CN110835244B - 混凝土结构水下修补涂层材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混凝土结构水下修补涂层材料，属于涂料技术领域，由下述重量百分比的原料组成：四官能团环氧树脂25%‑45%、助剂3%‑8%、短节纤维0.3%‑2%、粉体填料40%‑65%、固化剂4%‑15%、活性稀释剂：0‑12%；上述原料总计为100%；所述助剂为流平剂、减水剂和增塑剂；所述短节纤维为玄武岩纤维；粉体填料为河沙、水泥和硅粉组合；固化剂为含有咪唑啉结构的改性环氧树脂；活性稀释剂为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚。本水下修补涂层材料可满足水下带湿施工，可实现水下迅速固化，且具有优异的抗分散性、流动性、抗压强度以及与旧混凝土的良好的粘结强度和机械强度等主要性能。本发明不添加有机溶剂和重金属，安全、环保、卫生。

Description

混凝土结构水下修补涂层材料
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种混凝土结构水下修补涂层材料及其制备方法。
背景技术
近几十年来，国内外水下混凝土结构因其耐久性差而导致遭侵蚀破坏，进而影响其寿命的事故越来越多。大多趋向老龄化的水电站正面临底板、消力池、护坦、坝面等水下结构开裂、冲蚀、剥落和渗水等问题，严重威胁着大坝的安全运行，迫切需要修补。在国外，许多国家面对结构劣化和破坏的大量钢筋混凝土结构，导致了各种工程问题，这个态势还在日益加剧并远超预期。国内，由水利部组织的全国水工混凝土建筑物老化病害调查结果报告表明：在中小型混泥土水闸中受到侵蚀破损的占到了21％，而22％的水库大坝等大型混凝土工程存在冻融侵蚀破坏；约有45％的钢筋混凝土涵洞、渡槽和混凝土大坝都遭受到了裂缝、破损等严重的病害。以上现象说明仅仅通过提高混凝土本身的性能已无法满足混凝土材料的长期使用要求。所以针对水工混凝土裂缝与破损处的修复和加固以延长其使用寿命，势在必行。
由于水利工程的一些水工混凝土建筑要求带水修补，因此必须采用一种能满足水下严苛施工条件并且具有良好修复、加固作用的涂层材料。而真正能够满足要求的水下固化修补材料在国内外尚属相对空白的领域，水下结构修补难题长期难以得到有效的解决。
为修补老旧水电站水下受损部位，人们发明并使用了各类水下修补材料。比如，申请号为201510549685X发明名称为“一种环氧树脂乳液改性水泥基修补材料及其制备方法”的中国专利申请公开了一种环氧树脂乳液修补材料，又比如申请号为2018114875967、发明名称为“一种高密度水下环氧修补胶及其制备方法和用途”的中国专利申请公开了一种含有双酚A型环氧树脂和低黏度氨酚基三官能团环氧树脂的修补材料，目前的这些修补涂层材料，在水下施工环境中，修补材料的抗分散性和流动性难以平衡，并且普遍存在水下施工性能不佳、粘结强度低、力学性能差、耐久性不理想等难题，目前市面上的水下修补材料往往不能实现混凝土结构水下损坏部分的长效修复。一种新型混凝土水下修补修涂层材料亟待开发。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种新型混凝土结构水下修补涂层材料，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种混凝土结构水下修补涂层材料，由下述重量百分比的原料组成：
AG-70低粘度四官能团改性环氧树脂：25％-45％
助剂：3％-8％
玄武岩短节纤维：0.5-3％
粉体填料：40-65％
固化剂：4％-15％
活性稀释剂：0-12％
上述原料总计为100％
本发明中，发明人通过大量实验，选用了四官能团环氧树脂，该树脂为含有4个可反应官能团的低黏度氨基四官能团环氧树脂，优选采用上海华谊树脂公司生产的AG-70低粘度四官能团环氧树脂，四官能团环氧树脂兼具无机物和有机物的优良特性，交联密度高；耐蚀性好、柔韧性佳。目前，四官能团环氧树脂一般用于耐高温胶粘剂、先进复合材料、层压板、抗高能辐射组份、RTM应用，尤其是用于电子半导体导热材料等。
本发明采用四官能团环氧树脂与其他组分协同，所得的水下修补涂层材料要求同时具备良好的水下抗分散性和流动性。
本发明在生产和应用过程无有机挥发物，不含重金属等有害物质，满足国家政策，安全环保。其性能大大优于市面上现有的以一般环氧树脂制备的水下修补树脂材料，能够有效地解决以上问题。
作为优选的技术方案，通过选用不同粘度的无机-有机聚合物树脂，实现水下修补涂层材料的粘度调整，以满足不同的施工要求。
作为优选的技术方案，所述助剂包括流平剂、减水剂、增塑剂。
作为进一步优选的技术方案，所述流平剂选用中联邦的DH-B512，减水剂选用高创恒达的聚羧酸减水剂GH-JSJ，增塑剂选用巴斯夫的DINCH。
作为优选的技术方案，所述的短节纤维为玄武岩纤维(HCD，购于武汉恒驰达新材料有限公司)，长度为6mm,直径为16μm，掺量为0.5％。
作为优选的技术方案，所述的粉体填料为质量比计的级配河沙：水泥：硅粉＝(40-60)：(12-20):(3-10)。
作为优选的技术方案，所述固化剂为含有咪唑啉结构的改性环氧树脂(TC-T31，万千化学)。
应用过程根据需求，可使用三羟甲基丙烷三缩水甘油醚活性稀释剂(H636，上海宏硕化工有限公司)来调节粘度，其含量为最高为12％，该稀释剂与此新型混凝土结构水下修补涂层材料发生交联反应，不会挥发到空气中，此方法非常环保。同时，还可提高涂膜的交联密度、稳定或提高反应活性。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明采用的四官能团环氧树脂固化时间短，固化后形成的高交联密度赋予了膜层良好的抗冲磨性能、抗冲击性、柔韧性和抗拉强度等力学性能。通过不同的配合比设计，将该树脂与骨料(干沙、水泥、填料)等充分混合，制成环保无溶剂水下固化修补涂层。用于水电站等水下结构的修复，以长效解决目前大多水下结构所面临的多处局部损坏问题(开裂、冲蚀、剥落和渗水等)，形成具有可推广性和可复制性的高性能水工结构水下修补材料。
2、本发明的混凝土水下修补涂层为无溶剂产品，且不添加任何有毒物质。在环保性和安全性方面，大大优于目前市面上用于水工结构的溶剂型修补材料。同时，由于该涂层材料的流动性(可根据需求调整)好，拌制过程不易黏附器具，无须加热，极大地提高了施工效率。
3、本发明的环保无溶剂水下固化修补涂层掺入了短节玄武岩纤维材料，能够进一步提升修复层的抗拉强度、抗折强度、抗冲击性等性能，同时，具有良好的防裂效果。纤维材料填充在聚合物修补涂层的孔隙中，能有效提升其抗渗性。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1-4
表1实施例1-4各组分原料及其质量百分含量
Figure BDA0002267694230000051
按照表1中的原料比例，制备混凝土结构水下修补涂层材料，
制备方法为，包括以下步骤：
将河沙、水泥和硅粉按目标配合比预先干混均匀，制成骨料。将AG-70低粘度四官能团环氧树脂、助剂与骨料混合均匀，在使用时按比例加入固化剂，根据施工对砂浆的流动性需求加入不同含量的活性稀释剂。按比例添加以上材料，分别制得实施例1-4环保无溶剂混凝土结构水下修补涂层材料。
实施例5水下修补涂层材料试块的制备：
将上述实施例1-4的混凝土结构水下修补涂层材料放入塑料桶中，用手枪钻搅拌均匀；将钢模具清洗干净后放入水中，水面高出模具表面20cm以上，将拌和好的混凝土结构水下修补涂层材料倒入钢模具，水下固化7d后取出拆模，擦干试样表面水分。
按上述方法，分别制得实施例1-4环保无溶剂混凝土结构水下修补材料试块；制得“空白样”试块(原料及比例为：水泥：级配级河沙：水＝1：3:0.6)。
对以上所得试块进行力学性能测试。
对比例1
申请号为201510549685X发明名称为“一种环氧树脂乳液改性水泥基修补材料及其制备方法”的中国专利申请中，实施例5所得的材料，按照本申请实施例5的试块制备方法制备，记为“对比例1”，然后测试相关参数，见表2。
对比例2
申请号为2018114875967、发明名称为“一种高密度水下环氧修补胶及其制备方法和用途”的中国专利申请中，实施例3所得的材料，按照本申请实施例5的试块制备方法制备，记为“对比例2”，然后测试相关参数，见表2。
聚合物砂浆试块测试说明：
凝结时间
依据DL/T 5126-2001《聚合物改性水泥砂浆试验规程》，对实施例1-4水下修补材料、空白样及对比样的凝结时间进行测试。
水陆强度比
分别测试水中成型试件和陆面成型试件1d和28d的抗压强度，其比值即为水陆强度比，用于反映实施例1-4的水下修补材料、空白样及对比样的水下抗分散性。
力学强度
依据DL/T 5193-2004《环氧树脂砂浆技术规程》对实施例1-4的水下修补材料、空白样及对比样试块进行抗压强度、抗拉强度、与砼粘结强度抗拉强度、抗冲磨强度、抗冲击性、抗折粘结强度等主要指标的测试。
表1实施例1-4和对比例1-2试块性能测试结果表
Figure BDA0002267694230000071
Figure BDA0002267694230000081
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种混凝土结构水下修补涂层材料，其特征在于，由下述重量百分比的原料组成：
四官能团环氧树脂： 25%-45%
助剂： 3%-8%
短节纤维： 0.3-2%
粉体填料： 40-65%
固化剂： 4%-15%
活性稀释剂： 0-12%
上述原料总计为100%；所述四官能团环氧树脂为AG-70低粘度四官能团环氧树脂，所述短节纤维为玄武岩纤维。
2.根据权利要求1所述的混凝土结构水下修补涂层材料，其特征在于，所述助剂包括流平剂、减水剂和增塑剂。
3.根据权利要求1所述的混凝土结构水下修补涂层材料，其特征在于，所述粉体填料为按质量比计的，级配河沙：水泥：硅粉=（40-60）：（12-20）:(3-10)。
4.根据权利要求1所述的混凝土结构水下修补涂层材料，其特征在于，所述固化剂为含有咪唑啉结构的改性环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的混凝土结构水下修补涂层材料，其特征在于，所述活性稀释剂为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚活性稀释剂。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1088604A (zh) * 1992-12-23 1994-06-29 中国科学院大连化学物理研究所 氨基多官能环氧树脂类耐热建筑结构胶粘剂
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1088604A (zh) * 1992-12-23 1994-06-29 中国科学院大连化学物理研究所 氨基多官能环氧树脂类耐热建筑结构胶粘剂
CN101215131A (zh) * 2008-01-18 2008-07-09 河海大学 高强耐磨玄武岩纤维修复砂浆
CN103819144A (zh) * 2013-12-30 2014-05-28 天津科技大学 一种海洋油气管道填充用环氧砂浆的制备方法

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