水性環(huán)氧樹脂改性水泥灌漿材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水泥灌漿材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種水性環(huán)氧樹脂改性水泥灌漿材 料。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的水泥灌漿材料，如果做到大的流動度，往往出現(xiàn)沉降、泌水現(xiàn)象。容易引發(fā) 灌漿質(zhì)量出現(xiàn)問題。同時現(xiàn)有的水泥灌漿材料的抗折強度比較低、彈性模量較高，屬于脆性 材料，如果用于震動設(shè)備基礎(chǔ)灌漿耐久性能不好。
[0003] 水泥在硬化階段往往會產(chǎn)生收縮現(xiàn)象，收縮現(xiàn)象會導(dǎo)致灌縫不嚴實，出現(xiàn)裂縫的 現(xiàn)象，而現(xiàn)有的水泥灌漿材料一般只采用單一組分的膨脹劑來補償收縮。對于塑性階段的 收縮沒有有效的補償方法，容易造成灌漿不夠密實，無法有效填充空隙結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明提出一種水性環(huán)氧樹脂改性水泥灌漿材料，以克服現(xiàn)有技術(shù)的 不足，采用復(fù)合膨脹劑補償塑性階段的收縮，能夠?qū)崿F(xiàn)密實灌漿，有效填充空隙結(jié)構(gòu)，同時 流動度好，無沉降現(xiàn)象，既適用于普通的水泥灌漿，也適用于修補加固、孔道壓漿、裂縫修復(fù) 等工程場合，另外，本發(fā)明還具有良好的流動性、粘結(jié)性能、收縮補償性能和耐腐蝕性能。
[0005] 為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
[0006] -種水性環(huán)氧樹脂改性水泥灌漿材料，：由以下原料按重量比配制而成:水性環(huán)氧 樹脂體系5~10份，水泥30~50份，石英粉5~30份，碳酸鈣粉5~10份，復(fù)合膨脹劑5~10份， 低粘度纖維素〇. 〇 1~〇. 03份，瀝青粉末0.5~1份，減水劑0.2~0.6份，緩凝劑0.001~0.03 份。所采用復(fù)合膨脹劑的份數(shù)小于5分，無法滿足塑性階段的收縮補償效果。大于10份，膨脹 量過大，降低復(fù)合材料的抗壓強度、抗折強度以及抗?jié)B性能。
[0007] 進一步的，所述水性環(huán)氧樹脂體系包括水性環(huán)氧樹脂和固化劑，所述水性環(huán)氧樹 脂為低粘度的液體環(huán)氧樹脂或水性環(huán)氧樹脂乳液，所述固化劑為改性胺類固化劑，所述改 性胺類固化劑本身具有一定的減水效果，可以進一步改善流動性能。優(yōu)選的，所述水性環(huán)氧 樹脂的固含量為40%-60%，更優(yōu)選的水性環(huán)氧樹脂固含量為50%，優(yōu)選的，水性環(huán)氧樹脂 的粒徑為0.05~5μπι，此粒徑在體系內(nèi)既可起到滾珠的作用，又具有較高的表面活性，具有 一定的減水作用，能夠提高灌漿材料的抗壓強度。
[0008] 進一步的，所述水性環(huán)氧樹脂體系可以由兩種方法制得：1.低分子量的液體環(huán)氧 樹脂和可以乳化環(huán)氧樹脂的改性胺類固化劑混合均勻后，加水攪拌均勻就可以得到所述水 性環(huán)氧樹脂體系。2、高分子量的固體環(huán)氧樹脂粉末加入溶劑，通過乳化的方法得到水性環(huán) 氧樹脂乳液，其與之配套的改性胺類固化劑共同形成所述水性環(huán)氧樹脂體系。
[0009] 進一步的，所述的水泥為娃酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥中的一種或其混合物。
[0010] 進一步的，所述復(fù)合膨脹劑為過氧化鈣膨脹劑、過氧化鈉膨脹劑和硫鋁酸鈣類膨 脹劑的混合物，其中，過氧化鈉與過氧化鈣的質(zhì)量比為1:1~1:2,過氧化鈉與過氧化鈣總量 與硫鋁酸鈣膨脹劑比例為1:2~1:3,本發(fā)明的復(fù)合膨脹劑成分為過氧化鈣、過氧化鈉和硫 鋁酸鈣類膨脹劑，其中過氧化鈉在復(fù)合材料加水攪拌后，生成微小氧氣用于補償復(fù)合材料 早期的收縮效應(yīng)。低活性的過氧化鈣在復(fù)合材料中反應(yīng)活性較低，生成氣體速度慢，用于復(fù) 合材料終凝前中后期收縮補償，復(fù)合膨脹劑中硫鋁酸鈣類膨脹劑主要用于復(fù)合材料終凝后 的收縮補償。過氧化鈉和過氧化鈣的比例范圍可以有效補償復(fù)合材料的收縮效應(yīng)，復(fù)合材 料在終凝前保持尺寸穩(wěn)定性能，達到微膨脹效果。
[0011] 進一步的，所述石英粉粒徑大小為200~300目，在用于孔道壓漿和較細的孔隙灌 漿時，灌漿材料需要較高的流動性能，如果所采用的石英粉粒徑過大，容易出現(xiàn)沉降現(xiàn)象， 這是由于粒徑較大的石英粉容易下沉，從而導(dǎo)致復(fù)合材料發(fā)生分層現(xiàn)象，而本發(fā)明優(yōu)選的 選用200~300目的石英粉能夠很好的與本發(fā)明的材料的流動性能相匹配。
[0012] 進一步的，所述低粘度纖維素的粘度為100~300mpa.s，此范圍的低粘度纖維素能 夠有效防止復(fù)合材料的沉降和分層。
[0013] 進一步的，所述減水劑為聚羧酸類減水劑，選擇聚羧酸類減水劑的原因是所述聚 羧酸減水劑與水性環(huán)氧樹脂以及瀝青粉末有較好的相容性能，從而使得材料具有良好的優(yōu) 異流動性能。
[0014] 進一步的，所述粉末瀝青為乳化瀝青經(jīng)過噴霧干燥后得到，所述瀝青粉末的平均 粒徑< 100μπι，粒徑小的瀝青粉末具有更好的相容性能，能夠更加均勾分散在復(fù)合材料中， 提高復(fù)合材料的防水性能、耐腐蝕性能。
[0015] 進一步的，所述緩凝劑為檸檬酸鈉和L型酒石酸中的一種或兩者的混合物。
[0016] 進一步的，所述灌漿材料還包括石英砂0~40份，加入一定的石英砂可以適當提高 材料抗壓性能，由于用途不同，流動度要求不同，所加入的石英砂和石英粉需要按照一定比 例，而大流動的實力，不需要加入石英砂。
[0017] 本發(fā)明的水性環(huán)氧樹脂改性水泥灌漿材料中水泥水化反應(yīng)和水性環(huán)氧樹脂固化 反應(yīng)同時進行，隨著水泥水化反應(yīng)的進行，復(fù)合材料含水率逐漸降低，水性環(huán)氧樹脂固化速 度加快，最終水性環(huán)氧樹脂固化產(chǎn)物與水泥水化的膠凝材料交聯(lián)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，復(fù)合 材料中的水泥水化產(chǎn)物多為膠凝體和微細晶體。由于水性環(huán)氧樹脂的引入，復(fù)合材料具有 良好的粘結(jié)性能、抗壓蠕變性能、抗?jié)B性能、力學(xué)性能以及耐腐蝕性能。
[0018] 進一步的，在本發(fā)明中，水性環(huán)氧樹脂和粉末瀝青均可分散于水中，與水泥材料具 有良好的相容性。瀝青粉末成膜與水泥水化、水性環(huán)氧樹脂固化交聯(lián)協(xié)同進行，成膜產(chǎn)物均 勻分散于復(fù)合材料體系中，進一步降低體系的孔隙率，復(fù)合材料整體更為致密，增強和水泥 砂漿內(nèi)部界面間的薄弱環(huán)節(jié)，復(fù)合材料具有更好的防水性能和耐腐蝕性能。
[0019] 進一步的，在使用時，需要在本發(fā)明中加入重量為總重量12%_18%的水。水量不 同，流動度不同，力學(xué)性能指標不同。在實際使用時，根據(jù)不同的流動度要求，調(diào)整加水量同 時調(diào)整配比。
[0020] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：
[0021] (1)本發(fā)明利用水性環(huán)氧樹脂改性水泥灌漿材料，水性環(huán)氧樹脂的加入增強材料 的抗折性能、降低彈性模量。適度的增加了復(fù)合材料的粘度，具有更優(yōu)良的流動性能，適度 增大加水量不會產(chǎn)生沉降、泌水現(xiàn)象。同時改性胺類固化劑本身具有一定的減水效果，可以 進一步改善流動性能。
[0022] (2)本發(fā)明采用復(fù)合膨脹劑補償收縮，在塑性階段進行有效補償塑性收縮。其中過 氧化鈉用于補償早期塑性收縮過程，過氧化鈣用于補償中期收縮過程。硫鋁酸鈣類膨脹劑 用于補償終凝后的收縮過程。所采用的復(fù)合膨脹劑能夠有效補償水泥環(huán)氧樹脂改性水泥灌 漿材料的收縮過程，在灌漿完成后，材料體積穩(wěn)定、微膨脹。
[0023] (3)本發(fā)明采用緩凝劑、粉末瀝青、聚羧酸減水劑調(diào)節(jié)水性環(huán)氧樹脂改性水泥灌漿 材料的性能，緩凝劑用于調(diào)節(jié)凝結(jié)時間，粉末瀝青能夠提高材料的防水性能和耐腐蝕性能， 聚羧酸減水劑可以減低用水量，增加流動性能。
[0024] (4)本發(fā)明得到的配方除了時產(chǎn)品的抗壓性能等有很好的提升之外，還能夠克服 水泥灌漿的收縮問題，避免水泥收縮導(dǎo)致灌漿不密實，有裂縫等現(xiàn)象，能夠使得膨脹率控制 在0.5%以內(nèi)，有微小的膨脹，也不會出現(xiàn)脹裂的現(xiàn)象，尤其滿足修補加固、孔道壓漿、裂縫 修復(fù)等工程場合的要求。
【具體實施方式】
[0025] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相 互組合。
[0026] 實施例1:
[0027] 本發(fā)明涉及水性環(huán)氧樹脂改性水泥灌漿材料，本實例典型應(yīng)用為橋梁孔道壓漿， 由以下原料在常溫下按重量比配制而成：
[0028] 水性環(huán)氧樹脂體系10份，其中，殼牌828環(huán)氧樹脂4份，美國氣體化學(xué)721型固化劑6 份
[0029] 唐山冀東水泥股份有限公司Ρ· 0 42.5普通硅酸鹽水泥45份
[0030] 200目石英粉10份
[00311 300目粒徑的碳酸鈣粉5份
[0032] 蘇州弗克F0X8H聚羧酸型減水劑0.6份
[0033]復(fù)合膨脹劑8份
[0034] 平均粒徑< 100um的粉末瀝青1份
[0035]粘度為lOOmpa. s的低粘度纖維素0.02份
[0036]檸檬酸鈉緩凝劑0.01份
[0037] 加水量為材料總重量的14%。
[0038] 其中，所述復(fù)合膨脹劑采用以下方法處理的粉末，方法為：1.5份的過氧化鈣與1.5 份的過氧化鈉混合后研磨成200目~300的粉末，加入5份日本電氣化學(xué)CSA型膨脹劑混合均 勻。
[0039] 在實例1的配方中，該配合比能夠比較有效的補償復(fù)合材料的收縮，主要是高流動 度用于橋梁孔道壓漿使用。
[0040] 實施例2
[0041] 本發(fā)明涉及水性環(huán)氧樹脂改性水泥灌漿材料，本