CN108585617B - 一种抗冻融水性环氧砂浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抗冻融水性环氧砂浆及其制备方法，其中，抗冻融水性环氧砂浆，包含如下组分：环氧树脂10份，且每10份的环氧树脂对应有水性固化剂10‑20份，稀释剂0.1‑3.0份，消泡剂0.1‑0.5份，促进剂0.1‑1份，石英砂20‑300份，微硅粉1‑30份，水1‑20份。本发明的一种抗冻融水性环氧砂浆及其制备方法，与油性环氧砂浆和水性乳液环氧砂浆相比，本发明提供的水性环氧砂浆固含量适中，固化速率快，抗振性能好，非常适用于高铁底座板的修复使用；且采用圆粒石英砂，与非圆粒石英砂相比具有更小的比表面积和更好的和易性。

Description

一种抗冻融水性环氧砂浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑工程修补技术领域，更具体地，涉及一种抗冻融水性环氧砂浆及其制备方法。

背景技术

哈大高铁地处高寒地区，底座板混凝土在遭受雨水侵蚀、冻融循环和剧烈振动的作用下，已经出现了粉化、开裂和钢筋裸露的情况。环氧砂浆应用于混凝土修补工程上具有强度高、粘接性好、快速硬化的特点，因此，环氧砂浆被尝试应用在无砟轨道底座板的修补。

然而，目前水性环氧砂浆的主要技术方向中均选用了水泥作为硬化剂，硬化后的水泥主要成分为氢氧化钙、水化铝酸钙等碱性矿物质，而雨水为弱酸性，就会与上述组分发生反应，生成新的化合物。而新生成的化合物或易溶于水，或为松软无粘结力的物质，或结晶膨胀，引起矿物成分的流失和有害的内应力而破坏混凝土结构。

此外，油性环氧砂浆中环氧树脂和固化剂的固含量很高，几乎达到百分之百，且对填料浸渍效果差，填料添加量较小，导致其具有脆性大、固化收缩率高的缺点；水性环氧乳液砂浆中水性环氧乳液和固化剂的固含量较低，一般均在60％以下，因此，具有硬化速度慢、强度较低的缺点。从而导致无论是油性环氧砂浆还是水性环氧砂浆均不适用于哈大高铁的无砟轨道底座板的修补，因此，急需发明一种适用于高寒地区、应用于户外的抗冻融水性环氧砂浆，以满足高寒地区的无砟轨道底座板的修补。

发明内容

本发明提供一种凝胶时间短、收缩率低、固化速率快、抗振性能好和抗冻融性能好的抗冻融水性环氧砂浆及其制备方法，以达到解决现有环氧砂浆凝固时间长、收缩率高、抗冻性能差的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种抗冻融水性环氧砂浆，包含如下组分：环氧树脂10份，且每10份的环氧树脂对应有水性固化剂10-20份，稀释剂0.1-3.0份，消泡剂0.1-0.5份，促进剂0.1-1份，石英砂20-300份，微硅粉1-30份，水1-20份。

在上述方案基础上优选，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-54、双酚A型环氧树脂E-52D、双酚A型环氧树脂E-51和双酚A型环氧树脂E-44的一种或两种以上任意配比的混合物。

在上述方案基础上优选，所述水性固化剂为自乳化型水性环氧固化剂。

在上述方案基础上优选，所述自乳化型水性环氧固化剂包括咪唑啉和多胺环氧加成物，所述多胺环氧加成物为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺的一种或两种以上任意配比的混合物与单环氧或多环氧的加成物。

在上述方案基础上优选，所述稀释剂为活性稀释剂和非活性稀释剂。

在上述方案基础上优选，所述活性稀释剂为丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-已二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚的一种或两种以上任意配比的混合物。

在上述方案基础上优选，所述非活性稀释剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯的一种或两种以上任意配比的混合物。

在上述方案基础上优选，所述消泡剂为有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂和聚醚类消泡剂的一种或两种以上任意配比的混合物。

在上述方案基础上优选，所述促进剂为三-(二甲胺基甲基)苯酚、吡啶、苄基二甲胺的一种。

在上述方案基础上优选，所述石英砂为20-140目的级配无棱角石英砂，所述微硅粉为400-2000目，所述水为过滤水、蒸馏水、自来水中的一种。

本发明还提供了一种制备如上所述的一种抗冻融水性环氧砂浆的方法，包括如下步骤：

S1，按如权利要求1所述比例，将所述环氧树脂与所述稀释剂混合，以获取组分A；

按权利要求1所述比例，将所述水性固化剂、自来水、消泡剂和促进剂混合，以获取组分B；

按权利要求1所述比例，将所述石英砂和所述微硅粉混合，以获取组分C；

S2，将所述组分A与所述组分B按比例混合，搅拌至乳白色，加入组分C，再次搅拌均匀。

本发明的一种抗冻融水性环氧砂浆及其制备方法，具备以下优点：

1.与油性环氧砂浆和水性乳液环氧砂浆相比，本发明提供的水性环氧砂浆固含量适中，固化速率快，抗振性能好，非常适用于高铁底座板的修复使用；

2.本发明提供的水性环氧砂浆采用圆粒石英砂，与非圆粒石英砂相比具有更小的比表面积和更好的和易性；

3.本发明提供的水性环氧砂浆选用微硅粉作为矿物掺和料，微硅粉能够很好地包裹石英砂，通过吸收一定量的乳液和固化剂从而固结体系；

4.本发明提供的水性环氧砂浆填料添加量范围广，可根据修补厚度调节填料添加量，制成自流平环氧砂浆和高强度修补环氧砂浆。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明一种抗冻融水性环氧砂浆的方法，包括如下步骤：

S1，将由双酚A型环氧树脂E-5110份和活性稀释剂丁基缩水甘油醚1份混合，以获取组分A；

三乙烯四胺环氧加成物10份、水5份、聚醚类消泡剂0.2份、DMP-30促进剂0.2份混合，以获取组分B；

20-40目圆粒石英砂10份、40-70目圆粒石英砂5份、70-140目圆粒石英砂5份、微硅粉1份混合，以获取组分C；

S2，将所述组分A与所述组分B按质量比为1:1.5的比例混合，搅拌至乳白色，加入组分C，且所述组分A：组分B：组分C的重量比为1：1.5:25。

其中，上述A组分中的双酚A型环氧树脂E-51用作水性环氧砂浆的树脂基体，活性稀释剂丁基缩水甘油醚用作降低体系黏度，三乙烯四胺环氧加成物作为水性固化剂，水用作固化剂稀释剂，DMP-30用作促进剂以提高固化速率，20-140目级配圆粒石英砂用作增加体系的强度和提高体系的密实度，微硅粉用作体系的矿物掺和料。

实施例一

步骤一：10kg双酚A型环氧树脂E-51与1kg活性稀释剂丁基缩水甘油醚混合均匀，静置脱泡后得A组分；将10kg三乙烯四胺环氧加成物、5kg自来水、消泡剂0.2kg和DMP-30促进剂0.2kg混合均匀，静置脱泡得B组分；将20-40目圆粒石英砂10kg、40-70目圆粒石英砂5kg、70-140目圆粒石英砂5kg、微硅粉1kg搅拌均匀得C组分。

步骤二：取1kg A组分与1.5kg B组分混合，搅拌至纯乳白色后加入25kgC组分，可得高强度修补砂浆。

根据检测结果，其抗压强度为35MPa，吸水率小于0.2％，5％盐酸溶液处理7天后的质量损失率为2.5％、抗压强度为28MPa，冻融试验(一个循环：-80℃处理12h、120℃处理12h)经历五个循环后其抗压强度为32MPa。

实施例二

实施例二的抗冻融水性环氧砂浆的制作方法与实施例一完全相同，不同的是，实施例二中的三乙烯四胺环氧加成物为15份，其它成分比例完全相同。

实施例三

实施例三的抗冻融水性环氧砂浆的制作方法与实施例一完全相同，不同的是，实施例三中的三乙烯四胺环氧加成物为20份，其它成分比例完全相同。

实施例四

实施例四的抗冻融水性环氧砂浆的制作方法与实施例一完全相同，不同的是，实施例一中的DMP-30促进剂为0.1份，其它成分比例完全相同。

实施例五

实施例五的抗冻融水性环氧砂浆的制作方法与实施例一完全相同，不同的是，实施例五中的DMP-30促进剂为0.3份，其它成分比例完全相同。

实施例六

实施例六的抗冻融水性环氧砂浆的制作方法与实施例三完全相同，不同的是，实施例六中的石英砂和硅微粉分别为15份和0.75份，其它成分比例完全相同。

实施例七

实施例七的抗冻融水性环氧砂浆的制作方法与实施例三完全相同，不同的是，实施例七中的石英砂和硅微粉分别为250份和12.5份，其它成分比例完全相同。

对比例1

对比例1的抗冻融水性环氧砂浆的制作方法与实施例一完全相同，不同的是，对比例1中的将水性固化剂改为油性固化剂。

对比例2

对比例2的抗冻融水性环氧砂浆的制作方法与实施例一完全相同，不同的是，对比例2中的将环氧树脂改为环氧乳液。

为了便于清楚获取上述实施例及对比例实验数据，请继续参阅以下视表：

为验证本发明的抗冻融水性环氧砂浆的效果，以下将实施例一至实施例七、对比例1和对比例2生产出来的砂浆，进行初凝时间检测、抗压检测、收缩率检测、粘结强度检测和抗冻性检测，以获取如下数据：

通过实验对比实施例一与对比例1和对比例2相比较，采用环氧树脂与水性固化剂结合的环氧砂浆，其初凝时间适中，既有足够的操作时间，也能够快速固化，收缩率有明显降低，且抗压强度、粘结强度和抗冻性能也明显优于对比例1和对比例2。

将实施例一与实施例二、实施例三比较，说明在其它成分相同情况下，采用10份水性固化剂比采用20份或30份水性固化剂的水性环氧砂浆具有较好的抗冻性能。

将实施例一与实施例四、实施例五比较，说明在其它成分相同情况下，采用0.2份促进剂的水性环氧砂浆比采用0.1份或0.3份促进剂具有优异的强度和合适的凝胶时间。

将实施例一与实施例六、实施例七比较，说明在其它成分相同情况下，采用200份石英砂、10份微硅粉比采用15份石英砂、0.75份微硅粉或250份石英砂、12.5份微硅粉具有优异的强度、抗冻性能，以及较低的收缩率。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗冻融水性环氧砂浆，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：环氧树脂10份，水性固化剂10-20份，稀释剂0.1-3.0份，消泡剂0.1-0.5份，促进剂0.1-1份，圆粒石英砂20-300份，微硅粉1-30份，水1-20份。

2.如权利要求1所述的一种抗冻融水性环氧砂浆，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-54、双酚A型环氧树脂E-52D、双酚A型环氧树脂E-51和双酚A型环氧树脂E-44的一种或两种以上任意配比的混合物。

3.如权利要求1所述的一种抗冻融水性环氧砂浆，其特征在于，所述水性固化剂为自乳化型水性环氧固化剂。

4.如权利要求3所述的一种抗冻融水性环氧砂浆，其特征在于，所述自乳化型水性环氧固化剂包括咪唑啉和多胺环氧加成物，所述多胺环氧加成物为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺的一种或两种以上任意配比的混合物与单环氧或多环氧的加成物。

5.如权利要求1所述的一种抗冻融水性环氧砂浆，其特征在于，所述稀释剂为活性稀释剂和非活性稀释剂。

6.如权利要求5所述的一种抗冻融水性环氧砂浆，其特征在于，所述活性稀释剂为丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-已二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚的一种或两种以上任意配比的混合物；所述非活性稀释剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯的一种或两种以上任意配比的混合物。

7.如权利要求1所述的一种抗冻融水性环氧砂浆，其特征在于，所述消泡剂为有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂和聚醚类消泡剂的一种或两种以上任意配比的混合物。

8.如权利要求1所述的一种抗冻融水性环氧砂浆，其特征在于，所述促进剂为三-(二甲胺基甲基)苯酚、吡啶、苄基二甲胺的一种。

9.如权利要求1所述的一种抗冻融水性环氧砂浆，其特征在于，所述石英砂为20-140目的级配无棱角石英砂，所述微硅粉为400-2000目，所述水为过滤水、蒸馏水、自来水中的一种。

10.一种制备如权利要求1所述的一种抗冻融水性环氧砂浆的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，按如权利要求1所述比例，将环氧树脂与稀释剂混合，以获取组分A；

按权利要求1所述比例，将水性固化剂、水、消泡剂和促进剂混合，以获取组分B；

按权利要求1所述比例，将圆粒石英砂和微硅粉混合，以获取组分C；

S2，将所述组分A与所述组分B按比例混合，搅拌至乳白色，加入组分C，再次搅拌均匀。