[发明专利]一种用于混凝土超细裂缝自修复材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于混凝土超细裂缝自修复材料及其制备方法，其具体制备方法如下：采用A组分界面增强自修复剂和B组分固化促进剂在使用时将两组分材料充分搅拌就可以制得用于修复混凝土0.1mm～0.3mm裂缝的自修复材料。本发明采用的纳米二氧化硅和水玻璃材料与未水化的水泥颗粒和矿物掺合料进行水化反应生成硅酸钙凝胶，与受损混凝土融为一体，从而达到混凝土裂缝自修复的目的，选用的硅烷偶联剂使得在后期固化过程中可以达到不同物相原料相互贯穿形成交叉互锁结构稳定体系。本发明具备初期浆体粘度低，微裂缝可灌注性强，与混凝土界面粘结强度高，强度增长快、无收缩、自修复，使用寿命长，且施工简单、操作方便等特点。

技术领域

本发明属于建筑材料技术应用领域，涉及到一种用于混凝土超细裂缝自修复材料及其制备方法，具体的讲，涉及到一种在潮湿、地下及海水干湿交替等特定环境下，混凝土表面出现微细裂纹0.1mm～0.3mm灌浆修补材料。本发明初期粘度低，仅通过灌浆机的压注就有效到达超细裂缝处，具有良好的可灌性，使用方便，操作简单，施工效率高。具有良好的力学性能，中期和后期强度高，微膨胀，可用于水下、潮湿低温环境中混凝土裂缝固化修补修复。

背景技术

混凝土开裂是混凝土结构破坏最普遍的形式,如不及时对裂缝进行修补,将有可能造成混凝土由表及里的破坏,严重影响混凝土的结构寿命。因此,采用性能优良的修补材料进行修补,对提高混凝土工程的安全性和延长使用寿命具有十分重要的意义。混凝土的裂缝是不可避免的，其微观裂缝是本身物理力学性质决定的，但它的有害程度是可以控制的，有害程度的标准是根据使用条件决定的。目前世界各国的规定不完全一致，但大致相同。如从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求，最严格的允许裂缝宽度为0.1mm。近年来，许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其放宽到0.2mm。当结构所处的环境正常，保护层厚度满足设计要求，无侵蚀介质，钢筋混凝土裂缝宽度可放宽至0.4mm；在湿气及土中为0.3mm；在海水及干湿交替中为0.15mm。目前用于混凝土裂缝修补的材料主要有三类：无机修补材料,主要是指使用特种水泥配制的水泥基修补材料，但目前的无机修补材料存在后期干缩较大，抗渗性较差，浆体达不到预期修复地方及其易于泛盐碱等明显缺点；有机高分子材料,如环氧树脂、聚胺脂和丙烯酸等各种树脂材料，由于环氧树脂的粘度较大,也不能满足网状细微裂缝灌浆修补需求。有机及无机复合修补材料则具有材料来源广、浆体粘度低、根据材料复合的特殊性对复合材料粘度进行调整，低粘度的复合材料具备进入微细裂纹和固结体强度高等优点，可以用于混凝土微细裂纹的修补工作。

目前国内市场上也出现了多种用于混凝土裂缝的修补材料，但在灌浆修补过程中很少有提及裂缝宽度的要求或者根据裂缝的宽度进行层级划分，绝大部分修补材料均是处理混凝土结构有明显的裂缝或者崩坏等问题。在专利方面，关于混凝土超细裂缝自修复材料鲜有报道，从为数不多的专利中可以查询出：专利CN 105084844 A一种环氧树脂乳液改性水泥基修补材料中主要是通过：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份制备而成。虽然其采用的是有机无机复合体系，修补材料的力学性能及其与受损层的粘结强度均有较好的表现。但其仍然存在修补材料的颗粒难以进入微细裂缝而无法实现对裂缝的修复与修补或者由于混凝土受损层的吸水性使得水泥基修补材料的水胶比发生严重偏差，导致修补材料不能完全进行水化过程最终无法产生较高粘结强度的问题。专利CN 1687190 A环氧聚氨酯互穿聚合物网络水下修补材料及其制备方法中主要是通过：丙烯酸环氧树脂90-110重量份、聚氨酯预聚体15-30重量份、稀释剂30-60重量份、引发剂0.5-1.0重量份、促进剂0.1-0.2重量份制备而成。它是通过有机材料聚合反应而成的一种修补材料，本身粘度较水泥基修复材料低可以对普通裂纹进行灌浆修补修复，但对于裂缝宽度较窄的微细裂纹修补效率极其一般，同时其也存在有机材料耐久性差，与混凝土表面粘结力差等缺点。

发明内容