CN110668757A - 一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料及其制备方法 - Google Patents

一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料，其包含A组分、B组分和C组分，A组分包含环氧树脂50‑120份，环氧树脂稀释剂5‑25份，分散剂0.2‑1份，消泡剂0.2‑1份，流平剂1‑1.8份；B组分包含快速固化剂20‑80份，硅烷偶联剂0.1‑4份；C组分包含白水泥50‑150份、硅石粉20‑80份、重钙20‑80份，石英砂50‑150份。所述补强材料的制备方法为：于B组分中加入A组分，搅拌3‑5 min；再加入C组分，搅拌均匀。本发明的防水堵漏注浆补强材料用于水工建筑的裂缝修补、防渗加固，高速公路、桥梁隧道、人防工程中的防堵水，海岸桥墩、地下管廊、船舶、矿井等设施的混凝土修补、防腐防渗，水下、潮湿环境的混凝土修复，堵漏工程的注浆补强等，具有补强性能好、固化时间短的优势。

Description

一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及注浆补强材料的技术领域，更具体地说，它涉及一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料及其制备方法。
背景技术
环氧树脂防水涂料是一种常用的建筑防水材料，它是以双酚A环氧树脂、活性稀释剂、改性剂为主要成分，与改性胺类固化剂反应后，生成具有三维立体网状结构的固结体。环氧树脂固化后具有优良的物理力学性能：耐老化、耐冻融、耐腐蚀性能；无毒、无污染，符合环保要求，在高档防水、高速铁路以及高速公路上逐步得到推广应用。
申请号为CN2016112629314的发明专利公开了一种适用于潮湿及水下环境的环氧树脂胶粘剂，由A组分与B组分组成，其中A组分由以下按重量份计算的成分组成：环氧树脂：100份；活性稀释剂：5-30份；増韧剂：1-10份；碳酸钙：0-10份；硫酸钡：0-20份；石英粉：0-40份；水泥：0-20份；触变剂：0.5-3份；B组分由以下按重量份计算的成分组成：胺类固化剂：40-60份，邻苯二酚改性胺：1-3份，促进剂：1-10份，偶联剂：0-4份。其环氧树脂胶粘剂适用于潮湿及水下环境的各种建筑材料的粘接以及混凝土裂缝的修补，水下粘接强度高，耐水性好。
申请号为CN201610439305.1的发明专利公开了一种水下粘结修复堵漏胶泥及其制备方法，其所用原料组成及其重量配比为环氧树脂100-150份，环氧固化剂20-50份，硅灰100-150份，白炭黑60-110份，渗透结晶活性剂30-50份，堵漏王150-200份。水下粘结修复堵漏胶泥的成本低、制备工艺简单、无毒无污染、安全环保，操作方式简单，对石材、砼材、钢铁、塑料以及木材等材料具有非常明显的补强堵漏效果。
上述专利文献中以环氧树脂为主要原料的水下固化的防水堵漏补强材料，虽然具有较好的堵漏补强的效果，但是在使用的过程中往往有较长的固化时间，施工的时间长，使得工作效率低下，同时环氧树脂的固化时间过长，会有部分环氧树脂胶体溶解在水中，给环氧树脂胶体带来不利影响。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料，其具有补强性能好、粘结性强、耐水耐腐蚀以及固化时间短的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料的制备方法，其具有高效制备得到补强性能好、粘结性强、耐水耐腐蚀以及固化时间短的防水堵漏注浆补强材料的优点为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料，所述防水堵漏注浆补强材料包含A组分、B组分和C组分，
所述A组分包含以下重量份的原料：环氧树脂50-120份，环氧树脂稀释剂5-25份，分散剂0.2-1份，消泡剂0.2-1份，流平剂1-1.8份；
所述B组分包含以下重量份的原料：快速固化剂20-80份，硅烷偶联剂0.1-4份；所述C组分包含以下重量份的原料：白水泥50-150份、硅石粉20-80份、重钙20-80份，石英砂50-150份。
通过采用上述技术方案，由于环氧树脂是一种无定形黏稠液体，加热呈塑性，没有明显的熔点，受热变软，逐渐熔化而发黏，不溶于水，本身不会很好的固化，而快速固化剂的使用，能够促进环氧树脂固化的同时进一步促进了环氧树脂的粘附效果。在组分A中加入分散剂，促进了环氧树脂和环氧树脂稀释剂之间的相互分散，消泡剂和流平剂的添加增加了材料表面针孔、鱼眼、桔皮等表面缺陷，增加流平性能，硅烷偶联剂的使用用于环氧类粘合剂和密封剂中，以改善粘合剂性能，提高不强材料的机械强度防水性、气性、耐热性等性能。
环氧树脂在空气中固化时，由于环氧树脂胶体的固化反应为放热过程，但是空气与胶体之间的热交换较慢，因此环氧树脂胶体的固化反应进行到一定时间之后会伴随着大量的热量聚集；较高的固化温度会加快环氧树脂的固化，缩短固化时间。但是环氧树脂在水中固化时，水会和环氧树脂胶体进行有效的热交换，无法在环氧树脂胶体内出现大量的热量聚集，最终使得环氧树脂的固化速度慢，固化时间长。
本发明在防水堵漏注浆补强材料的制备中，在原材料上加入了白水泥，由于环氧树脂是一种无定型态的粘稠液体，C组分中的白水泥是白色水硬性胶凝材料，具有多孔空腔结构，在白水泥和环氧树脂混合之后，彼此之间交联，使得混合材料具有更好的水硬性，适合潮湿或水下的环境下对建筑、混凝土等的修复补强。
C组分中还包含重钙、硅石粉以及石英砂。在将C组分混合进环氧树脂和快速固化剂的混合物中时，首先，由于石英砂会使得防水堵漏注浆补强材料的拉伸强度低、断裂伸长率高；而重钙使得防水堵漏注浆补强材料的拉伸强度低、断裂伸长率高；当石英砂和重钙的配合使用时，使得本发明的防水堵漏注浆补强材料在拉伸强度以及断裂伸长率上相互弥补，最终制得的防水堵漏注浆补强材料具有较好的力学性能。
其次，重钙是较好的分散剂。白水泥固化以后形成的多孔空腔结构，本身强度不够，将重钙加入到环氧树脂和快速固化剂的混合物中之后，重钙能够促进C组分中硅石粉和石英砂的在环氧树脂和白水泥中的分散。由于重钙、硅石粉和石英砂的粒径不同，因此能够层级式地将白水泥内的多孔空腔、环氧树脂中的孔隙填充的更加密实，即较大的空腔和孔隙被粒径大的增强剂组分填充，较小的空腔和孔隙被粒径小的增强剂组分填充，更进一步地增强了防水堵漏注浆补强材料的力学强度；当重钙、石英砂和硅石粉将白水泥内的多孔空腔、环氧树脂中的孔隙填充密实后，防水堵漏注浆补强材料在固化的过程中与水的热交换不易进行，会在防水堵漏注浆补强材料内部有较多的热量聚集，进一步加快了防水堵漏注浆补强材料的固化过程，缩短了固化时间。
除此以外，重钙具有较好的防水防潮的性能，因此更进一步地增强了防水堵漏注浆补强材料的防水性能；而重钙、石英砂和硅石粉将白水泥内的多孔空腔、环氧树脂中的孔隙填充密实后，具有增强防水堵漏注浆补强材料的防水性能的优势。
在将制备得到的防水堵漏注浆补强材料用于不同水下工况的防水堵漏注浆补强时，加入粒径较小的石英砂和重钙之后，粒径小的组分更容易扩散进待防水堵漏注浆的材料的内部，使得防水堵漏注浆补强材料在需要防水堵漏注浆补强的区域中的扩散半径更大，灌浆效果更好，可灌性更好。同时，将硅石粉、石英砂和重钙作为制备防水堵漏注浆补强材料的原料，在进入待防水堵漏注浆的材料的内部后，进一步增强了待防水堵漏注浆的材料的强度。
进一步地，所述A组分包含以下重量份的原料：环氧树脂75-95份，环氧树脂稀释剂10-20份，分散剂0.5-0.7份，消泡剂0.5-0.7份，流平剂1.3-1.5份；所述B组分包含以下重量份的原料：快速固化剂45-55份，硅烷偶联剂1.5-2.5份；
所述C组分包含以下重量份的原料：白水泥85-115份、硅石粉40-60份、重钙45-55份，石英砂75-125份。
通过采用上述技术方案，进一步优化了制备防水堵漏注浆补强材料的原料的配方和配比，使得制备得到的防水堵漏注浆补强材料在可灌性、粘结性、耐水耐腐蚀以及固化时间方面具有更大的优势。
进一步地，所述环氧树脂选自环氧树脂A1或环氧树脂A2中的一种，所述环氧树脂A1的环氧当量为184-210g/mol，所述环氧树脂A2的环氧当量为184-194g/mol，粘度(25℃)为11000-14000mPa·s，色度(Pt-Co)为≤100；所述环氧树脂稀释剂为缩水甘油醚型环氧树脂稀释剂，其环氧值(当量/100g)≥0.42，粘度(25℃)为2-5mPa·s。
通过采用上述技术方案，环氧树脂稀释剂的加入，其具有粘度低、毒性小、挥发性很小、改善固化物的韧性而耐热性不降低；同时环氧稀释剂可用于制作粘合剂。而高环氧值的环氧树脂，相比于环氧值低的环氧树脂，其固化后本身具有较大的强度，环氧树脂在粘合、浇注、密封、浸渍以及层压等方面具有较好的效果；环氧树脂与环氧树脂稀释剂的混合使用使得产品的韧性强、粘度低以及粘接性能能好。
进一步地，所述快速固化剂由包含以下重量份的原料制成：聚醚胺35-65份，1,3-环己二胺20-40份，树脂固化剂25-50份，所述树脂固化剂为改性脂环胺类固化剂，其黏度(25℃)为2500-3000mPa·s，总胺值为650-700mgKOH/g，色度(Fe-Co)为8。
进一步地，所述快速固化剂按以下步骤制备得到：
S1-1将聚醚胺和1,3-环己二胺在65-95℃下搅拌均匀；S1-2缓慢加入树脂固化剂，缓慢加入的时间为2.5-4.5h；S1-3在60-90℃的温度下搅拌70-100min；S1-4降温至30-40℃后，制备得到快速固化剂。
通过采用上述技术方案，采用的树脂固化剂低粘度低毒，韧性好，具有较好的憎水性，渗透性能佳，流平性能好，具有较长的试用期。结合聚醚胺之后制备得到的快速固化剂在潮湿环境和水下的环境中粘结强度高，抗压强度、抗折强度以及水下的抗分散性能较好，除此之外，制备的到的快速固化剂的固化时间短。
进一步地，所述硅石粉的粒径为400目，所述重钙的粒径为600目，所述石英砂的粒径为80-120目。
进一步地，所述分散剂为聚合型低泡分散剂和阴离子型丙烯酸钠盐共聚物分散剂的混合物，所述聚合型低泡分散剂和阴离子型丙烯酸钠盐共聚物分散剂的质量比为1:2。
通过采用上述技术方案，聚合型低泡分散剂与体系相容性较好，降粘效果显著，增加光泽，尤其所分散的钛白着色力高，色质鲜映。与水性树脂相容性、配伍性好。阴离子型丙烯酸钠盐共聚物分散剂尤其适用于各种无机颜料、填料分散，使得制备得到的产品光亮平整，表面性能好，润湿分散性优良，用量少、效率高、分散效果好，可提高产品耐水、耐碱、耐冲刷性，同时低泡性，减少涂料体系的消泡剂用量。
进一步地，所述流平剂为丙烯酸酯流平剂或聚醚改性有机聚硅氧烷流平剂。
通过采用上述技术方案，丙烯酸酯流平剂可减少或消除材料表面针孔、鱼眼、桔皮等表面缺陷，并增加流平性能，不影响涂层间附着力，参考添加量为0.05-0.3％。聚醚改性有机聚硅氧烷流平剂具有流平、消泡、乳化、渗透、抗静电、柔软、润滑、保湿、增溶等性能，在水性涂料体系有很好的流平效果，相容性特佳，破油点效果好，还有很好的降低表面摩擦力效果，可防止针孔且不影响再涂性，效果良好。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
环氧树脂和环氧树脂稀释剂混合后加入消泡剂、分散剂、流平剂，搅拌均匀后制得A组分；
快速固化剂和硅烷偶联剂混合后搅拌均匀，制备得到B组分；
将白水泥、硅石粉、重钙、石英砂混合后搅拌均匀，得到C组分；
于B组分中缓慢加入A组分后混合均匀，缓慢加入的时间为1-3min，随后在10-40℃的温度下搅拌3-5min；
于制备得到的A组分和B组分的混合物中加入C组分，搅拌均匀即可。
通过采用上述技术方案，在这样的固化温度下，环氧树脂和快速固化剂能够实现更快地混合及初步固化，而将C组分中的三种物质提前混合均匀，便于后期将A组分和B组分的混合物加入到已经混合均匀的C组分之后，具有更好的混合效果，使得制备得到的防水堵漏注浆补强材料在可灌性、粘结性、耐水耐腐蚀以及固化时间方面具有更好的效果。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、本发明的防水堵漏注浆补强材料以E-51环氧树脂为主要防水剂、制备得到快速固化剂，并加入环氧树脂稀释剂、硅烷偶联剂、流平剂、消泡剂和分散剂等助剂的加入，同时加入白水泥、重钙、石英砂和硅石粉进行填充，由于环氧树脂和白水泥之间的进一步交联以及重钙、石英砂、硅石粉对交联后的环氧树脂-白水泥的孔隙的充分有效地填补，使得得到的防水堵漏注浆补强材料具有可灌性强、粘结性好、耐水耐腐蚀以及固化时间短。
第二、本发明中优选采用400目硅石粉、600目的重钙以及80目的石英砂，不同粒径的填充物配合使用，将环氧树脂-白水泥内部的孔隙的充分有效地填补，使得得到的防水堵漏注浆补强材料更加密实，具有更好的防水效果和更好的力学性能，同时进一步缩短了固化时间。
第三、本发明的方法，通过现将环氧树脂和快速固化剂固化，将C组分中的三种物质提前混合均匀，随后将C组分加入，使得C组分中的各原料具有更好的混合效果，进而使得制备得到的防水堵漏注浆补强材料在可灌性、粘结性以及固化时间方面具有更好的效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
制备例
本发明制备例中所涉及的原料为市售，其中，树脂固化剂为购自长沙新德航化工有限公司的MH-2803型树脂固化剂，是改性脂环胺类固化剂，其黏度(25℃)为2500-3000mPa·s，总胺值为650-700mgKOH/g，色度(Fe-Co)为8。
聚醚胺购自阿拉丁，CAS号为9046-10-0。
制备例1
快速固化剂的制备
快速固化剂的制备步骤如下：
S1-1将35Kg的聚醚胺和20Kg的1,3-环己二胺在65℃下搅拌均匀；
S1-2缓慢地连续性地加入25Kg的MH-2803型树脂固化剂，加入时间为2.5h；S1-3在60℃的温度下搅拌70min；
S1-4降温至30℃以下，制备得到快速固化剂。
制备例2
快速固化剂的制备
快速固化剂的制备步骤如下：
S1-1将65Kg的聚醚胺和40Kg的1,3-环己二胺在95℃下搅拌均匀；
S1-2缓慢加入50Kg的MH-2803型树脂固化剂，加入时间为4.5h；
S1-3在90℃的温度下搅拌100min；
S1-4降温至40℃以下，制备得到快速固化剂。
制备例3
快速固化剂的制备
快速固化剂的制备步骤如下：
S1-1将50Kg的聚醚胺和30Kg的1,3-环己二胺在80℃下搅拌均匀；
S1-2缓慢加入38Kg的MH-2803型树脂固化剂，加入时间为3.5h；
S1-3在75℃的温度下搅拌85min；
S1-4降温至35℃以下，制备得到快速固化剂。
实施例
本发明实施例所涉及的原料除快速固化剂外均为市售，其中环氧树脂A1为E-51型环氧树脂，购自巴陵石化，其CAS号为38891-59-7，色度(加德纳号)为≤2，环氧当量为210-240g/mol，可水解氯(质量分数，％)≤0.30，挥发份(质量分数，％)≤0.60。
环氧树脂A2为CYD-128型环氧树脂，购自巴陵石化，CYD-128型环氧树脂的环氧当量为184-194g/mol，可水解氯(质量分数，％)≤0.10，粘度(25℃)为11000-14000mPa·s，挥发份(质量分数，％)≤0.20，色度(Pt-Co)为≤100。
环氧树脂稀释剂为缩水甘油醚型环氧树脂稀释剂，是型号为692型的环氧树脂稀释剂，购自巴陵石化；其环氧值(当量/100g)≥0.42，粘度(25℃)为2-5mPa·s。
聚合型低泡分散剂购自立达化工，其型号为LD-6820，黏度(30℃)为300-800mPa·s，闪点为60℃。
阴离子型丙烯酸钠盐共聚物分散剂购自立达化工，其型号为LD-6403，pH值为6.5-7.5，固体质量含量为40％。
丙烯酸酯流平剂购自立达化工，其型号为LD-9601，其闪点为≥200℃。
聚醚改性有机聚硅氧烷流平剂购自立达化工，其型号为LD-91082，是一种高粘度聚醚改性有机聚硅氧烷，属新型的特种有机硅表面活性剂；其黏度(25℃)为800-1300mPa·s，为无色至浅琥珀色透明油状液体。
消泡剂购自上海桑井化工有限公司的EASYTECH DF-677消泡剂，为矿物油类高效水性消泡剂。
硅烷偶联剂购自立达化工，其型号为LD-560，环氧基官能团硅烷，是无色透明液体，在水中水解。沸点290℃，密度(25℃)1.065g/ml，闪点为110℃。
白水泥是32.5级别白水泥，硅石粉的粒径400目，重钙的粒径为600目，石英砂的粒径为80目。
快速固化剂选自制备例1、制备例2或制备例3制备得到的其中一种快速固化剂。
实施例1-9中制备一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料的配方和配比如表1所示：
表1实施例1-9的一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料的配方和配比
Figure BDA0002252441030000091
实施例1-11的水下固化的防水堵漏注浆补强材料的制备方法，包括以下步骤：
将环氧树脂和692型环氧树脂稀释剂混合后加入LD-6820分散剂、LD-6403分散剂、EASYTECH DF-677消泡剂、流平剂，搅拌均匀后制得A组分；
快速固化剂和LD-560型硅烷偶联剂混合后搅拌均匀，制备得到B组分；
将白水泥、硅石粉、重钙、石英砂混合后搅拌均匀，得到C组分；
于B组分中缓慢加入A组分后混合均匀，缓慢加入的时间为2min，随后在25℃的温度下搅拌4min；
于制备得到的A组分和B组分的混合物中加入C组分，搅拌均匀即可。
实施例12
本实施例的一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料的配方及各配方用量同实施例9。
本实施例与实施例9的不同之处在于：
一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料的制备方法，包括以下步骤：将CYD-128型环氧树脂和692型环氧树脂稀释剂混合后加入LD-6820分散剂、LD-6403分散剂、EASYTECH DF-677消泡剂、LD-9601流平剂，搅拌均匀后制得A组分；将制备例3制备得到的快速固化剂和LD-560型硅烷偶联剂混合后搅拌均匀，制备得到B组分；
将白水泥、硅石粉、重钙、石英砂混合后搅拌均匀，得到C组分；
于B组分中缓慢加入A组分后混合均匀，缓慢加入的时间为1min，随后在10℃的温度下搅拌3min；
于制备得到的A组分和B组分的混合物中加入C组分，搅拌均匀即可。
实施例13
本实施例的一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料的配方及各配方用量同实施例9。
本实施例与实施例9的不同之处在于：
一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料的制备方法，包括以下步骤：将CYD-128型环氧树脂和692型环氧树脂稀释剂混合后加入LD-6820分散剂、LD-6403分散剂、EASYTECH DF-677消泡剂、LD-9601流平剂，搅拌均匀后制得A组分；将制备例3制备得到的快速固化剂和LD-560型硅烷偶联剂混合后搅拌均匀，制备得到B组分；
将白水泥、硅石粉、重钙、石英砂混合后搅拌均匀，得到C组分；
于B组分中缓慢加入A组分后混合均匀，缓慢加入的时间为3min，随后在40℃的温度下搅拌5min；
于制备得到的A组分和B组分的混合物中加入C组分，搅拌均匀即可。
对比例对比例1-5
表2实施例9和对比例1-5的一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料的配方和配比
Figure BDA0002252441030000111
其中，593型固化剂购自巴陵石化，分子量为217.13，是无色至淡黄色透明粘性液体，相对密度为0.985，黏度(25℃)100-150mPa·s，总胺值600-700mgKOH/g，色度(Pt-Co)≤80-100。
对比例1-5的一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料的制备步骤同实施例9。
对比例6
对比例6与实施例9的区别在于，C组分为金刚砂，金刚砂为购自石家庄鑫瑞达建材有限公司，其粒径为40-80目，其它原料的配方和配比同实施例9，水下固化的防水堵漏注浆补强材料的制备方法同实施例9。
性能检测试验
不同防水堵漏注浆补强材料的力学性能检测
表3实施例1-11和对比例1-6的一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料的力学性能检测结果。
检测项目 抗压强度/Mpa 抗拉强度/Mpa 抗剪强度/Mpa 固化时间/min
实施例1 70 7.5 32.1 115
实施例2 78 8.9 48.2 115
实施例3 84 10.1 53.2 100
实施例4 81 9.4 50.2 105
实施例5 83 9.6 51.3 103
实施例6 86 11.3 55.6 95
实施例7 87 11.6 55.3 95
实施例8 88 12.3 57.2 90
实施例9 92 14.6 61.3 90
实施例10 89 13.8 58.6 95
实施例11 90 13.2 57.7 95
实施例12 90 14.1 60.2 92
实施例13 90 13.9 59.2 92
对比例1 82 8.2 43.6 120
对比例2 78 7.6 35.7 150
对比例3 58 6.2 30.8 118
对比例4 55 6.1 28.7 115
对比例5 60 6.3 26.1 120
对比例6 75 12.7 40.8 123
如表3所示，实施例1的制备防水堵漏注浆补强材料的原料用量中，组分C(白水泥、重钙、硅石粉、石英砂)的用量过少，因此制备得到的防水堵漏注浆补强材料的力学性能(抗压强度、抗拉强度以及抗剪强度)均有一定的不足，而实施例2的制备防水堵漏注浆补强材料的原料用量中，增强剂(重钙、硅石粉、石英砂)的用量虽然多，但是白水泥的用量也相对较多，而白水泥的力学性能又相对较差，因此增强剂的使用主要用来增强白水泥的力学性能，对环氧树脂的力学性能的增强作用相对较弱，因此最终实施例2的防水堵漏注浆补强材料比实施例3的防水堵漏注浆补强材料的力学性能差。
实施例6和实施例3的区别在于，环氧树脂的选择不同，分别比较了环氧树脂为E-51型环氧树脂或CYD-128型环氧树脂时制备得到的防水堵漏注浆补强材料的性能优劣，结果表明，当环氧树脂选择为CYD-128型环氧树脂时制备得到的防水堵漏注浆补强材料无论是在其力学性能还是固化时间上均表现出优势，即实施例6制备得到的防水堵漏注浆补强材料的性能更佳，其抗压强度、抗拉强度、抗剪强度分别为86Mpa、11.3Mpa和55.6Mpa，固化时间为95min。
实施例7在实施例6的基础上对流平剂做了筛选，从表3的结果可知，当流平剂选择为LD-9601型流平剂时，制备得到的防水堵漏注浆补强材料的性能更优。
实施例8和实施例9在实施例7的基础上对采用不同制备例的配方和步骤制备得到的快速固化剂进行了筛选，从表3的结果可知，当快速固化剂分别采用制备例3和制备例2的配方配比及步骤制备得到时，最终制备得到的防水堵漏注浆补强材料的固化时间相同，均为90min，但是通过实施例9的配方配比和制备步骤制备得到的防水堵漏注浆补强材料的力学性能更优，其抗压强度、抗拉强度、抗剪强度分别为92Mpa、14.6Mpa和61.3Mpa。
实施例10和实施例11在实施例9的基础上对快速固化剂的用量进行筛选优化，从表3的结果可知，采用实施例9的配方配比和制备步骤制备得到的防水堵漏注浆补强材料的性能参数更优。
实施例12和实施例13在实施例9的基础上对防水堵漏注浆补强材料的制备过程中的条件参数进行筛选，从表3的结果可知，采用实施例9的配方配比和制备步骤制备得到的防水堵漏注浆补强材料的性能参数更优。
对比例1和对比例2对制备防水堵漏注浆补强材料的快速固化剂进行比较，在制备防水堵漏注浆补强材料的原料中，分别以现有的MH-2803型树脂固化剂、593型固化剂替换本发明的制备例3制备得到的快速固化剂，进行防水堵漏注浆补强材料的制备，并对制备得到的防水堵漏注浆补强材料的性能参数进行检测，其结果如表3所示，采用本发明制备得到的快速固化剂进行防水堵漏注浆补强材料的制备，最终得到的防水堵漏注浆补强材料的性能参数更优。
对比例3-5中分别对组分C进行了改变，对比例3中的组分C中不包括硅石粉，对比例4中的组分C中不包括重钙，对比例5中的组分C中不包括石英砂。对比例3、对比例4、对比例5制备得到的防水堵漏注浆补强材料的力学性能相差较小，重钙其本身的力学性能相较于石英砂和硅石粉来说较弱，因此对比例4中没有添加重钙，最终制备得到的防水堵漏注浆补强材料的力学性能本应该强于对比例3和对比例5的防水堵漏注浆补强材料的力学性能；但是重钙是较好的分散剂，因此重钙的缺失影响了最终产品中石英砂和硅石粉在环氧树脂中的分散和混合，最终表现为对比例4的防水堵漏注浆补强材料的力学性能弱于对比例3和对比例5的防水堵漏注浆补强材料的力学性能。
而对比例6中虽然将组分C替换为复合金刚砂，但是最终制备得到的防水堵漏注浆补强材料的力学性能仍然弱于实施例9的防水堵漏注浆补强材料的力学性能。组分C对于防水堵漏注浆补强材料的力学性能的整体效果是不易被替代的，而且其它的增强剂的添加，使得最终制备得到的防水堵漏注浆补强材料无法实现快速固化，从而影响最终的施工效率。
因此最终确定以实施例9的配方和配比、实施例9的制备步骤制备得到的产品为本发明最优的防水堵漏注浆补强材料。
对采用实施例9的配方配比和步骤制备得到的防水堵漏注浆补强材料的各项性能指标检测，结果如表4所示。
表4实施例9的一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料的各项性能指标检测结果
Figure BDA0002252441030000151
本发明制备得到的防水堵漏注浆补强材料的固体含量为88％，说明制备得到的材料中的有效防水成分较多，其防水效果相对较高；粘结强度均高于标准要求，说明涂层越不易脱落，其防止窜水的性能也越好；材料具有较好的涂层抗渗压力，同时固化时间短，使用高效。本发明制备得到的产品的初凝时间为30min，初步固化时间为90min，最终固化时间为180min。
本发明的防水堵漏注浆补强材料用于水工建筑中的裂缝修补与防渗加固，高速公路、地铁、桥梁、隧道、码头、人防工程中的防水堵水；海岸河流桥墩、地下管廊、输水管道、冶金船舶、矿井、水电站等设施中混凝土修补及防腐防渗以及水下或潮湿环境中的混凝土的修复粘接；水下构件的锚固及加固；堵漏工程的注浆补强作业等。具有可灌性好、耐磨性强、耐水耐腐蚀性能的优势。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料，其特征在于，所述防水堵漏注浆补强材料包含A组分、B组分和C组分，
所述A组分包含以下重量份的原料：环氧树脂50-120份，环氧树脂稀释剂5-25份，分散剂0.2-1份，消泡剂0.2-1份，流平剂1-1.8份；
所述B组分包含以下重量份的原料：快速固化剂20-80份，硅烷偶联剂0.1-4份；
所述C组分包含以下重量份的原料：白水泥50-150份、硅石粉20-80份、重钙20-80份，石英砂50-150份。
2.根据权利要求1所述的一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料，其特征在于，
所述A组分包含以下重量份的原料：环氧树脂75-95份，环氧树脂稀释剂10-20份，分散剂0.5-0.7份，消泡剂0.5-0.7份，流平剂1.3-1.5份；
所述B组分包含以下重量份的原料：快速固化剂45-55份，硅烷偶联剂1.5-2.5份；
所述C组分包含以下重量份的原料：白水泥85-115份、硅石粉40-60份、重钙45-55份，石英砂75-125份。
3.根据权利要求1或2所述的一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料，其特征在于，所述环氧树脂选自环氧树脂A1或环氧树脂A2中的一种，所述环氧树脂A1的环氧当量为184-210g/mol，所述环氧树脂A2的环氧当量为184-194 g/mol，粘度（25 ℃）为11000-14000 mPa•s，色度（Pt-Co）为≤100；所述环氧树脂稀释剂为缩水甘油醚型环氧树脂稀释剂，其环氧值（当量/100g）≥0.42，粘度（25℃）为2-5 mPa•s。
4.根据权利要求1所述的一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料，其特征在于，所述快速固化剂由包含以下重量份的原料制成：聚醚胺35-65份，1,3-环己二胺20-40份，树脂固化剂25-50份，所述树脂固化剂为改性脂环胺类固化剂，其黏度（25 ℃）为2500-3000 mPa•s，总胺值为650-700 mgKOH/g，色度（Fe-Co）为8。
5.根据权利要求4所述的一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料，其特征在于，所述快速固化剂按以下步骤制备得到：
S1-1将聚醚胺和1,3-环己二胺在65-95 ℃下搅拌均匀；
S1-2缓慢加入树脂固化剂，缓慢加入的时间为2.5-4.5 h；
S1-3在60-90 ℃的温度下搅拌70-100 min；
S1-4 降温至30-40 ℃后，制备得到快速固化剂。
6.根据权利要求1所述的一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料，其特征在于，所述硅石粉的粒径为400目，所述重钙的粒径为600目，所述石英砂的粒径为80-120目。
7.根据权利要求1所述的一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料，其特征在于，所述分散剂为聚合型低泡分散剂和阴离子型丙烯酸钠盐共聚物分散剂的混合物，所述聚合型低泡分散剂和阴离子型丙烯酸钠盐共聚物分散剂的质量比为1:2。
8.根据权利要求1所述的一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料，其特征在于，所述流平剂为丙烯酸酯流平剂或聚醚改性有机聚硅氧烷流平剂。
9.权利要求1所述的一种水下固化的防水堵漏注浆补强材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
环氧树脂和环氧树脂稀释剂混合后加入消泡剂、分散剂、流平剂，搅拌均匀后制得A组分；
快速固化剂和硅烷偶联剂混合后搅拌均匀，制备得到B组分；
将白水泥、硅石粉、重钙、石英砂混合后搅拌均匀，得到C组分；
于B组分中缓慢加入A组分后混合均匀，缓慢加入的时间为1-3 min，随后在10-40 ℃的温度下搅拌3-5 min；
于制备得到的A组分和B组分的混合物中加入C组分，搅拌均匀即可。
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