CN108384497A - 一种低粘度混凝土裂缝修补灌注胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低粘度混凝土裂缝修补灌注胶及其制备方法。一种低粘度混凝土裂缝修补灌注胶，由质量比为100:30的A组分和B组分组成；其中，按质量份数计，A组分包括腰果酚环氧树脂100份，酯类稀释剂1.2‑9.7份，表面活性剂0.5‑1，消泡剂1‑1.5份；B组分包括复合胺类固化剂25‑37份，偶联剂1‑3份，促进剂1‑2份。本发明所述腰果酚环氧树脂室温粘度低，由于腰果酚具有耐低温特点，腰果酚环氧树脂的粘度受温度变化影响不大，特别适合低温环境下使用；腰果酚较长的碳链为环氧树脂提供了优异的柔韧性能，配制注缝胶时可不再额外添加增韧剂；此外，其合成原料腰果壳液是一种潜在的再生资源，使得生产成本趋向低廉。

Description

一种低粘度混凝土裂缝修补灌注胶及其制备方法

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种低粘度混凝土裂缝修补灌注胶及其制备方法。

背景技术

环氧注缝胶是一种以环氧树脂为主剂，辅以稀释剂、增韧剂、表面活性剂及固化剂等助剂混合而成的多组分溶液型灌注材料。环氧注缝胶固化体具有良好的粘接特性、优异的基层适应性和良好的力学强度，被广泛应用于混凝土结构裂缝灌注修补加固工程中。

环氧注缝胶在外界压力的作用下能够深入并填充到结构体裂缝部位，其自身粘度的大小会对裂缝修复过程中胶液的灌注深度和充盈度带来直接影响，进而影响修复的效果。通常，通过添加稀释剂来达到降低胶液粘度的效果。传统的稀释剂以二甲苯、丙酮等挥发性有机溶剂为主，这类非活性稀释剂粘度很低，稀释效果很好，但往往存在挥发严重、固结体收缩率大、环保和使用安全性差等缺点，现在已很少直接使用。专利CN201510046828.5中描述的糠醛-丙酮稀释体系，能在碱性环境下固化形成呋喃树脂，并以互穿网络结构与环氧树脂固化物形成整体，极大地减少了丙酮的挥发，浆液具有粘度低、可灌性好、固化收缩率低等优点。但这类胶液不足之处在于使用了高毒性的糠醛、浆液环保性欠佳，加上溶剂挥发污染环境，固化放热量大，容易出现“爆聚”等问题；专利CN201110207935.3、CN201010219982.5、CN201310106305.6中采用了低分子量的缩水甘油醚类稀释剂，本身粘度很低，且结构中含有能参与固化剂反应的环氧基团，通常被称为活性稀释剂。聚醚类活性稀释剂的使用摒弃了挥发性有机溶剂带来的污染和固结体收缩等弊病。但这类稀释剂掺加量小于5％时，稀释效果并不特别显著，当掺加量大于5％且不超过20％的前提下，其用量每增加2％，玻璃化温度下降3～5℃，胶液固化体趋近于“弹性体”。此外，随着掺加量的增加，固结体的机械强度和粘接强度也有较大幅度的降低。

环氧注缝胶的粘度受温度的影响很大，并呈现反比例的关系，即温度越低，粘度越大。当室温由25℃降低到10℃时，普通胶液的粘度往往会增加2～4倍甚至更多，较高的粘度阻碍了胶液在裂缝中的渗透和流动。此外，传统的多元胺类固化剂虽然初始粘度低，但存在固化时间短，放热温升大的缺陷，胶液还未渗入渗透到裂缝深处即逐步发生交联固结而丧失了渗透能力，往往导致灌缝不饱满。为了保证裂缝的修复质量，需要一种粘度低，操作时间长且温度适用范围较大的环氧注缝胶产品。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种粘度低操作时间长且温度适用范围较大的混凝土裂缝修补灌注胶及其制备方法。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种低粘度混凝土裂缝修补灌注胶，由质量比为100:30的A组分和B组分组成；其中，按质量份数计，A组分包括腰果酚环氧树脂100份，酯类稀释剂1.2-9.7份，表面活性剂0.5-1，消泡剂1-1.5份；B组分包括复合胺类固化剂25-37份，偶联剂1-3份，促进剂1-2份。

按上述方案，所述脂类稀释为间苯二甲酸二缩水甘油酯、对苯二甲酸二缩水甘油酯或四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯。稀释能力极佳，此外不延长交联时间，凝固点极低，无刺激性气味。

按上述方案，所述表面活性剂为非离子聚氧乙烯改性聚二甲基硅氧烷。能显著地降低裂缝胶的表面张力，使渗透快速均匀，润湿良好。

按上述方案，所述消泡剂为有机硅液体消泡剂。

按上述方案，所述固化剂为聚醚胺固化剂和脂肪族多胺固化剂的复合型固化剂；两者质量比为100：(12～23)。

按上述方案，所述促进剂为DMP-30。

按上述方案，所述偶联剂为硅烷类偶联剂KH-550。

上述低粘度混凝土裂缝修补灌注胶的制备方法，包括如下步骤：

将腰果酚环氧树脂置于70-80℃烘箱中烘烤8h以上投入反应釜，然后依次向反应釜中加入酯类稀释剂、消泡剂和表面活性剂并搅拌均匀，制得组分A；

将复合胺类固化剂、偶联剂和促进剂混合搅拌均匀，制得组分B；

将组分A和组分B独立封装，按照设计比例现场混合均匀制得灌注胶。

本发明所述环氧树脂为腰果酚环氧树脂，其显著特点是室温条件下，粘度远低于通用型双酚A环氧树脂，由于腰果酚具有耐低温特点，腰果酚环氧树脂的粘度受温度变化影响不大，特别适合低温环境下使用；腰果酚较长的碳链为环氧树脂提供了优异的柔韧性能，其柔韧性优于双酚A型环氧树脂，配制注缝胶时可不再额外添加增韧剂；此外，其合成原料腰果壳液是一种潜在的再生资源，使得生产成本趋向低廉。

本发明相对于现有技术的有益效果在于：

区别于传统双酚A树脂，采用腰果酚环氧树脂作为主剂，具有常温粘度低、低温粘度变化不大，固化体柔韧性好，成本低的技术特点；

组分中添加了表面活性剂成分，能显著地降低注缝胶的表面张力，使胶液的渗透快速而均匀，浸润性良好；

区别于非活性稀释剂和缩水甘油醚类活性稀释剂，采用同样稀释能力极佳的缩水甘油酯类稀释剂。克服了非活性稀释剂固化收缩大、醚类稀释剂固化体“弹性有余而刚度不足”的缺点，此外不延长交联时间，凝固点极低，无刺激性气味；

采用聚醚胺和改性脂肪胺复合固化剂，具有粘度低，低温可固化的技术特点，且掺量范围较宽，适合现场施工“粗放性”的计量方式。

附图说明

附图1：混凝土裂缝经低压灌注胶修复完成后实体钻芯取样1；

附图2：混凝土裂缝经低压灌注胶修复完成后实体钻芯取样2；

附图3：混凝土裂缝经低压灌注胶修复完成后实体钻芯取样3；

附图4：实体芯样加工完成经劈裂试验后断面图。

具体实施方式

以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。

实施例1

将腰果酚环氧树脂置于烘烤车间内1h内升温至80℃，并保温8h；将加热好后腰果酚环氧树脂投入搅拌器内，开动搅拌机，并顺序加入表面活性剂、消泡剂和酯类稀释剂，控制投料时间为10min完成，投料完毕再混合10min，直至均匀，制备好A组分。B组分的混合先将固化剂组分混合均匀，在依次投入促进剂和偶联剂，混合均匀。

表1 实施例1灌注胶配比

实施例2

将腰果酚环氧树脂置于烘烤车间内1h内升温至80℃，并保温8h；将加热好后腰果酚环氧树脂投入搅拌器内，开动搅拌机，并顺序加入表面活性剂、消泡剂和酯类稀释剂，控制投料时间为10min完成，投料完毕再混合10min，直至均匀，制备好A组分。B组分的混合先将固化剂组分混合均匀，在依次投入促进剂和偶联剂，混合均匀。

表2 实施例2灌注胶配比

实施例3

将腰果酚环氧树脂置于烘烤车间内1h内升温至80℃，并保温8h；将加热好后腰果酚投入搅拌器内，开动搅拌机，并顺序加入表面活性剂、消泡剂和酯类稀释剂，控制投料时间为10min完成，投料完毕再混合10min，直至均匀，制备好A组分。B组分的混合先将固化剂组分混合均匀，在依次投入促进剂和偶联剂，混合均匀。

表3 实施例3灌注胶配比

实施例4

将腰果酚环氧树脂置于烘烤车间内1h内升温至80℃，并保温8h；将加热好后腰果酚投入搅拌器内，开动搅拌机，并顺序加入表面活性剂、消泡剂和酯类稀释剂，控制投料时间为10min完成，投料完毕再混合10min，直至均匀，制备好A组分。B组分的混合先将固化剂组分混合均匀，在依次投入促进剂和偶联剂，混合均匀。

表4 实施例4灌注胶配比

在室温条件下，按照上述配方分别称量A、B组分，搅拌均匀后，测试胶液初始粘度值和可操作时间，测试结果见表5，可操作时间为粘度达到500mPa·s时的时间。

表5 胶液工艺性能指标

待完成可操作时间测试后，将胶液浇注到相应模具中，23℃室温下放置24h后脱模，在标准环境温度下放置7d完成固化后，测试固化物各项力学性能指标，测试结果见表6。

表6 胶液固化体性能指标

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

图1～3是采用实施例2在2015年11月某江堤覆土建筑物混凝土裂缝经低压灌注胶修复完成后实体钻芯取样图，芯样取样深度为200mm。结果表明，裂缝注胶饱满，操作时间合适，现场施工性良好。加工完成后的芯样图4，经水务质检站检测，劈裂断面均发生在新界面处，修复效果明显。

Claims (8)

1.一种低粘度混凝土裂缝修补灌注胶，其特征在于由质量比为100:30的A组分和B组分组成；其中，按质量份数计，A组分包括腰果酚环氧树脂100份，酯类稀释剂1.2-9.7份，表面活性剂0.5-1，消泡剂1-1.5份；B组分包括复合胺类固化剂25-37份，偶联剂1-3份，促进剂1-2份。

2.如权利要求1所述低粘度混凝土裂缝修补灌注胶，其特征在于所述脂类稀释为间苯二甲酸二缩水甘油酯、对苯二甲酸二缩水甘油酯或四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯。

3.如权利要求1所述低粘度混凝土裂缝修补灌注胶，其特征在于所述表面活性剂为非离子聚氧乙烯改性聚二甲基硅氧烷。

4.如权利要求1所述低粘度混凝土裂缝修补灌注胶，其特征在于所述消泡剂为有机硅液体消泡剂。

5.如权利要求1所述低粘度混凝土裂缝修补灌注胶，其特征在于所述固化剂为聚醚胺固化剂和脂肪族多胺固化剂的复合型固化剂，两者质量比为100:(12～23)。

6.如权利要求1所述低粘度混凝土裂缝修补灌注胶，其特征在于所述促进剂为DMP-30。

7.如权利要求1所述低粘度混凝土裂缝修补灌注胶，其特征在于所述偶联剂为硅烷类偶联剂KH-550。

8.权利要求1-7所述低粘度混凝土裂缝修补灌注胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

将腰果酚环氧树脂置于70-80℃烘箱中烘烤8h以上投入反应釜，然后依次向反应釜中加入酯类稀释剂、消泡剂和表面活性剂并搅拌均匀，制得组分A；

将复合胺类固化剂、偶联剂和促进剂混合搅拌均匀，制得组分B；

将组分A和组分B独立封装，按照设计比例现场混合均匀制得灌注胶。