CN107777922B - 混凝土薄层修复聚合物砂浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种混凝土薄层修复聚合物砂浆及其制备方法,涉及砂浆领域,该混凝土薄层修复聚合物砂浆包括以下重量比的原料:双组份慢反应型聚脲防水涂料:砂料=1:(1~3)。利用该混凝土薄层修复聚合物砂浆能够缓解现有技术中的聚合物砂浆均不能很好地做到修复混凝土建筑构件的问题,该混凝土薄层修复聚合物砂浆具有粘结性能、抗侵蚀性和抗冲磨性好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及砂浆技术领域,尤其是涉及一种混凝土薄层修复聚合物砂浆及其制备方法。
背景技术
在建造或修复混凝土建筑构件中,普通砂浆在使用后经常存在渗漏、开裂、粘结强度低和易剥落等质量问题。在溢洪道、过水涵洞等冲蚀严重的部位,普通砂浆被破坏的情况更严重。而聚合物砂浆是近年来工程上新兴的一种新型建筑材料,它是由有机聚合物和砂料搅拌而成的。在砂料中添加一定比例的性能优异的聚合物,可以提高砂浆的粘结性,增强抗冲蚀性。
现有聚合物砂浆有丙乳砂浆,环氧砂浆和单组分聚脲砂浆等,这些聚合物砂浆在一定程度的提高了砂浆的抗冲蚀性。但是丙乳砂浆与普通砂浆相比,其粘结性提高不明显,而环氧砂浆又存在弹性差和耐老化差的缺点,同时,单组分聚脲砂浆固化慢、修补厚度有限,因此,这几种聚合物砂浆均不能很好做到抗冲蚀修复。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种混凝土薄层修复聚合物砂浆,以缓解现有技术中的聚合物砂浆均不能很好地做到修复混凝土建筑构件的问题。
本发明的第二目的在于提供一种上述混凝土薄层修复聚合物砂浆的制备方法,该制备方法具有工艺流程简单且适合工业化生产的优点。
为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
一种混凝土薄层修复聚合物砂浆,包括以下重量比的原料:双组份慢反应型聚脲防水涂料:砂料=1:(1~3)。
进一步的,包括以下重量比的原料:双组份慢反应型聚脲防水涂料:砂料=1:(1~2.5)。
进一步的,包括以下重量比的原料:双组份慢反应型聚脲防水涂料:砂料=1:(1~2)。
进一步的,所述双组份慢反应型聚脲防水涂料包括以下重量份数的原料:
聚醚多元醇2471 200~260份,聚醚多元醇DDL-2000 60~80份,聚醚多元醇DDL-1000 20~30份,4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯80~100份,聚醚胺T5000 30-50份,胺类扩链剂5~10份,超细钙粉100~150份,溶剂T-305 20~30份,增塑剂10~15份,云母粉50~80份,钛白粉10~20份,白炭黑5~10份和颜填料黑炭黑3~5份。
进一步的,所述双组份慢反应型聚脲防水涂料包括以下重量份数的原料:
聚醚多元醇2471 210~250份,聚醚多元醇DDL-2000 65~75份,聚醚多元醇DDL-1000 22~28份,4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯85~95份,聚醚胺T5000 35-45份,胺类扩链剂6~9份,超细钙粉110~140份,溶剂T-305 22~28份,增塑剂11~14份,云母粉55~75份,钛白粉12~18份,白炭黑6~9份和颜填料黑炭黑3.5~4.5份。
进一步的,所述砂料包括河沙或石英砂。
一种上述混凝土薄层修复聚合物砂浆的制备方法,将所述双组份慢反应型聚脲防水涂料与砂料混合均匀,得到所述混凝土薄层修复聚合物砂浆。
进一步的,向均化后的双组份慢反应型聚脲防水涂料中逐渐加入干燥后的砂料,然后搅拌3~5min,得到所述混凝土薄层修复聚合物砂浆。
与已有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明通过采用特定组成的双组份慢反应型聚脲防水涂料与砂料混合得到的聚合物砂浆,其反应时间具有很强的可调节性,并且由于双组份慢反应型聚脲防水涂料具有优越的弹性性能和粘结性能,因此,本发明提供的聚合物砂浆具有很好的耐磨修复能力。将本发明中的混凝土薄层修复聚合物砂浆用于修补水利、市政、交通等混凝土工程,能很好地解决混凝土建筑构件受到冲蚀、冻胀和机械破坏的损伤问题。
本发明混凝土薄层修复聚合物砂浆中的双组份慢反应型聚脲防水涂料弥补了双组份喷涂聚脲弹性体固化时间过快,与基层粘接性差并且需用专门的喷涂设备等缺点;相对单组分聚脲防水涂料,本发明的混凝土薄层修复聚合物砂浆具有如下优点:①双组份慢反应型聚脲防水涂料固化速度可调,实干时间1天-3天,可快速进入下一道工序或直接运行;②双组份慢反应型聚脲防水涂料生产和储存条件要求一般,更易推广应用;③单组分聚脲涂料施工较厚(大于5mm)时,分散过程中要加水来让其固化,造成材料不够密实,必定影响材料机械强度和抗渗性;而双组份慢反应型聚脲防水涂料施工厚度不受限制,且更密实,抗冲耐磨性能更优异。
综上所述,本发明中的混凝土薄层修复聚合物砂浆具有如下优点:
1)双组份慢反应型聚脲防水涂料与不同基材的粘接性较好,其力学性能大大高于聚氨酯、聚氨酯(脲)的力学性能,因此,本发明中的混凝土薄层修复聚合物砂浆机械强度高,弹性好,耐老化性能突出;
2)本发明中混凝土薄层修复聚合物砂浆固化时间可调,适用于不同场合的施工要求;
3)本发明中混凝土薄层修复聚合物砂浆属于弹性材料,弹性混凝土薄层修复聚合物砂浆能够更好做到抗冲蚀修复,弥补了丙乳砂浆的粘结性差、环氧砂浆耐老化性差和单组分聚脲砂浆固化慢的缺陷,兼具环氧砂浆的优异的粘结性能、抗侵蚀性和单组分聚脲砂浆抗冲磨性,综合性能优于现有丙乳砂浆、环氧砂浆和砂单组分聚脲砂浆的修补性能;
4)由双组份慢反应型聚脲防水涂料配制的混凝土薄层修复聚合物砂浆粘接强度高、耐磨性好、干缩变形小且具有良好的和易性,同时,搅拌均匀度高,质量稳定,保证了施工的质量。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明的一个方面提供了一种混凝土薄层修复聚合物砂浆,包括以下重量比的原料:双组份慢反应型聚脲防水涂料:砂料=1:(1~3)。
本发明通过采用特定组成的双组份慢反应型聚脲防水涂料与砂料混合得到的聚合物砂浆,其反应时间具有很强的可调节性,并且由于双组份慢反应型聚脲防水涂料具有优越的弹性性能和粘结性能,因此,本发明提供的聚合物砂浆具有很好的耐磨修复能力。将本发明中的混凝土薄层修复聚合物砂浆用于修补水利、市政、交通等混凝土工程,能很好地解决混凝土建筑构件受到冲蚀、冻胀和机械破坏的损伤问题。
本发明混凝土薄层修复聚合物砂浆中的双组份慢反应型聚脲防水涂料弥补了双组份喷涂聚脲弹性体固化时间过快,与基层粘接性差并且需用专门的喷涂设备等缺点;相对单组分聚脲防水涂料,本发明的混凝土薄层修复聚合物砂浆具有如下优点:①双组份慢反应型聚脲防水涂料固化速度可调,实干时间1天-3天,可快速进入下一道工序或直接运行;②双组份慢反应型聚脲防水涂料生产和储存条件要求一般,更易推广应用;③单组分聚脲涂料施工较厚(大于5mm)时,分散过程中要加水来让其固化,造成材料不够密实,必定影响材料机械强度和抗渗性;而双组份慢反应型聚脲防水涂料施工厚度不受限制,且更密实,抗冲耐磨性能更优异。
综上所述,本发明中的混凝土薄层修复聚合物砂浆具有如下优点:
1)双组份慢反应型聚脲防水涂料与不同基材的粘接性较好,其力学性能大大高于聚氨酯、聚氨酯(脲)的力学性能,因此,本发明中的混凝土薄层修复聚合物砂浆机械强度高,弹性好,耐老化性能突出;
2)本发明中混凝土薄层修复聚合物砂浆固化时间可调,适用于不同场合的施工要求;
3)本发明中混凝土薄层修复聚合物砂浆属于弹性材料,弹性混凝土薄层修复聚合物砂浆能够更好做到抗冲蚀修复,弥补了丙乳砂浆的粘结性差、环氧砂浆耐老化性差和单组分聚脲砂浆固化慢的缺陷,兼具环氧砂浆的优异的粘结性能、抗侵蚀性和单组分聚脲砂浆抗冲磨性,综合性能优于现有丙乳砂浆、环氧砂浆和砂单组分聚脲砂浆的修补性能;
4)由双组份慢反应型聚脲防水涂料配制的混凝土薄层修复聚合物砂浆粘接强度高、耐磨性好、干缩变形小且具有良好的和易性,同时,搅拌均匀度高,质量稳定,保证了施工的质量。
本发明中,双组份慢反应型聚脲防水涂料和砂料典型但非限制性的重量比例如可以为1:1、1:1.5、1:2、1:2.5或1:3。
作为本发明优选的实施方式,包括以下重量比的原料:双组份慢反应型聚脲防水涂料:砂料=1:(1~2.5)。
作为本发明进一步优选的实施方式,包括以下重量比的原料:双组份慢反应型聚脲防水涂料:砂料=1:(1~2)。
通过进一步优化双组份慢反应型聚脲防水涂料和砂料的配比,可以进一步提高混凝土薄层修复聚合物砂浆的粘结性、弹性和耐老化性能。
作为本发明优选的实施方式,所述双组份慢反应型聚脲防水涂料包括以下重量份数的原料:
聚醚多元醇2471 200~260份,聚醚多元醇DDL-2000 60~80份,聚醚多元醇DDL-1000 20~30份,4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯80~100份,聚醚胺T5000 30-50份,胺类扩链剂5~10份,超细钙粉100~150份,溶剂T-305 20~30份,增塑剂10~15份,云母粉50~80份,钛白粉10~20份,白炭黑5~10份和颜填料黑炭黑3~5份。
其中,溶剂T-305为苏州市森菲达化工有限公司生产的产品。
上述优选方式中的双组份慢反应型聚脲防水涂料固化时间可调(固化时间一般为1天-3天),浸润性好,最终涂膜材料与各类复杂的基材的粘接性较好,其力学性能远远高于聚氨酯和聚氨酯(脲)的力学性能,依据固化剂的种类和用量,可制备从20MPa-40MPa不等的各类高强度柔性材料。双组份慢反应型聚脲防水涂料的材料密实,干缩变形小,机械强度高,是目前为止耐久性最长的柔性涂层之一。因此由双组份慢反应型聚脲防水涂料配制的混凝土薄层修复聚合物砂浆粘接强度高、耐磨性好、干缩变形小且具有良好的和易性,同时,搅拌均匀度高,质量稳定,保证了施工的质量。
通过优化双组份慢反应型聚脲防水涂料的原料的配比,以增加双组份慢反应型聚脲防水涂料硬度和柔韧性,进而提高混凝土薄层修复聚合物砂浆的粘结性和弹性,增加混凝土薄层修复聚合物砂浆与基体件的粘结力和抗冲蚀性,提高其修补能力。
在上述优选实施方式中,聚醚多元醇2471典型但非限制性的重量份数例如可以为:200份、210份、220份、230份、240份、250份、或260份;聚醚多元醇DDL-2000典型但非限制性的重量份数例如可以为:60份、65份、70份、75份或80份;聚醚多元醇DDL-1000典型但非限制性的重量份数例如可以为:20份、22份、24份、26份、28份或30份;4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯典型但非限制性的重量份数例如可以为:80份、85份、90份、95份或100份;聚醚胺T5000典型但非限制性的重量份数例如可以为:30份、35份、40份、45份或50份;胺类扩链剂典型但非限制性的重量份数例如可以为:5份、6份、7份、8份、9份或10份;超细钙粉典型但非限制性的重量份数例如可以为:100份、110份、120份、130份、140份或150份;溶剂T-305典型但非限制性的重量份数例如可以为:20份、22份、24份、26份、28份或30份;增塑剂典型但非限制性的重量份数例如可以为:10份、11份、12份、13份、14份或15份;云母粉典型但非限制性的重量份数例如可以为:50份、55份、60份、65份、70份、75份或80份;钛白粉典型但非限制性的重量份数例如可以为:10份、12份、14份、16份、18份或20份;白炭黑典型但非限制性的重量份数例如可以为:5份、6份、7份、8份、9份或10份;颜填料黑炭黑典型但非限制性的重量份数例如可以为:3份、3.5份、4份、4.5份或5份。
作为本发明优选的实施方式,所述双组份慢反应型聚脲防水涂料包括以下重量份数的原料:
聚醚多元醇2471 210~250份,聚醚多元醇DDL-2000 65~75份,聚醚多元醇DDL-1000 22~28份,4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯85~95份,聚醚胺T5000 35-45份,胺类扩链剂6~9份,超细钙粉110~140份,溶剂T-305 22~28份,增塑剂11~14份,云母粉55~75份,钛白粉12~18份,白炭黑6~9份和颜填料黑炭黑3.5~4.5份。
作为本发明优选的实施方式,所述砂料包括河沙或石英砂。实际施工过程中,可根据工程要求选择合适粒径的砂子。
本发明的另一个方面提供了一种上述混凝土薄层修复聚合物砂浆的制备方法,将所述双组份慢反应型聚脲防水涂料与砂料混合均匀,得到所述混凝土薄层修复聚合物砂浆。
作为本发明优选的实施方式,向均化后的双组份慢反应型聚脲防水涂料中逐渐加入干燥后的砂料,然后搅拌3~5min,得到所述混凝土薄层修复聚合物砂浆。
下面将结合实施例和对比例对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
本实施例是一种混凝土薄层修复聚合物砂浆,该混凝土薄层修复聚合物砂浆中双组份慢反应型聚脲防水涂料和砂料的重量比为1:1。其中,双组份慢反应型聚脲防水涂料包括以下重量份数的原料:聚醚多元醇2471 230份,DDL-2000聚醚多元醇70份,DDL-1000聚醚多元醇25份,4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯90份,T5000聚醚胺40份,胺类扩链剂7份,超细钙粉120份,溶剂T-305 25份,增塑剂13份,云母粉65份,钛白粉15份,白炭黑7份和颜填料黑炭黑4份。
实施例2
本实施例是一种混凝土薄层修复聚合物砂浆,该混凝土薄层修复聚合物砂浆中双组份慢反应型聚脲防水涂料和砂料的重量比为1:1.5。其中,双组份慢反应型聚脲防水涂料的成分与实施例1相同。
实施例3
本实施例是一种混凝土薄层修复聚合物砂浆,该混凝土薄层修复聚合物砂浆中双组份慢反应型聚脲防水涂料和砂料的重量比为1:2。其中,双组份慢反应型聚脲防水涂料的成分与实施例1相同。
实施例4
本实施例是一种混凝土薄层修复聚合物砂浆,该混凝土薄层修复聚合物砂浆中双组份慢反应型聚脲防水涂料和砂料的重量比为1:2.5。其中,双组份慢反应型聚脲防水涂料的成分与实施例1相同。
实施例5
本实施例是一种混凝土薄层修复聚合物砂浆,该混凝土薄层修复聚合物砂浆中双组份慢反应型聚脲防水涂料和砂料的重量比为1:3。其中,双组份慢反应型聚脲防水涂料的成分与实施例1相同。
实施例6
本实施例是一种混凝土薄层修复聚合物砂浆,该混凝土薄层修复聚合物砂浆中双组份慢反应型聚脲防水涂料和砂料的重量比为1:1。其中,双组份慢反应型聚脲防水涂料包括以下重量份数的原料:聚醚多元醇2471 200份,聚醚多元醇DDL-2000 80份,聚醚多元醇DDL-1000 20份,4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯100份,聚醚胺T500030份,胺类扩链剂7份,超细钙粉150份,溶剂T-305 20份,增塑剂10份,云母粉80份,钛白粉10份,白炭黑10份和颜填料黑炭黑3份。
实施例7
本实施例是一种混凝土薄层修复聚合物砂浆,该混凝土薄层修复聚合物砂浆中双组份慢反应型聚脲防水涂料和砂料的重量比为1:1。其中,双组份慢反应型聚脲防水涂料包括以下重量份数的原料:聚醚多元醇2471 260份,聚醚多元醇DDL-2000 60份,聚醚多元醇DDL-1000 30份,4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯80份,聚醚胺T500050份,胺类扩链剂5份,超细钙粉100份,溶剂T-305 30份,增塑剂15份,云母粉50份,钛白粉20份,白炭黑5份和颜填料黑炭黑5份。
实施例8
本实施例是一种混凝土薄层修复聚合物砂浆,该混凝土薄层修复聚合物砂浆中双组份慢反应型聚脲防水涂料和砂料的重量比为1:1。其中,双组份慢反应型聚脲防水涂料包括以下重量份数的原料:聚醚多元醇2471 230份,聚醚多元醇DDL-2000 70份,聚醚多元醇DDL-1000 20份,4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯90份,聚醚胺T500040份,胺类扩链剂8份,超细钙粉100份,溶剂T-305 20份,增塑剂10份,云母粉80份,钛白粉10份,白炭黑8份和颜填料黑炭黑3份。
实施例9
本实施例是一种混凝土薄层修复聚合物砂浆,该混凝土薄层修复聚合物砂浆中双组份慢反应型聚脲防水涂料和砂料的重量比为1:1。其中,双组份慢反应型聚脲防水涂料包括以下重量份数的原料:聚醚多元醇2471 250份,聚醚多元醇DDL-2000 60份,聚醚多元醇DDL-1000 20份,4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯90份,聚醚胺T500030份,胺类扩链剂10份,超细钙粉150份,溶剂T-305 20份,增塑剂10份,云母粉80份,钛白粉10份,白炭黑10份和颜填料黑炭黑3份。
实施例1-9中的混凝土薄层修复聚合物砂浆在制备时先将砂料筛选干燥处理,按重量比将双组份慢反应型聚脲防水涂料与砂料混合,混合时先使双组份慢反应型聚脲防水涂料自身分散均匀,再逐渐加入砂料,充分搅拌3-5min得到混凝土薄层修复聚合物砂浆,制备得到的混凝土薄层修复聚合物砂浆需要在3小时内用完。
对比例1
本对比例是一种混凝土薄层修复聚合物砂浆,该混凝土薄层修复聚合物砂浆中双组份慢反应型聚脲防水涂料和砂料的重量比为1:4。其中,双组份慢反应型聚脲防水涂料与实施例1中的相同。
对比例2
本对比例是一种混凝土薄层修复聚合物砂浆,该混凝土薄层修复聚合物砂浆中双组份慢反应型聚脲防水涂料和砂料的重量比为1:0.5。其中,双组份慢反应型聚脲防水涂料与实施例1中的相同。
对比例3
本对比例是一种丙乳砂浆,该丙乳砂浆中水泥:砂子:丙乳:水=1:2:0.25:0.1。
对比例4
本对比例是一种环氧砂浆,该环氧砂浆中中包括以下重量份数的原料:环氧树脂100份、稀释剂30份、固化剂10份、增韧剂10份、425号水泥100份、砂子700份。
对比例5
本对比例是一种单组分聚脲砂浆,其中,单组分聚脲防水涂料和砂料的重量比为1:3。
分别用实施例1-9和对比例1-5提供的砂浆制备试块,其中,试块的厚度均为2cm,之后对各试块进行性能测试,结果列于表1。
表1各实施例和对比例的砂浆的测试结果
从表1中的数据可以看出,对比例1与实施例1-9相比,当砂料的比例升高后,聚合物砂浆拉伸强度和与基准混凝土的粘结强度降低,说明对比例1中的聚合物砂浆的弹性和粘结力较差。
对比例2与实施例1-9相比,当砂料的比例降低后,其拉伸强度、与基准混凝土的粘结强度和抗冲耐磨性能明显提高,但是此时砂料的加入量过少,不满足实际应用要求。
对比例3中的丙乳砂浆与实施例1-9相比,实施例1-9中的聚合物砂浆的拉伸强度、与基准混凝土的粘结强度和抗冲耐磨性能明显高于对比例3,说明对比例3中的丙乳砂浆的弹性、粘结力和抗冲击性较差;同时,对比例3中的丙乳砂浆的实干时间也较长,因此,本发明提供的聚合物砂浆更适用于破坏严重的混凝土的修复。
对比例4中的环氧砂浆与实施例1-9相比,对比例4属于刚性材料,无弯折性且老化年限短,说明本发明实施例1-9提供的聚合物砂浆的弹性要优于对比例4,更适用于混凝土修复。
对比例5中的单组分聚脲砂浆与实施例1-9相比,其表干时间为7小时,实干时间需要20天,因此,本发明中的聚合物砂浆的相对于单组分聚脲砂浆,固化时间快,能提高修补厚度。
综上所述,本发明提供的混凝土薄层修复聚合物砂浆的各项综合性能更适于修复混凝土建筑构件。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明,然而应意识到,在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此,这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
Claims (5)
1.一种混凝土薄层修复聚合物砂浆,其特征在于,包括以下重量比的原料:双组份慢反应型聚脲防水涂料:砂料=1:(1~2);
所述双组份慢反应型聚脲防水涂料包括以下重量份数的原料:
聚醚多元醇2471 200~260份,聚醚多元醇DDL-2000 60~80份,聚醚多元醇DDL-100020~30份,4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯80~100份,聚醚胺T5000 30-50份,胺类扩链剂5~10份,超细钙粉100~150份,溶剂T-305 20~30份,增塑剂10~15份,云母粉50~80份,钛白粉10~20份,白炭黑5~10份和颜填料黑炭黑3~5份。
2.根据权利要求1所述的混凝土薄层修复聚合物砂浆,其特征在于,所述双组份慢反应型聚脲防水涂料包括以下重量份数的原料:
聚醚多元醇2471 210~250份,聚醚多元醇DDL-2000 65~75份,聚醚多元醇DDL-100022~28份,4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯85~95份,聚醚胺T5000 35-45份,胺类扩链剂6~9份,超细钙粉110~140份,溶剂T-305 22~28份,增塑剂11~14份,云母粉55~75份,钛白粉12~18份,白炭黑6~9份和颜填料黑炭黑3.5~4.5份。
3.根据权利要求1所述的混凝土薄层修复聚合物砂浆,其特征在于,所述砂料包括河沙或石英砂。
4.一种权利要求1-3任一项所述的混凝土薄层修复聚合物砂浆的制备方法,其特征在于,将所述双组份慢反应型聚脲防水涂料与砂料混合均匀,得到所述混凝土薄层修复聚合物砂浆。
5.根据权利要求4所述的混凝土薄层修复聚合物砂浆的制备方法,其特征在于,向均化后的双组份慢反应型聚脲防水涂料中逐渐加入干燥后的砂料,然后搅拌3~5min,得到所述混凝土薄层修复聚合物砂浆。
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