量百分比计，A组分的成分及其重量份比例为：环状结构位阻胺9～20、助剂1～5，B组分的成分及其重量份比例为：异氰酸酯预聚体固化剂10～25，特种骨料50～80特种骨料为石英砂、铸石砂和铁砂的一种或几种的混合料。本发明提供的抗冲磨树脂砂浆，除具有高抗冲磨能力外，还具有高韧性、高粘结能力、低温抗裂和耐老化性等优良特点，能很好地解决水工建筑物冲蚀和混凝土薄层修补容易遇到的难点，较传统的聚合物水泥砂浆和环氧砂浆性能更佳，可以替代传统的聚合物水泥砂浆和环氧砂浆，尤其在水工混凝土抗冲磨部位的浅层破坏修补时，修补效果更好。
Description
技术领域
本发明涉及水利水电施工技术领域，具体涉及一种抗冲磨树脂砂浆、其制备方法及修补方法。
背景技术
随着我国水利水电工程建设的大发展，一批高水头、高流速电站陆续建成投产运行，高速含砂水流对泄水建筑物的冲刷和磨蚀破坏，极大影响水工建筑物的使用寿命和长期安全运行，一直是水利水电建设中长期关注、有待妥善解决的重要问题。
为提高泄水建筑物的抗冲磨能力，多年来科研工作者和工程技术人员针对泄水建筑物磨蚀破坏问题进行了大量的试验研究工作，对多种材料的抗冲磨性能也进行了研究和实践，修复技术及新型抗冲耐磨材料的研究得到很大进展，所涉及的修补材料品种也很多，如各种高强抗冲磨混凝土、铸石板、钢板、树脂(所用树脂有环氧树脂、呋喃树脂及其他高分子材料)砂浆等，其中以环氧树脂砂浆效果较好，应用范围较广。但目前水工泄水建筑物薄层修复材料在实际的破坏修补中仍有以下几个问题没有得到很好的解决，问题1、新修补层与老混凝土层之间的粘结问题；问题2、新修补层和老混凝土之间的不同收缩系数容易造成的脱空和剥离问题，问题3、修补材料本身的强度、抗裂性能和耐候性；如应用最广的环氧砂浆材料，就存在收缩率大、与基础混凝土容易开裂、脱空等问题，在推移质材料的作用下抗冲击能力较差。
通过长期对水工建筑物冲磨破坏修复经验的不断总结，人们逐渐认识到抗冲磨修复材料不能一味追求高强度，而应增强抗冲磨材料的韧性，提高材料吸收冲击能量的能力，提高其抵抗温度变形、抗开裂性能和与基础变形的协调能力，以达到既能抗冲磨，又能长期耐久的目的。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明创造性的采用环状结构位阻胺、异氰酸酯预聚体固化剂与特种骨料配制而成一种抗冲磨树脂砂浆，所述抗冲磨树脂砂浆包括A组分、B组分两种液料和特种骨料，A组分与B组分的质量比介于1：1-1：2，以质量百分比计，A组分的成分及其重量份比例为：环状结构位阻胺9-20份、助剂1-5份，B组分的成分及其重量份比例为：异氰酸酯预聚体固化剂10-25份，特种骨料介于50-80份，特种骨料为石英砂、铸石砂和铁砂的一种或几种的混合料。
其中，所述环状结构位阻胺由F420、F1220、F520、F330、Unilink4200、Unilink6200、Unilink4100的几种混合配制而成。但在现有技术范围内，本发明并不局限于上述选择。
其中，所述异氰酸酯预聚体固化剂由TDI、HDI、MDI混合配制而成。且根据NCO指数等值原理，环状结构位阻胺与异氰酸酯预聚体的质量比介于1：1-1:2之间。
其中，所述特种骨料选自石英砂、铸石砂及铁砂中的一种或多种，A组分和B组分组成的树脂浆液与特种骨料的质量比介于1:1-1:4之间。
其中，所述特种骨料的粒径介于0.2mm-2.0mm。
本发明还提供一种抗冲磨树脂砂浆的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：首先将A、B组分进行混合，对浆液进行充分、均匀的搅拌，得到树脂浆液；
步骤S2：在搅拌均匀的树脂浆液中加入特种骨料，采用砂浆搅拌机搅拌，使特种骨料与树脂浆液充分混合。
本发明还提供另外一种抗冲磨树脂砂浆的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：首先将A组分与特种骨料进行预混合，将预混的液料进行充分、均匀的搅拌；
步骤S2：使用时在预混料中加入B组分，采用砂浆搅拌机搅拌，使预混料与B组分充分混合。
本发明还提供一种如上所述的抗冲磨树脂砂浆的混凝土平面修补方法，包括如下步骤：
步骤S1：对欲修补的混凝土平面进行表面整平和清洗；
步骤S2：采用所述抗冲磨树脂砂浆进行表面修补；
步骤S3：等抗冲磨树脂砂浆凝固后，在凝固后的抗冲磨树脂砂浆的表面涂刷一层砂浆树脂浆液。
其中，所述步骤S2中，所述抗冲磨树脂砂浆的涂覆厚度介于5mm-50mm；
所述步骤S3中，所述砂浆树脂浆液的涂刷厚度介于0.5mm-1.0mm。
本发明提供的抗冲磨树脂砂浆，除具有高抗冲磨能力外，还具有高韧性、高粘结能力、低温抗裂和耐老化性等优良特点，能很好地解决水工建筑物冲蚀和混凝土薄层修补容易遇到的难点，较传统的聚合物水泥砂浆和环氧砂浆性能更佳，可以替代传统的聚合物水泥砂浆和环氧砂浆，尤其在水工混凝土抗冲磨部位的浅层破坏修补时，修补效果更好。
具体实施方式
为了对本发明的技术方案及有益效果有更进一步的了解，下面详细说明本发明的技术方案及其产生的有益效果。
本发明考虑到现有的水工混凝土抗冲磨部位的浅层破坏修补时遇到的难题，创造性地采用环状结构位阻胺、异氰酸酯预聚体固化剂与特种骨料配制而成一种抗冲磨树脂砂浆，位阻胺与异氰酸酯反应生成脲基结构，具有粘结力强、耐老化、耐低温和固化后长期具有弹性变形性能的性质，代替聚合物水泥砂浆或环氧砂浆，用于混凝土薄层修补，与特种骨料混合后，不仅粘结力强，还可以很好的解决修补层和老混凝土之间的不同收缩系数容易造成的脱空和剥离问题，同时具有良好的抗冲磨性能和抗老化性能。为解决现有技术存在的不足，所述抗冲磨树脂砂浆包括A组分、B组分两种液料和特种骨料，A组分与B组分的质量比介于1：1-1：2，以质量百分比计，A组分的成分及其重量份比例为：环状结构位阻胺9-20份、助剂1-5份，B组分的成分及其重量份比例为：异氰酸酯预聚体固化剂10-25份，特种骨料介于50-80份，特种骨料为石英砂、铸石砂和铁砂的一种或几种的混合料。
表1为本发明提供的抗冲磨树脂砂浆的技术指标，从表1中可以看出，本发明提供的抗冲磨树脂砂浆，具备如下显著优点：
1、优异的抗冲击、抗气蚀、抗冲磨性能，在抗冲磨方面大大优于聚合物水泥砂浆和环氧砂浆，室内试验结果表明其抗冲磨强度是环氧砂浆的5倍以上，非常适应于泄洪建筑物混凝土抗冲磨部位的薄层修补。
2、优异的柔韧性和抗开裂能力：采用的树脂材料本体具有2倍以上的伸长率，且具有低温柔性，适合柔性修补要求和北方严寒气候地区修补应用。
3、粘结性好，粘结性优于聚合物水泥砂浆，和环氧砂浆基本在同一水平。
4、简便的施工性能：常温条件下直接拌和即可施工，立面不下坠，适用于干燥面、潮湿面、低温环境等不同条件的要求，砂浆表面平整光洁。与聚合物砂浆和环氧砂浆施工工艺类似，且可以不需要对基面混凝土进行凿毛，避免了对混凝土的破坏。
5、耐老化性能良好，新型树脂具有优异的耐候性能，制成砂浆后基本不存在长期老化问题。
6、环保无毒、无污染。
表1：本发明提供的抗冲磨树脂砂浆的技术指标
| 序号 | 项目 | 单位 | 指标 | 备注 |
| 1 | 抗压强度 | MPa | ≥20.0 | 20℃，28天 |
| 2 | 拉伸强度 | MPa | ≥5.0 | |
| 3 | 抗折强度 | MPa | ≥10 | |
| 4 | 与砼粘结强度 | MPa | ＞2.5 | |
| 5 | 拉伸率 | ％ | ＞3.0 | 根据配比不同而异 |
| 6 | 抗冲磨强度 | h/(kg/m2) | ＞50 | 圆环法，流速40m/s |
经发明人大量的对比实验验证得知：本发明提供的抗冲磨树脂砂浆，以质量百分比计，A组分和B组分组成的树脂浆液及特种骨料的质量比介于1：1-1：4之间时，其技术指标最佳。并且，所述环状结构位阻胺与异氰酸酯预聚体固化剂的质量比较介于1：1-1：2。
较优的，采用圆环法抗冲磨试验，A组分和B组分组成的树脂浆液及特种骨料的质量比介于1：2-1：3之间时，本发明提供的抗冲磨树脂砂浆抗冲磨强度是环氧砂浆抗冲磨强度的修补5倍。
较优的，所述环状结构位阻胺由F420、F1220、F520、F330、Unilink4200、Unilink6200、Unilink4100的几种混合配制而成。
较优的，所述特种骨料选自石英砂、铸石砂及铁砂中的一种或多种，粒径介于0.2mm-2.0mm。粒径过小，砂浆粘度过大，不利于施工，粒径过大，浆料包裹性差，砂浆性能下降较多。
本发明的抗冲磨树脂砂浆，主要通过下述制备方法制备而成：
步骤S1：首先将A、B组分进行混合，对浆液进行充分、均匀的搅拌，得到树脂浆液；
步骤S2：在搅拌均匀的树脂浆液中加入特种骨料，采用砂浆搅拌机搅拌，使特种骨料与树脂浆液充分混合。
本发明还提供另外一种抗冲磨树脂砂浆的制备方法：
步骤S1：首先将A组分与特种砂浆进行预混合，将预混的液料进行充分、均匀的搅拌；
步骤S2：使用时在预混料中加入B组分，采用砂浆搅拌机搅拌，使预混料与B组分树脂浆液充分混合。
本发明还提供一种如上所述的抗冲磨树脂砂浆的混凝土平面修补方法，包括如下步骤：
步骤S1：对欲修补的混凝土平面进行表面整平和清洗；
步骤S2：采用所述抗冲磨树脂砂浆进行表面修补；抗冲磨树脂砂浆的涂覆厚度介于5mm-50mm；
步骤S3：等抗冲磨树脂砂浆凝固后，在凝固后的抗冲磨树脂砂浆的表面涂刷一层砂浆树脂浆液，涂刷厚度介于0.5mm-1.0mm，以弥补表面局部小缺陷，提高表面平整度和抗冲磨性能。
本发明提供的抗冲磨树脂砂浆，除具有高抗冲磨能力外，还具有高韧性、高粘结能力、低温抗裂和耐老化性等优良特点，能很好地解决水工建筑物冲蚀和混凝土薄层修补容易遇到的难点，较传统的聚合物水泥砂浆和环氧砂浆性能更佳，可以替代传统的聚合物水泥砂浆和环氧砂浆，尤其在水工混凝土抗冲磨部位的浅层破坏修补时，修补效果更好。
虽然本发明已利用上述较佳实施例进行说明，然其并非用以限定本发明的保护范围，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围之内，相对上述实施例进行各种变动与修改仍属本发明所保护的范围，因此本发明的保护范围以权利要求书所界定的为准。
Claims (9)
1.一种抗冲磨树脂砂浆，其特征在于：所述抗冲磨树脂砂浆包括A组分、B组分两种液料和特种骨料，A组分与B组分的质量比介于1：1-1：2，以质量百分比计，A组分的成分及其重量份比例为：环状结构位阻胺9-20份、助剂1-5份，B组分的成分及其重量份比例为：异氰酸酯预聚体固化剂10-25份，特种骨料介于50-80份，特种骨料为石英砂、铸石砂和铁砂的一种或几种的混合料。
2.如权利要求1所述的抗冲磨树脂砂浆，其特征在于：所述环状结构位阻胺由F420、F1220、F520、F330、Unilink4200、Unilink6200、Unilink4100的几种混合配制而成。
3.如权利要求1所述的抗冲磨树脂砂浆，其特征在于：所述异氰酸酯预聚体固化剂由TDI、HDI、MDI混合配制而成，且环状结构位阻胺与异氰酸酯预聚体的质量比介于1：1-1:2之间。
4.如权利要求1所述的抗冲磨树脂砂浆，其特征在于：所述特种骨料选自石英砂、铸石砂及铁砂中的一种或多种，A组分和B组分组成的树脂浆液与特种骨料的质量比介于1:1-1:4之间。
5.如权利要求1所述的抗冲磨树脂砂浆，其特征在于：所述特种骨料的粒径介于0.2mm-2.0mm。
6.如权利要求1-5中任一项所述的抗冲磨树脂砂浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：首先将A、B组分进行混合，对浆液进行充分、均匀的搅拌，得到树脂浆液；
步骤S2：在搅拌均匀的树脂浆液中加入特种骨料，采用砂浆搅拌机搅拌，使特种骨料与树脂浆液充分混合。
7.如权利要求1-5中任一项所述的抗冲磨树脂砂浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：首先将A组分与特种骨料进行预混合，将预混的液料进行充分、均匀的搅拌；
步骤S2：使用时在预混料中加入B组分，采用砂浆搅拌机搅拌，使预混料与B组分充分混合。
8.采用权利要求1-5中任一项所述的抗冲磨树脂砂浆的混凝土修补方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：对欲修补的混凝土平面进行表面整平和清洗；
步骤S2：采用所述抗冲磨树脂砂浆进行表面修补；
步骤S3：等抗冲磨树脂砂浆凝固后，在凝固后的抗冲磨树脂砂浆的表面涂刷一层砂浆树脂浆液。
9.如权利要求8所述的混凝土修补方法，其特征在于：
所述步骤S2中，所述抗冲磨树脂砂浆的涂覆厚度介于5mm-50mm；
所述步骤S3中，所述砂浆树脂浆液的涂刷厚度介于0.5mm-1.0mm。
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