[发明专利]一种环氧树脂乳液改性水泥基修补材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂乳液改性水泥基修补材料及其制备方法。

背景技术

水泥混凝土具有抗压强度高、成本低廉、施工方便等优点，在土木工程中得到广泛应用。但水泥混凝土在内外因素的作用下不可避免地会出现裂缝，而裂缝是混凝土结构承载能力、防水性和耐久性降低的主要原因。随着经济的快速发展，水库大坝、水电站、调水工程和码头等水工建筑的数量越来越多。相对于一般混凝土建筑物，裂缝对于水工混凝土建筑物危害更大。由于裂缝的存在，会导致水工混凝土建筑物出现渗漏、化学侵蚀、冻融破坏，严重降低其使用功能和缩短其使用寿命。

环氧树脂水泥砂浆常用于水泥混凝土修补。由于普通环氧树脂不能在水中进行固化，因此普通环氧树脂水泥砂浆只适用于干燥基面上的混凝土裂缝修补。为满足在潮湿基面上混凝土裂缝的修补，环氧乳液水泥砂浆已被开发应用。但现有环氧乳液水泥砂浆由于在水下凝结时间长、水下抗分散性差、与基层粘结强度低，导致其不适用于水下混凝土裂缝快速修补。因此，开发具有水下凝结时间短、水下抗分散性高和与基层粘结强度高等优点的环氧树脂乳液改性水泥基修补材料对于水工混凝土裂缝水下快速修补具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种环氧树脂乳液改性水泥基修补材料及其制备方法，该环氧树脂乳液改性水泥基修补材料具有水下凝结时间短、水下抗分散性高和与基层粘结强度高的优点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种环氧树脂乳液改性水泥基修补材料，其特征在于它是由硫铝酸盐水泥、环氧树脂乳液、水性固化剂、速凝剂、水性增粘松香树脂乳液、减水剂、硅灰、石英粉和水经机械搅拌制备而成，各原料重量份数为：硫铝酸盐水泥100份、环氧树脂乳液5～40份、水性固化剂5～20份、速凝剂0.4～1.0份、水性增粘松香树脂乳液2～10份、减水剂0.2～1.0份、硅灰5～15份、石英粉40～60份、水10～30份。

所述的硫铝酸盐水泥为R·SAC42.5硫铝酸盐水泥。

所述的环氧树脂乳液是由反应型乳化剂和环氧树脂E-51通过相反转法在机械高速分散条件下制备而成，其制备方法为：

(1)反应型乳化剂的制备：①按各组分质量配比为：聚乙二醇PEG-4000:环氧树脂E-51:25wt％的氢氧化钠水溶液:蒸馏水＝50:10:4:60，选取聚乙二醇PEG4000、环氧树脂E-51、氢氧化钠水溶液和蒸馏水；②将聚乙二醇PEG4000和环氧树脂E-51在三口烧瓶中混合，并加热到75℃至两者熔融；然后将25wt％的氢氧化钠水溶液逐滴加入三口烧瓶，控制温度在75℃反应3小时；待反应完成后，加入蒸馏水稀释乳化剂，即可得到反应型乳化剂；

(2)按各组分质量配比为：环氧树脂E-51:乙二醇单乙醚:反应型乳化剂:蒸馏水＝20:2:3:28选取环氧树脂E-51、乙二醇单乙醚、反应型乳化剂和蒸馏水；

(3)将预先加热到75℃的环氧树脂E-51、乙二醇单乙醚和反应性乳化剂加入反应罐中，在1000～2000rpm转速下缓慢滴加蒸馏水，待蒸馏水加完后，温度达到75℃再在3000～4000rpm转速下分散15min，即得到环氧树脂乳液。

所述的水性固化剂是对常用的胺类固化剂进行扩链改性制备得到，其合成步骤为：

(1)按各组分摩尔配比为：聚乙二醇PEG4000:甲基四氢苯酐:环氧树脂E51:三乙烯四胺＝1:2:2.5:2选取聚乙二醇PEG4000、甲基四氢苯酐、环氧树脂E51和三乙烯四胺；

(2)将聚乙二醇PEG4000和甲基四氢苯酐加入具有回流冷凝装置的三口烧瓶中在90℃反应1.5～2小时；待温度降到70℃后，再加入环氧树脂E-51，控制温度在70℃反应3小时；待温度降到65℃后，滴加三乙烯四胺，控制温度在65℃反应3小时，即可得到水性固化剂，其具有较好的固化功能和水溶性。

所述的速凝剂为铝酸钠或碳酸锂。

所述的减水剂为聚羧酸高效减水剂。

所述的石英粉细度为200目。

上述一种环氧树脂乳液改性水泥基修补材料的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

1)按各原料重量份数为：硫铝酸盐水泥100份、环氧树脂乳液5～40份、水性固化剂5～20份、速凝剂0.4～1.0份、水性增粘松香树脂乳液2～10份、减水剂0.2～1.0份、硅灰5～15份、石英粉40～60份、水10～30份，选取硫铝酸盐水泥、环氧树脂乳液、水性固化剂、速凝剂、水性增粘松香树脂乳液、减水剂、硅灰、石英粉和水；