一种快速防腐修补砂浆及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及化学建筑材料技术领域，特别是设及一种快速防腐修补砂浆及其制备 方法与应用。
【背景技术】
[0002] 混凝±和钢筋混凝±作为主要的建筑材料广泛应用于各种领域。然而混凝±构筑 物和钢筋混凝±构筑物在长期的使用过程中，受到重荷载、冻融循环、氯离子的渗透、表面 磨蚀、腐蚀介质的侵蚀等因素的影响，寿命会缩短；例如，在我国主要城市里许多地下混凝 ±污水管道均因生活污水的腐蚀出现了大量的破损，如果重新进行更换，势必会严重影响 市政交通、污水排放等多方面的正常秩序，但如能进行及时修复及加强管道的表面防护，贝U 可W在不影响居民正常生活和出行的前提下，大大延长混凝±污水管道的使用寿命。
[0003] 一般的溶剂型修补材料，如聚脈防水涂料、玻璃钢等，对基层含水率有低于5%的 要求，而混凝±管壁的含水率较高（远高于5%)，因此并不适合。另一种水性聚合物乳液 砂浆也是选择之一。
[0004] 目前性能优秀的快速防腐修补砂浆多使用聚合物乳液或聚合物干粉，可选用的聚 合物乳液品种较多，如常用的下苯乳液、丙締酸乳液等，运些聚合物乳液对水泥凝结时间影 响不大，易于配出快速硬化的防腐修补砂浆；其修补原理主要是靠乳液失水成膜，达到修复 的目的，但是在腐蚀环境下，成膜物质会部分溶出，大大影响了修补砂浆的耐腐蚀性能。而 另外一些如聚醋酸乙締醋乳液、水性环氧乳液等大多数聚合物乳液均会对水泥产生一定程 度的缓凝，修补砂浆的强度发展缓慢，因此很难应用于快速修补砂浆的制备。
[0005] 总之，现有的修补砂浆中能够做到强度快速发展的，耐腐蚀性相对较差；耐腐蚀性 好的，如水性环氧乳液，强度又发展较慢，不适合用于许多抢修的工程中。例如，海港大巧的 潮差部位需要修补，通常要求修补时间低于20小时，如修补材料的强度发展太慢，就会被 海水冲刷掉；城市中污水管道的修补，或大型使用中的污水厂的池壁的修补及表面防腐防 护，通常要求修补后24小时必须通水，否则大量的生活污水无法正常排放。因此迫切需要 一种既能够做到强度快速发展，耐腐蚀性还要好的修补砂浆。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，提供一种能用于轻度腐蚀环境 下受损混凝±构筑物的快速防腐修补砂浆，其原料包括W下重量份数的组分：改性环氧乳 液20-30份、固化剂为2-3份、消泡剂0. 10-0. 15份、硫侣酸盐早强水泥20-25份，普通娃 酸盐水泥70-80份、石英砂150-200份、早强剂0. 01-0. 05份、缓凝剂0. 1-0. 5份、淀粉酸 0.1-0. 3份和水5-10份。
[0007] 所述改性环氧乳液为水性环氧乳液和丙締酸乳液按重量比9 :1混合而成的混合 液，所述水性环氧乳液由环氧树脂和阴离子表面活性剂及溶剂混合乳化得到，或由环氧树 脂和非离子表面活性剂及溶剂混合乳化得到，乳化后环氧树脂含量为45wt% -55wt%;优选 的，所述阴离子表面活性剂选自十二烷基苯横酸、烷基甘油酸横酸盐和烷基苯横酸钢等中 的一种或几种，所述非离子表面活性剂选自聚氧乙締酸憐酸Ξ醋、聚氧乙締失水山梨醇单 硬脂酸醋和烷基酪聚氧乙締酸等中的一种或几种，所述溶剂可选自二甲苯和溶剂汽油等中 的一种或几种。
[0008] 所述固化剂为胺类固化剂，优选聚酷胺和/或脂肪族多元胺，脂肪族多元胺优选 乙締基Ξ胺、二亚乙基Ξ胺和氨乙基赃嗦等中的一种或几种，乙締基Ξ胺可选自Ξ乙締四 胺和四乙締五胺等中的一种或几种。
[0009] 所述消泡剂为非离子水性消泡剂，优选有机娃消泡剂和/或聚酸类消泡剂；所述 早强剂为裡盐，优选碳酸裡和/或氨氧化裡；所述缓凝剂为工业酒石酸和/或棚酸。
[0010] 快速防腐修补砂浆的原料包括W下重量份数的组分：改性环氧乳液25-30份、固 化剂为2. 5-3份、消泡剂0. 10-0. 15份、硫侣酸盐早强水泥20-25份，普通娃酸盐水泥75-80 份、石英砂150-200份、早强剂0. 01-0. 05份、缓凝剂0. 1-0. 5份、淀粉酸0. 1-0. 3份和水 5-10份；优选改性环氧乳液27-30份、固化剂为2. 8-3份、消泡剂0. 10-0. 15份、硫侣酸盐 早强水泥20-23份，普通娃酸盐水泥77-80份、石英砂170-200份、早强剂0. 03-0. 05份、 缓凝剂0.1-0. 3份、淀粉酸0.1-0. 2份和水8-10份；或优选改性环氧乳液30份、固化剂为 2. 7-3份、消泡剂0. 14-0. 15份、硫侣酸盐早强水泥20份，普通娃酸盐水泥75-80份、石英砂 170-200份、早强剂0. 03份、缓凝剂0. 3-0. 5份、淀粉酸0. 1-0. 2份和水8份。
[0011] 或，其原料包括W下重量份数的组分：水性环氧乳液24. 3-27份，丙締酸乳液 2. 7-3份时，固化剂为2. 5-3份、消泡剂0. 10-0. 15份、硫侣酸盐早强水泥20-24份，普通娃 酸盐水泥77-80份、石英砂150-200份、早强剂0. 01-0. 03份、缓凝剂0. 2-0. 3份、淀粉酸 0. 15-0. 2份和水8-10份；此时优选水性环氧乳液27份，丙締酸乳液3份时，固化剂为3份、 消泡剂0. 15份、硫侣酸盐早强水泥20份，普通娃酸盐水泥80份、石英砂200份、早强剂0. 03 份、缓凝剂0. 3份、淀粉酸0.2份和水8份。
[0012] 或，其原料包括W下重量份数的组分：水性环氧乳液25. 2-27份，丙締酸乳液 2. 8-3份时，固化剂为2. 7-2.8份、消泡剂0. 10-0. 14份、硫侣酸盐早强水泥20-23份，普通 娃酸盐水泥75-79份、石英砂160-170份、早强剂0. 03-0. 05份、缓凝剂0. 3-0. 5份、淀粉 酸0. 1-0. 2份和水5-8份；此时优选水性环氧乳液27份，丙締酸乳液3份时，固化剂为2. 7 份、消泡剂0. 14份、硫侣酸盐早强水泥20份，普通娃酸盐水泥75份、石英砂170份、早强剂 0. 03份、缓凝剂0. 5份、淀粉酸0.1份和水8份。
[0013] 本发明的另一个目的在于提供一种制备上述快速防腐修补砂浆的方法，将改性环 氧乳液、消泡剂和固化剂混合成液料；将硫侣酸盐早强水泥、普通娃酸盐水泥、石英砂、早强 剂、缓凝剂和淀粉酸混合成粉料；将液料和粉料混合后加水调整稠度即可。
[0014] 具体包括W下步骤：
[0015] (1)、按重量份数分别称取20-30份改性环氧乳液、消泡剂0. 10-0. 15份及固化剂 2-3份倒入容器中揽拌均匀，得到液料待用；
[0016](2)、在强制揽拌机中先将硫侣酸盐早强水泥20-25份、普通娃酸盐水泥70-80份、 石英砂150-200份、早强剂0. 01-0. 05份、缓凝剂0. 1-0. 5份和淀粉酸0. 1-0. 3份揽拌均匀， 得到粉料待用；
[0017] (3)、将步骤（1)得到液料和步骤（2)得到的粉料混合均匀，再加入5-10份的水调 整砂浆的稠度，揽拌3~5分钟即得所述快速防腐修补砂浆。
[0018] 本发明的还一个目的在于提供一种上述快速防腐修补砂浆在快速修补轻度腐蚀 环境下受损的混凝±构筑物及在混凝±构筑物表面形成保护层，防止其再次被腐蚀中的应 用。
[0019] (1)、本发明的快速防腐修补砂浆通过加入lOwt%的丙締酸乳液对水性环氧乳液 进行改性，从而能够有效降低修补砂浆的柔性，提高砂浆对基层裂缝的抵抗能力，提高砂浆 层的整体耐久性。
[0020] (2)、本发明采用硫侣酸盐早强水泥与普通娃酸盐水泥作为复配体系，较大程度上 提高了快速防腐修补砂浆的早期强度，同时将快速防腐修补砂浆的28天的收缩率控制在 0. 03 %W下，有效解决了缓凝问题。
[0021] (3)、W改性后的水性环氧乳液作为水泥基材的改性剂，同时对水泥基材进行改 性，所配制得到的快速防腐修补砂浆施工操作时间大于30分钟，24小时抗压强度超过 lOMPa，能够满足市政污水管道的通水要求。
【具体实施方式】
[0022] 发明人在研究中发现用于修补工程的现有乳液中，水性环氧乳液的防腐效果最 好，如能解决其的缓凝问题，将有较好的推广前景。
[0023]目前制备水性环氧乳液的方法主要有两种：
[0024] 第一种是在环氧树脂中加入水性固化剂，利用水性固化剂对环氧树脂进行自乳 化，制备得到水性环氧乳液。但是由于水性固化剂价格是普通环氧树脂固化剂的两倍，且其 用量是其他方法的二倍W上，因此该方法的造价非常高。另一方面，由于用水性固化剂进行 乳化，形成的并不只是水性环氧乳液，而是水性环氧乳液与固化剂的混合体，二者很快会发 生固化反应，因此运种乳液不能长时间放置，只能现用现配，不便于运输、储存和使用。再一 方面，由于环氧树脂是偏脆性的材料，加入水泥基材中，收缩率较大，材料的抗裂性较差，制 备得到的水性环氧乳液只能用作快硬水泥的快速修补砂浆，适用范围太窄。
[0025] 另外一种是利用表面活性剂对环氧树脂进行乳化，直接制备出性能稳定的水性环 氧乳液（不含固化剂）。和上述水性环氧乳液一样，由于环氧树脂是偏脆性的材料，加入 水泥基材中，收缩率较大，材料的抗裂性较差，制备得到的水性环氧乳液对水泥缓凝且偏脆 性。
[0026] 于是，本发明将水性环氧乳液进行改性，然后与普通固化剂等混合制备得到一种 新型的快速防腐修补砂浆，并发现水性环氧乳液与固化剂混合后与混凝±基层的粘结力明 显优于其它乳液。本发明利用柔性丙締酸乳液改性水性环氧乳液解决了普通水性环氧乳液 的脆性问题，用复配水泥（硫侣酸盐早强水泥复配普通娃酸盐水泥）解决了缓凝问题。
[0027] 本发明提供了一种快速防腐修补砂浆，该修补砂浆能够快速修补轻度腐蚀环境下 受损的混凝±构筑物，并在混凝±构筑物表面形成保护层，防止其再次被腐蚀。本发明的快 速防腐修补砂浆的原料配方包括按W下重量份数计的组分：
[0028] 改性环氧乳液20-30份，
[002引固化剂2-3份，
[0030]消泡剂 0. 10-0. 15 份，
[0031]石英砂 150-200 份，
[0032] 硫侣酸盐早强水泥20-25份，
[0033] 普通娃酸盐水泥80-90份，
[0034]早强剂 0. 01-0. 05 份，
[0035]缓凝剂 0. 1-0. 5 份，
[0036] 淀粉酸0. 1-0. 3份，和
[0037]水 5-10 份。
[0038] 其中，改性环氧乳液由水性环氧乳液和丙締酸乳液按重量比9:1混合得到。丙締 酸乳液为商购产品（己斯夫生产的丙締酸乳液，牌号为：S400)。水性环氧乳液一种方式是 由环氧树脂与阴离子表面活性剂及溶剂混合乳化得到，阴离子表面活性剂可选自十二烷基 苯横酸、烷基甘油酸横酸盐、烷基苯横酸钢等中的一种