一种修复水泥混凝土裂缝的环氧树脂灌缝胶及其制备方法技术

本发明专利技术属于水泥混凝土裂缝修复技术领域，具体涉及一种修复水泥混凝土裂缝的环氧树脂灌缝胶及其制备方法。技术方案包括，A组分：水性环氧树脂乳液20～25份，水性聚氨酯3～5份，丙烯酸酯乳液2～5份；B组分：水性环氧固化剂20～25份，滑石粉1～2份，硅烷偶联剂0.1～0.2份，紫外线吸收剂0.1～0.2份，超细水泥22～24份，自修复微球10.7～12.3份，水泥膨胀剂1.0～1.2份，消泡剂0.1份，共计60份；C组分：水5～10份；自修复微球由硅树脂包裹的高吸水树脂、超细水泥、硅烷偶联剂组成。该灌封胶是一种水性环氧树脂与超细水泥复合而成的具有自修复功能的有机/无机复合裂缝修复材料。有机/无机复合裂缝修复材料。

【技术实现步骤摘要】
一种修复水泥混凝土裂缝的环氧树脂灌缝胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于水泥混凝土裂缝修复
，涉及一种修复水泥混凝土裂缝的环氧树脂灌缝胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]水泥混凝土由石料、砂子、水化物凝胶、水化晶体组成。其各个组成成分分布紊乱，没有任何规律可言。混凝土拌合施工时会产生气孔、毛细孔、干缩裂缝、温缩裂缝、碳化收缩裂缝。混凝土在浇注振捣的过程中，底部的浆体渗漏到基层后，骨料周围的水泥浆减少，填充密度下降。同时，在水泥混凝土的凝结过程中，泌水的发生使得粗骨料周围聚集较多的水分而形成水膜，成为了水泥混凝土结构最薄弱的区域，也是宏观开裂多发区。因此，可以说水泥混凝土的这些微裂缝成为了水泥混凝土结构与生俱来的缺陷。在荷载、环境作用下已有的微裂缝逐渐发展，最终当微裂缝贯通起来的时候，就形成了宏观裂缝。水泥混凝土的裂缝严重影响水泥混凝土构筑物的使用寿命。因此，国内外很早就开始了对水泥混凝土裂缝修复材料的研究。
[0003]水泥混凝土裂缝修复材料主要包含三大类，第一类，有机材料，具有韧性好、粘结强度高的优点，但是有机树脂固化后收缩较大，与水泥混凝土的热膨胀系数差别较大；第二类，无机材料，具有强度高、成本低、施工简便等优点，但是与旧水泥混凝土断裂面的粘结效果不好，强度较低；第三类，有机/无机复合材料，具有较高的弯曲强度和粘结、抗拉强度，主要缺点是价格昂贵。常用的有机材料一般有环氧树脂、聚氨酯、沥青等；而常用的无机材料主要有水泥、超细水泥等。
[0004]环氧树脂材料是工程上用得最多的高分子裂缝修复材料，成分包括环氧树脂、固化剂、改性剂，主要用于混凝土裂缝的封闭补强和防渗堵漏。环氧树脂材料粘结性强，固化配方设计灵活多样，固化后强度高、粘结强度高，但是环氧树脂材料脆性大，延伸率较低，因此需要对其进行结构或性能改性。
[0005]单纯的水泥基裂缝修复材料与被修复面的粘结强度不高，同样存在自身开裂的情况。
[0006]裂缝修复以后的二次破坏也是不容小觑的问题，荷载及环境因素依旧存在，还会继续作用于水泥混凝土之上，在裂缝修复材料中添加自修复组分可有效阻止裂缝修复后的二次破坏。
[0007]针对环氧树脂材料、水泥材料的优缺点以及现有裂缝修复材料的弊端，本申请提供一种修复水泥混凝土裂缝的环氧树脂灌缝胶及其制备方法，采用有机/无机复合材料体系，增强裂缝修复材料的各项性能，同时添加自修复微球，在修复处发生二次破坏时进行及时修复、封堵。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种修复水泥混凝土裂缝的环氧树脂灌缝胶，其组成及含量
按质量份数为：
[0009]A组分：水性环氧树脂乳液20～25份，水性聚氨酯3～5份，丙烯酸酯乳液2～5份；
[0010]B组分：水性环氧固化剂20～25份，滑石粉1～2份，硅烷偶联剂0.1～0.2份，紫外线吸收剂0.1～0.2份，超细水泥22～24份，自修复微球10.7～12.3份，水泥膨胀剂1.0～1.2份，消泡剂0.1份，共计60份；
[0011]C组分：水5～10份；
[0012]其中所述自修复微球按照以下步骤制备：
[0013]第一步：自修复微球芯材的制备：
[0014]称取4～6份高吸水树脂，3.9～5.9份超细水泥，0.1份硅烷偶联剂，混合搅拌均匀，即得自修复微球芯材；
[0015]第二步：初聚体硅树脂的制备：
[0016]将56～65份甲基三甲氧基硅烷和28～39份二苯基二甲氧基硅烷置于反应釜中，控制温度为60～80℃，控制在2h内滴加5～7份水，继续反应3h，而后降到常温，在此过程中甲基三甲氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷上的甲氧基与水发生水解反应，生成硅羟基和甲醇，其中的一部分硅羟基之间会进一步脱水缩合，形成低度交联的硅树脂——初聚体硅树脂；
[0017]第三步：喷雾干燥法制备自修复微球：
[0018]将第一步得到的自修复微球芯材均匀分散于50～100份第二步得到的初聚体硅树脂中，形成均匀体系，控制喷雾干燥室内的温度为150～200℃，将混合有自修复微球芯材的初聚体硅树脂进行喷雾干燥，在高温、干燥的空气中初聚体硅树脂中的水分和甲醇会进一步蒸发，而硅羟基之间会进一步脱水缩合，生成水和度交联的硅树脂变成高度交联的固化物——硅树脂，即得自修复微球。
[0019]进一步的，所述的水性环氧树脂乳液是指环氧值为0.21～0.23mol/100g，固含量为50
±
1％的阴离子或非离子乳液；
[0020]所述的水性聚氨酯是指固含量为35
±
1％的阴离子或非离子型水性聚氨酯；
[0021]所述的丙烯酸酯乳液是指固含量为50
±
1％的阴离子或非离子乳液，可选纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液中的任意一种；
[0022]所述的水性环氧固化剂是指胺值为0.11～0.12mol/100g，含水率不超过0.5％的水溶性环氧树脂固化剂；
[0023]所述的高吸水树脂一种分子上具有亲水基团，能大量吸收水分而溶胀又能保持住水分不外流的合成树脂，本专利技术优选颗粒细度≥100目，分子结构上富含酰胺基的高吸水树脂，吸水倍率在800～1500；
[0024]所述的超细水泥要求颗粒细度≥1500目；
[0025]所述的硅烷偶联剂是一种具有特殊分子结构的化合物，其中既有能和无机材料结合的基团，也有能和有机材料结合的基团，本专利技术优选分子结构上具有环氧基的硅烷偶联剂；
[0026]所述的消泡剂为BYK
‑
019或Tech
‑
365w中的任意一种；
[0027]所述的紫外线吸收剂为BYK
‑
3840或UV
‑
2中的任意一种。
[0028]一种修复水泥混凝土裂缝的环氧树脂灌缝胶的制备方法
[0029]具体的制备步骤如下：
[0030]A组分：将20～25份水性环氧树脂乳液，5～3份水性聚氨酯，5～2份丙烯酸酯乳液，共计30份，搅拌均匀；
[0031]B组分：水性环氧固化剂20～25份，滑石粉2～1份，硅烷偶联剂0.2～0.1份，紫外线吸收剂0.2～0.1份，超细水泥24～22份，自修复微球12.3～10.7份，水泥膨胀剂1.2～1.0份，消泡剂0.1份，共计60份，搅拌均匀；
[0032]C组分：水5～10份；
[0033]使用时按照质量比A：B：C＝1：2：0.167～0.333的比例搅拌均匀，利用灌浆设备或依靠材料自身重力灌入水泥混凝土裂缝中即可。
[0034]本专利技术的优点与积极效果
[0035]1.环氧树脂与混凝土有较高的粘结强度，但是任性不足，故采用聚氨酯、丙烯酸树脂对环氧树脂进行增韧改性，增加环氧树脂的韧性。改性的同时复合树脂粘结性有所下降，故添加一定量的硅烷偶联剂，在有机树脂与无极混凝土之间形成“耦合”，增加灌缝材料的粘结性。
[0036]2.水性环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种修复水泥混凝土裂缝的环氧树脂灌缝胶，其组成及含量按质量份数为：A组分：水性环氧树脂乳液20～25份，水性聚氨酯3～5份，丙烯酸酯乳液2～5份B组分：水性环氧固化剂20～25份，滑石粉1～2份，硅烷偶联剂0.1～0.2份，紫外线吸收剂0.1～0.2份，超细水泥22～24份，自修复微球10.7～12.3份，水泥膨胀剂1.0～1.2份，消泡剂0.1份，共计60份；C组分：水5～10份；其中所述自修复微球按照以下步骤制备：第一步：自修复微球芯材的制备：称取4～6份高吸水树脂，3.9～5.9份超细水泥，0.1份硅烷偶联剂，混合搅拌均匀，即得自修复微球芯材；第二步：初聚体硅树脂的制备：将56～65份甲基三甲氧基硅烷和28～39份二苯基二甲氧基硅烷置于反应釜中，控制温度为60～80℃，控制在2h内滴加5～7份水，继续反应3h，而后降到常温，在此过程中甲基三甲氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷上的甲氧基与水发生水解反应，生成硅羟基和甲醇，其中的一部分硅羟基之间会进一步脱水缩合，形成低度交联的硅树脂——初聚体硅树脂；第三步：喷雾干燥法制备自修复微球：将第一步得到的自修复微球芯材均匀分散于50～100份第二步得到的初聚体硅树脂中，形成均匀体系，控制喷雾干燥室内的温度为150～200℃，将混合有自修复微球芯材的初聚体硅树脂进行喷雾干燥，在高温、干燥的空气中初聚体硅树脂中的水分和甲醇会进一步蒸发，而硅羟基之间会进一步脱水缩合，生成水和度交联的硅树脂变成高度交联的固化物——硅树脂，即得自修复微球。2.根据权利要求1所述的一种修复水泥混凝土裂缝的环氧树脂灌缝胶，其特征是：所述的水性环氧树脂乳液是指环氧值为0.21～0.23mol/100g，固含量为50
±
1％的阴离子或非离子乳液；所述的水性聚氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：李万捷，王建中，范福洋，毛宇杰，王瑞，王千雅，薄鸿鹏，常澔男，王涛，柴亚跃，
申请(专利权)人：山西凝固力新型材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：