本發(fā)明屬于土木工程
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種用于水下混凝土缺陷修復(fù)的環(huán)氧混凝土的制備方法。
背景技術(shù)：
：水下混凝土結(jié)構(gòu)由于長期受到水介質(zhì)的沖蝕和其他外來因素的破壞，極易產(chǎn)生裂縫、滲漏、剝蝕等病害，若不及時進行修補處理，將對整個混凝土構(gòu)筑物的安全使用和耐久性造成嚴(yán)重威脅。水下混凝土結(jié)構(gòu)的缺陷修復(fù)因施工環(huán)境中存在著大量的水，環(huán)境復(fù)雜，且受困于修補材料、工藝及設(shè)備的發(fā)展，長期以來得不到有效地解決。水下不分散混凝土技術(shù)，雖然可在水下進行混凝土澆筑，但所澆筑的水下不分散混凝土的強度等級普遍較低，且其早期強度低、塌落度損失大、不適合遠距離運輸和泵送等，并不適用于水下混凝土結(jié)構(gòu)缺陷的薄層修復(fù)。環(huán)氧混凝土(砂漿)類材料具有優(yōu)異的粘接性能、突出的力學(xué)性能等特點，是一類理想的混凝土結(jié)構(gòu)缺陷修復(fù)材料，但當(dāng)直接應(yīng)用于水下混凝土結(jié)構(gòu)缺陷修復(fù)時，則會造成修補材料的粘接強度、粘接穩(wěn)定性和持久性大幅降低等，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量。申請?zhí)枮?00910017156.x的中國專利申請公開了“水下環(huán)氧混凝土、砂漿添加劑及其制備方法”，提出使用奇士增韌劑qs-be對樹脂基體進行增韌改性，提高固化物的韌性和抗沖擊能力，采用酚醛胺類t-31作固化劑改善砂漿的水下應(yīng)用性能，制備出可用于水下的環(huán)氧混凝土、砂漿添加劑。采用該方法制備的添加劑可賦予環(huán)氧混凝土、砂漿一定的自流平、自密實性，可用于水下的薄層修補，并具有一定的力學(xué)強度。申請?zhí)枮椋?01610768952.7的中國專利申請公開了“一種水下環(huán)氧修補砂漿及其制備方法”，提出采用雙酚a環(huán)氧樹脂與活性稀釋劑作a組分，腰果殼油改性酚醛胺類固化劑和增韌劑作b組分，不同粒徑石英砂填料作c組分，配制水下環(huán)氧修補砂漿。該方法制備的環(huán)氧砂漿具有水下快速固化、耐水的特點。采用這兩種方法制備的環(huán)氧混凝土或砂漿都為三組分，必然增加了施工過程的繁瑣性，且單純采用改性酚醛胺類固化劑拌合的環(huán)氧混凝土、砂漿的耐水性、水下施工性能及力學(xué)性能還有待進一步的改善和提高。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可直接用于水下混凝土缺陷修復(fù)的高性能環(huán)氧混凝土(砂漿，下同)的制備方法，通過使用疏水劑對脂環(huán)族酚醛胺環(huán)氧固化劑進行接枝改性，在保證混凝土拌合物低溫水下固化性能的同時，可提高拌合物的耐水性和粘聚性；通過端氨基硅烷偶聯(lián)劑對環(huán)氧樹脂基體進行接枝反應(yīng)，在改善混凝土拌合物與舊混凝土界面的粘接性能的同時，降低硅烷偶聯(lián)劑的水溶性，提高混凝土的力學(xué)性能的持久性。本發(fā)明提供的一種可直接用于水下混凝土缺陷修復(fù)的高性能環(huán)氧混凝土的制備方法，工藝靈活、簡單，生產(chǎn)成本低；制備的水下環(huán)氧混凝土施工便捷，力學(xué)性能良好。本發(fā)明解決問題的技術(shù)方案是：一種用于水下混凝土缺陷修復(fù)的環(huán)氧混凝土的制備方法，包括：(1)自制環(huán)氧固化劑，通過曼尼希反應(yīng)制備脂環(huán)族酚醛胺環(huán)氧固化劑，將苯酚、間二甲苯二胺、37％福爾馬林按照1:3.5:1.5的質(zhì)量比，在95℃的條件下反應(yīng)3h，然后在-0.095mpa真空條件下加熱到110℃進行脫水處理；(2)所述自制的環(huán)氧固化劑改性將所述自制的環(huán)氧固化劑進行稀釋，加入固化劑0.05～2.0重量份的疏水劑并均勻攪拌，加入疏水劑20重量份的水，常溫條件下攪拌反應(yīng)1h，得到疏水化改性的環(huán)氧固化劑；(3)改性環(huán)氧樹脂將環(huán)氧樹脂加熱到60℃，添加重量份為1～5的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，均勻攪拌反應(yīng)0.5h，添加7～20重量份的多官能度的活性環(huán)氧稀釋劑及5～15重量份的環(huán)氧樹脂增塑劑，繼續(xù)攪拌、冷卻至室溫，得到改性的環(huán)氧樹脂；(4)制備水下環(huán)氧混凝土室溫條件下，將改性后的環(huán)氧樹脂與改性后的環(huán)氧固化劑按照4.7:1～2.5:1的比例進行均勻混合，并與環(huán)氧混凝土骨料按照1:3～1:5的比例進行均勻拌合10min，得到直接用于水下混凝土缺陷修復(fù)的高性能環(huán)氧混凝土。進一步的，步驟1中的所述自制的環(huán)氧固化劑的胺值為540±30mgkoh/g，粘度為300～500mpa﹒s。進一步的，步驟2中的所述稀釋劑采用酮類、醇類、酯類以及苯類稀釋劑中的一種。進一步的，步驟2中的所述疏水劑為辛基三甲氧基硅烷、正癸基三甲氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷中的一種。進一步的，步驟3中的所述改性的環(huán)氧樹脂采用比例為10:0～6:4的改性e44與改性e51的混合物。進一步的，步驟3中的所述多官能度的活性環(huán)氧稀釋劑為雙官能度的聚丙二醇活性稀釋劑、單官能度的環(huán)氧丙烷鄰甲苯基醚活性稀釋劑以及環(huán)氧丙烷丁基醚中一種或兩者復(fù)合。進一步的，步驟3中的所述環(huán)氧樹脂增塑劑為鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛脂中的一種或兩者復(fù)合。進一步的，步驟4中的所述環(huán)氧混凝土骨料為石英砂、石英粉。進一步的，步驟4中的所述骨料粒徑的配比為：5-8mm粒徑骨料的重量份為0-15，3-5mm粒徑骨料的重量份為0-5，1-3mm粒徑骨料的重量份為0-5，40-70目粒徑骨料的重量份為20-65，70-100目粒徑骨料的重量份為35-60，100目粒徑骨料的重量份為3-10。本發(fā)明的有益效果為：1.采用疏水劑對脂環(huán)族酚醛胺環(huán)氧固化劑進行接枝改性，既保證了混凝土拌合物低溫水下固化性能，又可改善拌合物的耐水性和粘聚性，提高環(huán)氧混凝土的水下施工性能；通過端氨基硅烷偶聯(lián)劑對環(huán)氧樹脂基體進行接枝反應(yīng)，既可改善混凝土拌合物與舊混凝土界面的粘接性能的同時，又能降低硅烷偶聯(lián)劑的水溶性，提高混凝土力學(xué)性能的持久性；2.工藝簡單、靈活，制備的水下環(huán)氧混凝土施工工藝便捷，且混凝土的早期強度高，力學(xué)性能良好。具體實施方式下面結(jié)合具體實施方式，對本發(fā)明作進一步的說明。所述制備方法，包括：(1)自制環(huán)氧固化劑，通過曼尼希反應(yīng)制備脂環(huán)族酚醛胺環(huán)氧固化劑，將苯酚、間二甲苯二胺、37％福爾馬林按照1:3.5:1.5的質(zhì)量比，在95℃的條件下反應(yīng)3h，然后在-0.095mpa真空條件下加熱到110℃進行脫水處理；(2)所述自制的環(huán)氧固化劑改性將所述自制的環(huán)氧固化劑進行稀釋，加入固化劑0.05～2.0重量份的疏水劑并均勻攪拌，加入疏水劑20重量份的水，常溫條件下攪拌反應(yīng)1h，得到疏水化改性的環(huán)氧固化劑；(3)改性環(huán)氧樹脂將環(huán)氧樹脂加熱到60℃，添加重量份為1～5的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，均勻攪拌反應(yīng)0.5h，添加重量份為7～20的多官能度的活性環(huán)氧稀釋劑及重量份為5～15的環(huán)氧樹脂增塑劑，繼續(xù)攪拌、冷卻至室溫，得到改性的環(huán)氧樹脂；(4)制備水下環(huán)氧混凝土室溫條件下，將改性后的環(huán)氧樹脂與改性后的環(huán)氧固化劑按照4.7:1～2.5:1的比例進行均勻混合，并與環(huán)氧混凝土骨料按照1:3～1:5的比例進行均勻拌合10min，得到直接用于水下混凝土缺陷修復(fù)的高性能環(huán)氧混凝土。進一步的，步驟1中的所述自制的環(huán)氧固化劑的胺值為540±30mgkoh/g，粘度為300～500mpa﹒s。進一步的，步驟2中的所述稀釋劑采用酮類、醇類、酯類以及苯類稀釋劑中的一種。進一步的，步驟2中的所述疏水劑為辛基三甲氧基硅烷、正癸基三甲氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷中的一種。進一步的，步驟3中的所述改性的環(huán)氧樹脂采用比例為10:0～6:4的改性e44與改性e51的混合物。進一步的，步驟3中的所述多官能度的活性環(huán)氧稀釋劑為雙官能度的聚丙二醇活性稀釋劑、單官能度的環(huán)氧丙烷鄰甲苯基醚活性稀釋劑以及環(huán)氧丙烷丁基醚中一種或兩者復(fù)合。進一步的，步驟3中的所述環(huán)氧樹脂增塑劑為鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛脂中的一種或兩者復(fù)合。進一步的，步驟4中的所述環(huán)氧混凝土骨料為石英砂、石英粉。進一步的，步驟4中的所述骨料粒徑的配比如表1所示：表1粒徑5～8mm3～5mm1～3mm40～70目70～100目100目重量份0-150-50-520-6535-603-10按照上述方法進行5種所述環(huán)氧混凝土的制備：實施例1：(1)自制環(huán)氧固化劑通過曼尼希反應(yīng)制備脂環(huán)族酚醛胺環(huán)氧固化劑，將苯酚、間二甲苯二胺、37％福爾馬林按照1:3.5:1.5的質(zhì)量比，在95℃的條件下反應(yīng)3h，然后在-0.095mpa真空條件下加熱到110℃進行脫水處理；(2)環(huán)氧固化劑改性將自制脂環(huán)族酚醛胺環(huán)氧固化劑稀釋于丙酮中，加入固化劑0.5重量份的疏水劑辛基三甲氧基硅烷并均勻攪拌，加入疏水劑20重量份的水，常溫條件下攪拌反應(yīng)1小時，即可得到疏水化改性的環(huán)氧固化劑。(3)環(huán)氧樹脂改性將環(huán)氧樹脂加熱到60℃左右，添加重量分為1的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，均勻攪拌反應(yīng)0.5小時，添加重量份為7的活性環(huán)氧稀釋劑207及重量份為5的鄰苯二甲酸二乙酯，繼續(xù)攪拌，冷卻至室溫，得到改性的環(huán)氧樹脂。(4)水下環(huán)氧混凝土(砂漿)制備將改性后的環(huán)氧樹脂與改性后的環(huán)氧固化劑按照4.7:1的比例進行均勻混合，并與環(huán)氧混凝土(砂漿)骨料按照1:3的比例進行均勻拌合，即可得到可直接用于水下混凝土缺陷修復(fù)的高性能環(huán)氧混凝土(砂漿)。所用的環(huán)氧混凝土(砂漿)骨料為不同粒徑石英砂、石英粉等骨料按比例配制而成，其參考比例如表2所示：表2粒徑5～8mm3～5mm1～3mm40～70目70～100目100目重量份00555373實施例2：(1)自制環(huán)氧固化劑：同實施例1；(2)環(huán)氧固化劑改性將自制脂環(huán)族酚醛胺環(huán)氧固化劑稀釋于無水乙醇中，加入固化劑0.7重量份的疏水劑正癸基三甲氧基硅烷并均勻攪拌，加入疏水劑20重量份的水，常溫條件下攪拌反應(yīng)1小時，即可得到疏水化改性的環(huán)氧固化劑。(3)環(huán)氧樹脂改性將環(huán)氧樹脂加熱到60℃左右，添加重量份為2的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，均勻攪拌反應(yīng)0.5小時，添加重量份為10的活性環(huán)氧稀釋劑691及重量份為7的鄰苯二甲酸二丁酯，繼續(xù)攪拌，冷卻至室溫，得到改性的環(huán)氧樹脂。(4)水下環(huán)氧混凝土(砂漿)制備將改性后的環(huán)氧樹脂與改性后的環(huán)氧固化劑按照4:1的比例進行均勻混合，并與環(huán)氧混凝土(砂漿)骨料按照1:3.5的比例進行均勻拌合，即可得到可直接用于水下混凝土缺陷修復(fù)的高性能環(huán)氧混凝土(砂漿)。所用的環(huán)氧混凝土(砂漿)骨料為不同粒徑石英砂、石英粉等骨料按比例配制而成，其參考比例如表3所示：表3粒徑5～8mm3～5mm1～3mm40～70目70～100目100目重量份51140503實施例3：(1)自制環(huán)氧固化劑：同實施例1；(2)環(huán)氧固化劑改性將自制脂環(huán)族酚醛胺環(huán)氧固化劑稀釋于乙酸乙酯中，加入固化劑1.0重量份的疏水劑正十二烷基三甲氧基硅烷并均勻攪拌，加入疏水劑20重量份的水，常溫條件下攪拌反應(yīng)1小時，即可得到疏水化改性的環(huán)氧固化劑。(3)環(huán)氧樹脂改性將環(huán)氧樹脂加熱到60℃左右，添加重量份為3的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，均勻攪拌反應(yīng)0.5小時，添加重量份為13的活性環(huán)氧稀釋劑501及重量份為10的鄰苯二甲酸二辛酯，繼續(xù)攪拌，冷卻至室溫，得到改性的環(huán)氧樹脂。(4)水下環(huán)氧混凝土(砂漿)制備將改性后的環(huán)氧樹脂與改性后的環(huán)氧固化劑按照3.5:1的比例進行均勻混合，并與環(huán)氧混凝土(砂漿)骨料按照1:4的比例進行均勻拌合，即可得到可直接用于水下混凝土缺陷修復(fù)的高性能環(huán)氧混凝土(砂漿)。所用的環(huán)氧混凝土(砂漿)骨料為不同粒徑石英砂、石英粉等骨料按比例配制而成，其參考比例如表4所示：表4粒徑5～8mm3～5mm1～3mm40～70目70～100目100目重量份00060355實施例4：(1)自制環(huán)氧固化劑：同實施例1；(2)環(huán)氧固化劑改性將自制脂環(huán)族酚醛胺環(huán)氧固化劑稀釋于甲苯中，加入固化劑1.5重量份的疏水劑十六烷基三甲氧基硅烷并均勻攪拌，加入疏水劑20重量份的水，常溫條件下攪拌反應(yīng)1小時，即可得到疏水化改性的環(huán)氧固化劑。(3)環(huán)氧樹脂改性將環(huán)氧樹脂加熱到60℃左右，添加重量份為4的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，均勻攪拌反應(yīng)0.5小時，添加重量份為15的活性環(huán)氧稀釋劑207和691(二者質(zhì)量比為3:1)，并添加10％的鄰苯二甲酸二乙酯，繼續(xù)攪拌，冷卻至室溫，得到改性的環(huán)氧樹脂。(4)水下環(huán)氧混凝土(砂漿)制備將改性后的環(huán)氧樹脂與改性后的環(huán)氧固化劑按照3.5:1的比例進行均勻混合，并與環(huán)氧混凝土(砂漿)骨料按照1:4的比例進行均勻拌合，即可得到可直接用于水下混凝土缺陷修復(fù)的高性能環(huán)氧混凝土(砂漿)。所用的環(huán)氧混凝土(砂漿)骨料為不同粒徑石英砂、石英粉等骨料按比例配制而成，其參考比例如表5所示：表5粒徑5～8mm3～5mm1～3mm40～70目70～100目100目重量份1511274610實施例4：(1)自制環(huán)氧固化劑：同實施例1；(2)環(huán)氧固化劑改性將自制脂環(huán)族酚醛胺環(huán)氧固化劑稀釋于二甲苯中，加入固化劑2.0重量份的疏水劑正十二烷基三甲氧基硅烷并均勻攪拌，加入疏水劑20重量份的水，常溫條件下攪拌反應(yīng)1小時，即可得到疏水化改性的環(huán)氧固化劑。(3)環(huán)氧樹脂改性將環(huán)氧樹脂加熱到60℃左右，添加重量份為5的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，均勻攪拌反應(yīng)0.5小時，添加重量份為20的活性環(huán)氧稀釋劑207和501(二者質(zhì)量比為5:1)，并添加重量份為15的鄰苯二甲酸二辛酯，繼續(xù)攪拌，冷卻至室溫，得到改性的環(huán)氧樹脂。(4)水下環(huán)氧混凝土(砂漿)制備將改性后的環(huán)氧樹脂與改性后的環(huán)氧固化劑按照2.5:1的比例進行均勻混合，并與環(huán)氧混凝土(砂漿)骨料按照1:5的比例進行均勻拌合，即可得到可直接用于水下混凝土缺陷修復(fù)的高性能環(huán)氧混凝土(砂漿)。所用的環(huán)氧混凝土(砂漿)骨料為不同粒徑石英砂、石英粉等骨料按比例配制而成，其參考比例如表6所示：表6粒徑5～8mm3～5mm1～3mm40～70目70～100目100目重量份7.5303544.510將實施例1、2制備的高性能環(huán)氧混凝土(砂漿)于水溫10±2℃水深500±50mm的條件下模擬水下環(huán)境進行成型，將實施例3～5制備的高性能環(huán)氧混凝土(砂漿)于水溫15±2℃水深500±50mm的條件下模擬水下環(huán)境進行成型，環(huán)氧混凝土(砂漿)水下粘聚性、流平性良好，試塊分別養(yǎng)護7、28天后測試的主要技術(shù)參數(shù)如表7所示：表7本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不背離本發(fā)明實質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任何變形、改進、替換均落入本發(fā)明的保護范圍。當(dāng)前第1頁12