[发明专利]一种双膨胀无机有机复合裂缝修补材料及其制备方法

说明书

本发明属于建筑材料和地下工程技术领域，涉及一种水泥基修补材料，特别涉及一种适用地下潮湿环境中双膨胀无机有机复合裂缝修补材料及制备方法，按重量份数计算，包括如下组分：水泥，砂，钙镁质膨胀剂，硅灰，改性水性环氧树脂，固化剂，消泡剂，聚羧酸减水剂，硫化剂，水，其中，水性环氧树脂重量为液体重量，是一种水溶性液体，由双酚A环氧树脂与含有亲水基团化合物经化学改性制得；膨胀剂是由菱镁石和白云石煅烧而成。本发明所提供双膨胀复合式裂缝修补材料具有凝结时间短、流动性好、抗压与抗折强度高、抗震动、双膨胀无收缩、耐久和适合地下潮湿环境裂缝修补、且生产简单及施工方便等特点。

技术领域

本发明属于建筑材料和地下工程技术领域，涉及一种裂缝修补材料，具体涉及一种双膨胀无机有机复合裂缝修补材料及其制备方法。

背景技术

地下工程及地铁隧道通常处于地下水位以下，易受到地下水的侵蚀，加之地质水文变化和机车行驶产生的振动和土压力等其它因素影响，钢筋混凝土结构会出现开裂，如不及时修复，这些裂缝将随时间和荷载循环作用进一步扩大，甚至产生贯穿性裂缝，导致地下水侵入隧道工程，腐蚀内部钢筋混凝土结构和附属管线，严重的引起塌方和停车，降低地下隧道工程服役寿命，危害工程的服役和安全。

目前用于地下潮湿或水下环境中混凝土裂缝修补材料易出现脱落、粘接强度大幅下降，用胶粘剂修补裂缝还需粘结部位保持干燥和清洁，难以长期处于有水环境，粘结后的裂缝新旧界面的稳定性和耐久性会受到周边环境的影响而再开裂。适用地下潮湿环境中的裂缝修补材料的研究和产品也较少，市场上仅有一些产品也多应用于工业地坪，对产品的粘结性能和凝结时间要求较低，材料力学和施工性能难以满足国家结构加固规范和实际工程要求，不能直接用于地下工程中混凝土裂缝修复和结构加固。

现有技术中的环氧树脂类裂缝修补材料的制备，通常采用环氧乳液和曼尼希型水性环氧固化剂预先混合在一起，制备修补材料时再将混合物与其余组分按比例搅拌，由于其与固化剂提前混合，固化速度慢，须立即使用，不能长期存放，也不能很好地修补地下潮湿工程裂缝，需提前烘干混凝土工程裂缝周围水分后再进行修补。

有鉴于上述现有修补材料存在的缺陷，本发明人基于从事此类材料多年丰富经验及专业知识，配合理论分析，加以研究创新，开发一种双膨胀无机有机复合裂缝修补材料及其制备方法，具有凝结时间短、流动性佳、抗压抗折强度高、抗震、收缩变形低、粘结性能好、不需烘干就可用于地下潮湿环境、生产简单及施工方便等优点。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种双膨胀无机有机复合裂缝修补材料，不产生二次开裂、适合地下潮湿环境应用、具有凝结时间短、流动性好、抗压抗折强度高、抗震、收缩变形低、防水性能好，且具有超高的粘结强度和优良的耐久性，具有应用价值。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

本发明提供的一种双膨胀无机有机复合裂缝修补材料，按重量份数计算，包括如下组分：水泥31～55份，砂0～55份，钙镁质膨胀剂1.5～4.5份，硅灰0.8～4.5份，改性水性环氧树脂2.5～8.0份、固化剂2.0～5.5份、消泡剂0.23～0.45份、硫化剂0～0.05份，聚羧酸减水剂0.18～1.5份，水8～30份，其中，水性环氧树脂重量为液体重量，是一种水性液体，由双酚A环氧树脂与含有亲水基团化合物经化学改性制得，固含量为45％±5％；膨胀剂是由菱镁石和白云石烧制的钙镁质膨胀剂，钙镁质膨胀剂的加入降低修补材料体积收缩、抑制二次开裂，同时还可有效提高修补材料抗渗能力。

进一步的，含有亲水基团化合物是聚硅氮烷。聚硅氮烷对环氧树脂进行改性后，因聚硅氮烷具有亲水基团，能在水中分散，同时与钙镁质膨胀剂形成协同作用，菱镁石和白云石烧制的膨胀剂中氧化钙和氧化镁吸收水性环氧树脂里面的水分，形成的水化产物氢氧化钙和氢氧化镁分别补偿修补材料早期和后期收缩，避免裂缝修复后二次开裂；同时由于水性环氧树脂的固化，放出热量，加速了水泥和膨胀剂水化，抑制了了修补材料中的水分蒸发，有利于提高材料强度，并约束了氢氧化镁后期过度膨胀。