[发明专利]不饱和聚酯砂浆混凝土修补材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属建筑材料技术领域，具体涉及以聚合物为主要原料配制的混凝土修补材料及其使用方法。

背景技术

混凝土为当今建筑材料中使用最广泛、应用量最大的一种材料。它可配制成不同强度、不同性能及不同形状的各种建筑物。但由于建筑物所处的环境条件的影响，施工质量不佳或设计不当，往往会产生种种病害，降低结构物质量，缩短使用寿命。因此，混凝土结构损坏到一定程度后就必须进行翻新或修补，而混凝土修补材料及其施工质量的好坏也直接影响到混凝土工程的使用寿命。

混凝土结构的修补材料主要为无机和有机两类。无机类主要有早强水泥、超早强水泥、速凝水泥及其砂浆、混凝土等。有机类主要有合成树脂及其砂浆、混凝土。另外还有由这两类材料配制而成的聚合物水泥砂浆、聚合物水泥混凝土等。水泥类材料因其价格低廉主要适宜于大面积修补，其中早强、超早强水泥可用于快速修补，但是这类修补材料的脆性较大、抗裂性差，一些耐久性指标如抗渗性、抗冻性、耐磨性等都较差，尤其是这类修补材料与旧混凝土之间的粘结力非常低，当它受力后很容易脱落，因此，对于耐久性要求较高的场合不适合采用此类材料。在一些耐久性要求较高的混凝土修补或结构补强中，目前采用较多的还是树脂砂浆(PM)或树脂混凝土(PC)，此类材料不仅能恢复混凝土结构原有的强度及完整性，而且能提高混凝土结构的耐磨性及抗渗性、抗冻性和耐冲击性等，一般此类材料与被修补的旧混凝土的粘结强度也较高。典型的有环氧树脂、聚氨酯树脂、呋喃树脂修补材料，其中以环氧树脂(EP)的性能最好。但是，这类修补材料的最大缺点是价格较贵，因此不适宜于大面积使用，相对而言，不饱和聚酯树脂(UP)的价格较便宜，并且它的力学性能和耐久性能都较好。国外已有利用废弃的塑料饮料瓶，主要成分是聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)经加工后制得UP的报道。因此用UP制成不饱和聚酯砂浆(UPM)作为混凝土修补材料具有良好的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种力学性能和耐久性能良好的混凝土修补材料及其制备方法。

本发明提出的混凝土修补材料，是以通用的不饱和聚酯(UP)为胶凝材料，添加适当的填料、增塑剂、引发剂、促进剂、偶联剂等组成不饱和聚酯砂浆(UPM)，其组份按质量份数的配比如下：

1)不饱和聚酯树脂(UP)                        100

2)邻苯二甲酸二丁酯(DBP)                     10-50

3)50％过氧化环己酮的浆状溶液                2-6

4)环烷酸钴在苯乙烯中的溶液，含2％金属钴     1-5

5)硅烷偶联剂                                0-5

6)钛酸酯偶联剂                              0-5

7)水泥                                      50-250

8)石英砂                                    150-750

由于UP在固化时发生缩聚反应会使UPM固化物产生较大收缩，可通过调整胶凝材料组分、胶凝材料与填料的比例来控制UPM的收缩值。其中DBP用作UP的增塑剂，用以增加UPM的塑性、减小UPM的收缩。过氧化环己酮和环烷酸钴分别用作UP的引发剂和促进剂。根据不同工程的要求和季节的变化，通过调整引发剂和促进剂掺量可改变UPM修补材料的固化时间。一般UPM的固化时间可控制在0.5-6小时。还可加入适量硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂，其作用主要是改善胶凝材料与填充材之间的界面性能、提高UPM的强度，也有利于改善UPM与旧混凝土的粘结性能。

本发明提出的UPM混凝土修补材料收缩力小，力学性能和耐久性能优良，可广泛应用于建筑、道路、港口、机场、铁路隧道的混凝土工程修补。

本发明还提出了上述UPM的制备方法，具体步骤如下：

按上述各组份的用量比例称取各组份，先将UP和增塑剂混和搅拌均匀；再加入偶联剂，搅拌均匀；然后依次加入引发剂，促进剂，搅拌均匀；最后将水泥和石英砂拌匀后加入上述混合物中，搅拌均匀后即可浇筑使用。

UPM修补材料的使用方法如下：

1、凿除混凝土表面已疏松的混凝土，用机械或其它材料清洁混凝土表面，去除混凝土表面的碎片、粉尘，如表面有积水应及时清除；

2、配制UPM修补材料，引发剂和促进剂用量可根据现场情况进行调节；

3、浇筑已配制好的UPM修补材料；