水性環(huán)氧樹脂改性水泥砂漿修補材料及其制備方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及建筑材料、地下工程、水利工程和港口等領域，具體是一種超高粘結(jié)性 水性環(huán)氧樹脂改性水泥砂漿修補材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 地鐵隧道通常處于地下水位以下，受到地下水的侵蝕，加之地質(zhì)水文變化等其他 環(huán)境因素影響以及機車行駛產(chǎn)生的振動，隧道混凝土結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)損傷，形成裂縫。如不能及 時修復，這些裂紋將進一步擴展，出現(xiàn)大的裂紋，產(chǎn)生貫穿性裂縫，導致地下水侵入隧道，影 響其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及附屬管線，最終危害到地鐵運營和降低隧道工程使用壽命。
[0003]目前混凝土結(jié)構(gòu)修復的砂漿用于潮濕或者水下環(huán)境會造成粘接強度大幅下降，加 之環(huán)氧固化物長期處于有水環(huán)境，粘接穩(wěn)定性和耐久性受到非常不利的影響。而關(guān)于水性 環(huán)氧樹脂改性水泥砂漿的研究也相對較少，開展的研究及市場上僅有的一些產(chǎn)品多適用于 工業(yè)地坪，對產(chǎn)品的性能要求低，產(chǎn)品力學和施工性能難以滿足國家結(jié)構(gòu)加固規(guī)范和實際 工程要求，不能直接用于結(jié)構(gòu)加固。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供了一種水性環(huán)氧樹脂改性水泥砂漿修補材 料及其制備方法，制備出的水性環(huán)氧樹脂改性水泥砂漿修補材料具有凝結(jié)時間短、流動度 佳、抗壓抗折強度高、抗震、收縮變形低、耐久和防水性能好、生產(chǎn)簡單及施工方便等特點， 尤為突出性能的在于其具有超高的粘結(jié)強度和優(yōu)良的耐久性。
[0005]本發(fā)明提供的水性環(huán)氧樹脂改性水泥砂漿修補材料，其組分按重量百分比包括： 水泥27-30%，砂56-59%，膨脹劑0.8-1.0%，硅灰0.5-0.7%，水性環(huán)氧樹脂2-5%、固化劑1-2.5%、消泡劑0.19-0.22%、減水劑0.14-0.16%，其余為水，其中，水性環(huán)氧樹脂質(zhì)量為乳液質(zhì) 量，非固含量。
[0006]所述水性環(huán)氧樹脂是一種水性乳狀液，由雙酚A環(huán)氧樹脂與含有親水基團的化合 物經(jīng)過化學合成制得，固含量為50%±2%。
[0007]所述固化劑為改性胺加成物水性化樹脂。
[0008]所述減水劑為聚羧酸高性能減水劑;消泡劑為化學純磷酸三丁酯。
[0009] 所述水泥為52.5號普通硅酸鹽水泥，所述砂為河砂或石英砂。
[0010] 所述膨脹劑為鈣鎂質(zhì)膨脹劑，由MgO和CaO組成，其中按質(zhì)量份計40份<MgO< 95 份，0份<0&0< 45份。該鈣鎂質(zhì)膨脹劑選用自制的新型鈣鎂質(zhì)膨脹劑，其詳細的組份及制備 方法已于申請人11年申請的發(fā)明專利《生態(tài)大體積混凝土膨脹劑及制備方法》中公開，該專 利公開號為CN102092976A，本發(fā)明中不再詳細論述。
[0011] 本發(fā)明還提供了一種水性環(huán)氧樹脂乳液改性水泥砂衆(zhòng)修補材料的制備方法，包括 以下步驟： 1)準備材料，各組分按重量百分比包括水泥27-30%，砂56-59%，膨脹劑0.8-1.0%，硅灰 Ο· 5-0 · 7%，水性環(huán)氧樹脂2-5%、固化劑1-2 · 5%、消泡劑Ο· 19-0 · 22%、減水劑Ο· 14-0 · 16%，其余 為水； 2)按照配比在30°C水浴環(huán)境下將水性環(huán)氧樹脂乳液與固化劑進行混合，攪拌均勻； 3 )將水泥、砂、硅灰這些干料加入攪拌鍋，攪拌均勻； 4) 將減水劑加入到水中，攪拌均勻； 5) 將步驟4)中攪拌均勻的溶液緩慢加入攪拌鍋，邊攪拌邊加入，攪拌均勻，留下30%~ 40%步驟4)得到的溶液備用； 6) 將步驟2)制得的混合液加入攪拌鍋，攪拌均勻； 7) 把消泡劑加入到步驟4)所剩的溶液中，攪拌均勻； 8) 將步驟7)得到的混合液全部加入攪拌鍋，攪拌均勻，制得所需的水性環(huán)氧樹脂改性 水泥砂漿修補材料。
[0012] 8、如權(quán)利要求7所述的超高粘結(jié)性水性環(huán)氧樹脂乳液改性水泥砂漿的制備方法， 其特征在于:步驟5)~步驟8)所用時間小于等于120秒。
[0013]本發(fā)明有益效果在于： 1、 水性環(huán)氧樹脂及添加劑的加入有效提尚水泥砂衆(zhòng)的柔初性和粘結(jié)性能； 2、 鈣鎂質(zhì)膨脹劑的加入有效提高水泥砂漿的抗?jié)B能力，膨脹效應可以彌補改性砂漿自 身收縮，降低收縮變形。
【具體實施方式】
[0014]為進一步闡述本發(fā)明，下面給出實施例來說明。
[0015] 實施例1。
[0016] 水泥、砂、膨脹劑、娃灰、水、水性環(huán)氧樹脂、固化劑、消泡劑、減水劑組成，各原材料 所占重量百分比為：水泥29.1%，砂58%，膨脹劑0.9%，硅灰0.6%，水5.6%，水性環(huán)氧樹脂3.6%、 固化劑1.8%、消泡劑0.21%、減水劑0.15%。
[0017] 實施例2。
[0018] 水泥、砂、膨脹劑、娃灰、水、水性環(huán)氧樹脂、固化劑、消泡劑、減水劑組成，各原材料 所占重量百分比為：水泥29.2%，砂58%，膨脹劑0.9%，硅灰0.6%，水7.2%，水性環(huán)氧樹脂2.4%、 固化劑1.2%、消泡劑0.21%、減水劑0.15%。
[0019] 實施例3。
[0020] 水泥、砂、膨脹劑、娃灰、水、水性環(huán)氧樹脂、固化劑、消泡劑、減水劑組成，各原材料 所占重量百分比為:水泥28%，砂57%，膨脹劑0.9%，硅灰0.6%，水6.2%，水性環(huán)氧樹脂4.8%、固 化劑2.1%、消泡劑0.21%、減水劑0.15%。
[0021] 如實施例1、2、3所獲得水性環(huán)氧砂漿，性能數(shù)據(jù)見表1。
[0022]表1實施例相關(guān)性能
注:粘結(jié)強度是以改性砂漿與混凝土粘結(jié)抗折強度表征。
[0023] 如表1，本發(fā)明的水性環(huán)氧樹脂砂漿具有適宜凝結(jié)時間與流動度、優(yōu)良的抗折、抗 壓強度和超高的粘結(jié)強度性能。
[0024] 本發(fā)明具體應用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于 本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進，這 些改進也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種水性環(huán)氧樹脂改性水泥砂漿修補材料，其特征在于其組分按重量百分比包括： 水泥27-30%，砂56-59%，膨脹劑0.8-1.0%，硅灰0.5-0.7%，水性環(huán)氧樹脂2-5%、固化劑1-2.5%、消泡劑0.19-0.22%、減水劑0.14-0.16%，其余為水，其中，水性環(huán)氧樹脂質(zhì)量為乳液質(zhì) 量，非固含量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性環(huán)氧樹脂改性水泥砂漿修補材料，其特征在于:所述水性 環(huán)氧樹脂是一種水性乳狀液，固含量為50%± 2%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性環(huán)氧樹脂改性水泥砂漿修補材料，其特征在于:所述固化 劑為改性胺加成物的水性化樹脂。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性環(huán)氧樹脂改性水泥砂漿修補材料，其特征在于:所述減水 劑為聚羧酸高性能減水劑;消泡劑為化學純磷酸三丁酯。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性環(huán)氧樹脂改性水泥砂漿修補材料，其特征在于:所述水泥 為52.5MPa普通硅酸鹽水泥，所述砂為河砂或石英砂。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性環(huán)氧樹脂改性水泥砂漿修補材料，其特征在于:所述膨脹 劑為鈣鎂質(zhì)膨脹劑，由MgO和CaO組成，其中按質(zhì)量份計40份<MgO< 95份，0份<0&0 < 45份。7. -種水性環(huán)氧樹脂乳液改性水泥砂漿修補材料的制備方法，其特征在于包括以下步 驟： 1) 準備材料，各組分按重量百分比包括水泥27-30%，砂56-59%，膨脹劑0.8-1.0%，硅灰 0 · 5-0 · 7%，水性環(huán)氧樹脂2-5%、固化劑1-2 · 5%、消泡劑0 · 19-0 · 22%、減水劑0 · 14-0 · 16%，其余 為水； 2) 按照配比在30°C水浴環(huán)境下將水性環(huán)氧樹脂乳液與固化劑進行混合，攪拌均勻； 3) 將水泥、砂、硅灰加入攪拌鍋內(nèi)，攪拌均勻； 4) 將減水劑加入到水中，攪拌均勻； 5) 將步驟4)中攪拌均勻的溶液緩慢加入攪拌鍋，邊攪拌邊加入，攪拌均勻，留下30%~ 40%步驟4)得到的溶液備用； 6) 將步驟2)制得的混合液加入攪拌鍋，攪拌均勻； 7) 把消泡劑加入到步驟4)所剩的溶液中，攪拌均勻； 8) 將步驟7)得到的混合液全部加入攪拌鍋，攪拌均勻，制得所需的水性環(huán)氧樹脂改性 水泥砂漿修補材料。8. 如權(quán)利要求7所述的超尚粘結(jié)性水性環(huán)氧樹脂乳液改性水泥砂衆(zhòng)的制備方法，其特 征在于:步驟5)~步驟8)所用時間小于等于120秒。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種水性環(huán)氧樹脂改性水泥砂漿修補材料及其制備方法，其配方組成，按重量百分比為：水泥27-30%，砂56-59%，膨脹劑0.8-1.0%，硅灰0.5-0.7%，水5.0-7.5%，水性環(huán)氧樹脂2.0-5.0%、固化劑1.0-2.5%、消泡劑0.19-0.22%、減水劑0.14-0.16%。本水性環(huán)氧樹脂改性水泥砂漿具有凝結(jié)時間短、流動度佳、抗壓抗折強度高、抗震、收縮變形低、耐久和防水性能好、生產(chǎn)簡單及施工方便等特點，尤為突出的性能在于其具有超高的粘結(jié)強度和優(yōu)良的耐久性，較一般改性水泥砂漿粘結(jié)強度高100%-200%，可以適用于混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫修補，尤其適用于地鐵、橋梁、機場跑道、渡槽和隧道襯砌等修補難度較高的結(jié)構(gòu)工程。
【IPC分類】C04B28/00, C04B24/28
【公開號】CN105439506
【申請?zhí)枴緾N201510865068
【發(fā)明人】高培偉, 劉書斌, 馬愛群, 鞠向偉, 姚應征, 徐少云, 凌玲, 孫亞飛, 朱阿祥, 張駿
【申請人】南京航空航天大學, 無錫地鐵集團有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月1日