混凝土裂缝修复剂的研制与应用研究.pdf

2 0 1 5年第 4期 4月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS 2 01 5 No 4 Ap r i l 混凝土裂缝修复剂的研制与应用研究 朱 华 ， 陈晓龙 ， 张晓华 ， 葛晓红 ( 1 苏州市姑苏新型建材有限公司江苏省高性能建筑材料工程技术研究 中心 ， 2 1 5 1 3 2 ； 2 常熟市工程质量检测中心 ， 2 1 5 5 0 0 ) 摘 要 ： 为 了克服 水泥裂缝修复材料 的不足 ， 通过环 氧树脂和 氢化 双酚 A环 氧树脂 、 活性稀释 剂 、 固化剂及偶 联 剂等物质 ， 研制 出用于修 复静 止裂缝和活动裂缝 的两种低 粘度 裂缝修 复用灌浆材料 。 关键词 ： 裂缝 ； 环氧树脂 ； 灌浆 Ab s t r a c t ：I n o r d e r t o o v e r c o me t h e s h o r t a g e o f c e me n t c r a c k s r e p a i r i n g ma t e r i a l ， t h r o u g h h y d r o g e n a t e d b i s p h e n o l A e p o x y r e s i n a n d e p o x y r e s i n ， r e a c t i v e d i l u e n t ， c u ri n g a g e n t s ， c o u p l i n g a g e n t s a n d o t h e r s u b s t a n c e s ， t wo l o w v i s c o s i t y c r a c k s r e p a i ri n g g r o u t i n g ma t e ria l s a r e p r e p a r e d f o r r e p a i r i n g s t a t i c c r a c k s a n d a c t i v e c r a c k s Ke y wo r d s ： C r a c k s ； Ep o x y r e s i n ；G r o u t i n g 中 图分 类号 ： TU5 2 8 0 4 2 文献 标识 码 ： A 文章 编号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7( 2 0 1 5) 0 4 2 5 - 0 4 0前言 混凝土结构是土木工程 中应用最多 的一种 结 构 ，据统计 ，现在我 国每年工程建设用钢筋超过 1 亿 t ， 消耗混凝土 2 0亿 m。 以上 ， 约 占世界总量的一 半【 “ 。然而 ， 在施工浇筑不当、 钢筋配制太少 、 混凝土 干缩老化 、 荷载超重等多方 面因素 的影 响下 ， 混凝 土结构通常会 出现裂缝 。裂缝 的存在会导致诸如水 汽 、 酸 、 碱物质等渗入结构体 ， 造成钢筋锈蚀 、 混凝 土剥离等对结构破坏性 的损伤 ， 并影 响建筑外观 以 及混凝土结构 的承载能力和使用年限 ， 因而需要对 这些混凝土结构进行裂缝修补工作 。 裂缝灌浆施工技术是其 中修补裂缝 的方法之 一 ，也是最常用的方法。裂缝灌浆技术是一种应用 较广的建筑加 固与建筑补强技术 ， 通过将 多种组分 的灌浆材料按设计 的配比配制成二种可 流动的浆 料 ， 并用机械设备 ( 如泵 ) 或其他装置( 如灌 注器 ) 将 其压人需要补强加 固或堵漏的基材裂缝 中， 使浆液 在基材裂缝 中浸润 、 扩散 ， 而后发生浆料化 学反应 ， 固化成 固体物。固化后 的浆料对基材产生强劲坚固 的粘接力 ， 与基材成 为一个整体 ， 达到加固基材 、 提 高荷载或房渗堵漏的目的。国内环氧树脂灌浆材料 广泛应用 于水工建筑和坝体裂缝 的防渗补强加 固； 高速公路 、 桥梁 、 地铁 、 工业与民用建筑等工程 中的 各种混凝土裂缝和基础的防渗补强加固处理嘲 。 基金项 目： 苏州市相城区科技工业计划项 目( X J 2 0 1 4 3 0 ) 。 早期所使用的裂缝修复材料是以水泥为主要组 分 ， 因其来源易得 、 价格低廉 、 工艺简便等优点 ， 被 广泛应用 。但水泥修复材料是一种颗粒性材料 ， 对 于细微裂缝或孔隙因灌浆困难而无法进行修补 ， 同 时也 因为水泥的粘接强度有限 ，容易造成开裂 、 剥 落等 。为了克服水泥裂缝修复材料 的不足 ， 本文通 过环氧树脂 和氢化双酚 A 环氧树脂 、活性稀释剂 、 固化剂及偶联剂等物质 ， 研制成功用于修复静止裂 缝和活动裂缝的两种低粘度裂缝修复用灌浆材料 ， 产品性能优异 ， 适用性强。 1 试 验 1 1 原材 料 环氧树脂 ( E P ) ， 工业级( 牌号 E 一 5 1 ) ， 无锡某公 司生产 ； 氢化双酚 A环氧 ， 工业级 ( 牌号 A L 一 3 0 4 0 ) ； 液态聚硫橡胶 J L Y 一 1 2 1 ， 工业级 ， 辽宁产 ； 正 丁基缩 水甘 油醚 ( B G E) 、 苄 基缩 水 甘油 醚 ( 6 9 2 ) ， 工业 级 ， 安 徽 某公 司生 产 ； J 0 0 4 R 固化剂 ， 工 业 级 ， 北 京 某 公 司 生产 ； 5 9 3固化剂 ， 工业级 ， 安徽恒远某公司生产 ； 改 性酰胺基胺 X1 ， 工业级 ， 自制 ； 偶联剂 ( K H一 5 5 0 ) ， 工 业级 ， 南京某公 司生产 ； 促进剂 ( D MP 一 3 0 ) ， 工业级 ， 常州某公司生产 ； 消泡剂 ( B Y K 一 1 4 1 ) ， 工业级 ， 德国 某公 司生 产 。 1 2 裂缝修复剂的配制 混凝土结构 的裂缝按其形成可分为以下三类 ： 静止裂缝 ： 形态 、 尺寸和数 量均已稳定不再发展 的裂缝 ； 活动裂缝 ： 宽度在 现有环境和工作条件 一 25 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 5年第 4期 混凝土与水泥制品 总第 2 2 8期 下始终不能保持稳定 、易随着结构构件 的受力 、 变 形和环境温湿度 的变化而变化 ； 尚在发展的裂 缝 ： 长度 、 宽度或数量 尚在发展 ， 但经过一段 时间后 将会 终 止 的裂 缝l 3 1 。 依据试验的结果及相关资料 ， 结合各类裂缝 的 不 同性质和修复要求 ， 拟定了裂缝修 复剂 的基础配 方。按裂缝形态可分为弹性裂缝修复剂和高强裂缝 修复剂 ： S J N G环氧灌浆材料是一类弹性裂缝修复 剂 ， 主 要针 对 细微 ( 小 于 0 5 m m) 的 变形 裂 缝或 活 动 裂缝 、 温度裂缝等 ， 在不能完全消除裂缝的成 因， 但 确认对结构 、 构件的安全性不构成危害时 ， 需要使 用有弹性 的环氧灌浆材 。当前 ， 在各类t 昆凝土结构 特别是大体积混凝土结构 中，普遍存在着温度 裂 缝 。温 度裂 缝 的存 在 ， 对于 结 构强 度 和结 构 的 耐 久 性有 不 利影 响 ，温 度裂 缝 的大 小 随着 季 节 的更 替 、 温度的变化而变化 ， 此类温度裂缝就需要用具有一 定弹性的环氧灌浆料来修补 ， 具体配方见表 1 。 表 1 S J N G 产 品 配 方 甲组分 乙组分 2 0 1 1年 1 2月， G B 5 0 7 2 8 2 0 1 1 工程结构加固 材料安全性鉴定技术规范 的发布 ， 对裂缝修复提 出更高指标要求 ， 笔者通过在原有 S J N G环氧灌浆 料的基础上研制 了 S J N F环氧裂缝修复剂。S J N F 环氧裂缝修复剂主要针对 0 5 - 1 5 m m的裂缝宽度 ， 且裂缝基本上不再发展 ， 需要使用高强度环氧裂缝 修复材料 ， 因而采用环氧树脂和氢化双酚 A体系复 配树脂 ， 具有一定 的抗拉强度和抗压强度 ， 此类裂 缝修复剂具有较大的刚性 ， 能较好传递应力 。氢化 双酚 A型环氧树脂是乙种分子 中不含双键 的环氧 树脂 ， 具有耐候性好 、 电性 能优 良、 粘度低 、 加工工 艺性好等优点 。在配方上对于 S J N G环氧灌浆材 料， 需注重粘度的降低 ， 保持一定的强度和弹性。对 于 S J N F环氧裂缝修复剂 ，侧重提高其本体强度 ， 保持一定的粘度和弹性， 具体配方见表 2 。 1 - 3 产品性能 由于 S J N G环氧灌浆材料是一类弹性裂缝修 一 2 6一 表 2 S J N F环氧裂缝修复剂 复剂 ， 没有相应 国家 、 行业标准 ， 因而试验组制定 了 Q 3 2 0 5 0 0 S A 2 1 2 2 2 0 1 2 S J N G环氧灌浆材料 企 业标准作为生产和检测的标准 ； S J N F环氧裂缝修 复剂依据 G B 5 0 7 2 8 2 0 1 l中裂缝修复剂 的相关标 准作为生产和检测标准 。 送样 的 S J N G环氧灌浆材 料经过苏州市建设工程质量检测 中心检测 ， 符合 Q 3 2 0 5 0 0 S A 2 1 2 2 2 0 1 2 S J N C环氧灌浆材料 企业 标准 ， 具体数据见表 3 。 表 3 企业标准要 求及苏州市建设工程 质 量 检 测 中 C 检 测 结 果 项 目 S J N G环氧灌浆材料 企业标准 ， 检测 结果 送样 的 S J N F混凝土裂缝修 复剂经过 国家建 筑材料测试 中心检测 ，符合 G B 5 0 7 2 8 2 0 1 1中表 4 6 4中混凝土裂缝修复胶安全性鉴定的标准要求 ， 具体数据见表 4 。 2应 用 研 制出的裂缝灌浆料和修复剂主要应用 于修 复混凝 土结构超细裂缝 ， 如高速铁路 、 城市地铁 、 城 市高架等交通运输设施 ， 大部分多应用到混凝土结 构 ， 此类混凝土结构长期受动荷载作用 ， 不 可避免 会有裂缝形成 ， 同时 ， 也可用于普通民用建筑物结 构混凝土裂缝 的修复。具体施工规范如下 ： ( 1 ) 裂缝 处理 对较细的混凝土裂缝 ， 用钢丝刷 、 毛刷等工具 清除混凝 土裂缝表面的灰尘 、浮渣及松散层 等污 物 ， 刷去浮灰 ， 用酒精 或丙酮将沿缝两侧 2 3 c m范 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m