CN108048012A - 一种水下环氧树脂灌浆料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水下环氧树脂灌浆料。本发明所述水下环氧树脂灌浆料由以下重量份的组份组成：环氧树脂100份，活性稀释剂0~30份，固化剂50~65份，催化剂2~6份，石英砂150~780份；所述固化剂为含有咪唑啉结构的固化剂；所述催化剂为碱催化剂；所述石英砂的粒径为10目~800目。本发明所述水下环氧树脂灌浆料利用了咪唑啉在催化剂的作用下遇水开环的特性，反应消耗了混凝土界面上的水，实现了反应型自排水，最终得到了优异的水下粘结强度；本发明水下环氧树脂灌浆料的力学强度保持较高，能够满足绝大多数的混凝土修补与加固的工程。

Description

一种水下环氧树脂灌浆料
技术领域
本发明涉及一种水下环氧树脂灌浆材料，具体为一种用于水下混凝土修补加固领域的灌浆材料。
背景技术
目前，我国有大量的跨江、跨海桥梁随着服役年限的增加，其墩柱的病害日益严重。一般情况下，墩柱都是浸泡在水环境中的，修补作业非常困难。环氧树脂灌浆料具有优异的力学性能、粘接性能和耐化学腐蚀性能，被广泛应用于混凝土建筑物的结构修补与加固工程。然而，传统的环氧树脂只能应用在干燥基材上，难以满足潮湿和水下环境的工程应用需求，特别是沿江跨海地区的桥梁墩柱、码头桩基等。作为关键材料之一的环氧灌浆料应具有优异的可固化性能、力学性能以及粘结强度。
现有技术领域中实现水下固化的环氧灌浆料主要采用可遇水反应分解出胺活性基团的酮亚胺类的固化剂。因为其固化时会产生小分子酮，一方面降低了界面粘结性能和固化物的力学性能；另一方面在水的扰动下提高了浆材的水中分离度，降低修复质量。
咪唑啉化合物在碱性催化剂条件下可以遇水迅速开环，并能够形成可以与环氧树脂反应的活性胺，但并没有小分子化合物产生。利用这样的原理，发明人经过大量实验，意外发现了含有咪唑啉结构的固化剂在催化剂的作用下与环氧树脂能够形成水下可固化的组合物。
发明内容
针对现有技术中采用酮亚胺类的固化剂会产生小分子酮而导致强度降低的问题，本发明提供了一种水下环氧树脂灌浆料，具有优异的水下力学强度和水下粘结强度。
本发明提供了一种水下环氧树脂灌浆料，由以下重量份的组份组成：
所述水下环氧树脂灌浆料通过上述原料混合后得到。
为了降低灌浆料的粘度，所述环氧树脂为本领域常见的粘度较低的环氧树脂E51；
为了进一步降低灌浆料的粘度，提升流动性，所述活性稀释剂可优选自C12～C14烷基缩水甘油醚(AGE)和苄基缩水甘油醚(692)中的任意一种或几种；
所述固化剂为含有咪唑啉结构的固化剂。
所述固化剂优选为市售含有极高含量的咪唑啉结构，同时可以室温固化环氧树脂E51的固化剂Ancamide 506，所述固化剂Ancamide 506可商购，商品厂家为赢创工业集团，原气体化工公司；
本发明的优选实施例中，为了将咪唑啉遇水能够顺利开环，所述催化剂为碱催化剂，优选自氢氧化钠、氢氧化钙、遇水能够转变成氢氧化钠的氧化钠以及遇水能够转变成氢氧化钙的氧化钙中的任意一种；
本发明的优选实施例中，所述石英砂的粒径为10目～800目。
本发明的水下环氧树脂灌浆料的粘聚性、孔隙率等性能的进一步改善可以通过调整石英砂的级配来实现，优选连续级配，这是本领域的技术人员熟知的并且可以根据需要进行调节，此处不做限定和详细描述；
本发明的水下环氧树脂灌浆料的和易性可以通过加入消泡剂、分散剂、触变剂等进一步提高；这是本领域的技术人员熟知的并且可以根据需要进行调节，此处不做限定和详细描述；
本发明的水下环氧树脂灌浆料的固化时间可以通过加入促进剂(如DMP30等)，这是本领域的技术人员熟知的并且可以根据需要进行调节，此处不做限定和详细描述；
本发明的水下环氧树脂灌浆料的粘结强度可以通过加入硅烷偶联剂(如KH550、KH560等)进一步提升，这是本领域的技术人员熟知的并且可以根据需要进行调节，此处不做限定和详细描述；
本发明的水下环氧树脂灌浆料利用了咪唑啉在催化剂的作用下遇水开环的特性，反应消耗了混凝土界面上的水，实现了反应型自排水，最终得到了优异的水下粘结强度，在优选实施例中的水下粘结拉拔强度达4.5MPa。
由于反应中没有产生小分子化合物，本发明的水下环氧树脂灌浆料的力学强度保持较高。在优选实施例中的水下固化的抗压强度达75MPa，能够满足绝大多数的混凝土修补与加固的工程。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
各实施例和对比例的抗压强度和粘结拉拔强度的测试按照D/L 5193-2004进行。试件的浇筑和养护均在水下20℃环境中进行。
各实施例和对比例的配方比例与性能数据如表1和表2所示，其中对比例5和对比例6中使用的固化剂是本领域常见的593固化剂(采购于常州山峰化工有限公司)，不含有咪唑啉结构。对比例7和8使用的固化剂是本领域常见的酮亚胺固化剂(采购于山东德源环氧科技有限公司)。
表1各实施例及对比例的原材料配方
表2各实施例及对比例的性能数据
从实施例1和对比例1可以看出，在碱性催化剂氢氧化钠的存在下，实施例1的抗压强度和粘结强度得到很大的提升。其它组的对比也表现了相同的规律。申请人认为，没有催化剂的存在下，咪唑啉开环的可能较小，反应较慢，导致对比例1的交联密度不高，体现出抗压强度不高；因为界面的水没有及时反应掉，导致粘结强度不高。
从实施例5和对比例5、实施例6和对比例6可以看出，没有咪唑啉结构的593固化剂即使在有催化剂的存在的条件下，水下粘结强度也很低，说明并不是催化剂单独起到作用，而是与咪唑啉发挥了协同作用，说明了咪唑啉的确能够在催化剂的存在下，消耗了界面上的水，由环氧树脂取代，形成了较高的粘结强度。
从实施例5和对比例7、实施例6和对比例8可以看出，虽然酮亚胺固化剂的抗压强度明显低于咪唑啉固化剂，同时酮亚胺固化剂的粘结强度也不是特别高，正说明了咪唑啉固化剂在本发明的催化剂作用下不仅具有较好的粘结强度，还保持了更高的抗压强度。
各实施例和对比例的结果仅仅描述了本发明的技术原理、基本特征和显著优点。本行业的技术人员应该知道，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明的技术原理的情况下，本发明还会有一些变化，这些变化理应落到本发明保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种水下环氧树脂灌浆料，其特征在于，由以下重量份的组份组成：
所述固化剂为含有咪唑啉结构的固化剂；
所述催化剂为碱催化剂；
所述石英砂的粒径为10目～800目。
2.根据权利要求1所述的一种水下环氧树脂灌浆料，其特征在于，所述环氧树脂为E51。
3.根据权利要求2所述的一种水下环氧树脂灌浆料，其特征在于，所述活性稀释剂选自C12～C14烷基缩水甘油醚(AGE)和苄基缩水甘油醚(692)中的任意一种或几种。
4.根据权利要求3所述的一种水下环氧树脂灌浆料，其特征在于，所述固化剂为市售固化剂Ancamide 506，所述固化剂Ancamide 506可商购，商品厂家为赢创工业集团，原气体化工公司。
5.根据权利要求4所述的一种水下环氧树脂灌浆料，其特征在于，所述催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钙、氧化钠和氧化钙中的任意一种。
6.根据权利要求5所述的一种水下环氧树脂灌浆料，其特征在于，所述石英砂为连续级配石英砂。
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