大坝混凝土裂缝修补材料的制备研究

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1、第42卷第10期人民长江Vo1．42，No．102O11年5月YangtzeRiverMay，201I文章编号：1001—4179(2011)10—0080—03大坝混凝土裂缝修补材料的制备研究韩炜，杜科。，李珍，汪在芹(1．长江科学院材料与结构研究所，湖北武汉430010；2．国家大坝安全工程技术研究中心，湖北武汉430010；3．水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心，湖北武汉430010)摘要：混凝土裂缝修补材料对阻止混凝土性能的劣化具有重要作用。利用聚天门氡氨酸酯、异氰酸酯、纳米SiO，、硅烷偶联剂、活性稀释剂制备

2、纳米复合修补材料用于大坝混凝土裂缝修补。通过万能试验机分析了不同种类异氰酸酯的用量对材料拉伸强度和断裂伸长率的影响，通过调整异氰酸酯的种类及用量，可以得到满足不同力学性能要求的大坝裂缝修补材料。此外，试验证明涂刷裂缝修补材料的混凝土试件的抗冻、抗碳化、抗冲磨能力得到明显提高，可见该裂缝修补材料的使用对混凝土耐久性的提高具有一定的作用。目前，该大坝混凝土裂缝修补材料在南水北调工程中得到应用，效果良好。关键词：聚天门氡氨酸酯；畀氰酸酯；裂缝修补；混凝土耐久性中图法分类号：TV431交献标志码：A混凝土是水利工程建设中不可缺少的、用

3、量最大很适合作为混凝土的裂缝修补涂层材料。。的建筑材料，对整个工程的安全运行起着重要作用。聚天门氡氨酸酯聚脲材料是近几年来在聚脲工业裂缝是大坝混凝土的主要病害之一”，因此大坝裂领域出现的一种具有高耐久性、慢反应、高性能的材缝修补材料的研制对于维护大坝耐久性能及其安全有料，它彻底改变了传统聚脲以伯胺为原料，反应速度太效的运行至关重要。快、附着力差的缺点。当聚天门氡氨酸酯与同是脂肪混凝土的劣化总是从表面开始向内扩展，外部侵族的异氰酸酯反应时，能够得到耐候性非常好的脂肪蚀性离子是导致混凝土结构物耐久性下降的主要原因族聚脲材料。之一。

4、混凝土的外表面经常承受温度变化、水流冲刷、本文用聚天门氡氨酸酯和异氰酸酯作为主要原料干湿交替、冻融循环等作用，从而不断被风化、剥蚀、碳制备大坝混凝土弹性裂缝修补材料，并对其耐久性进化，且随时间的推移逐步加剧，最终危及工程安全。因行了系统研究。此，为了防止因混凝土劣化影响工程的使用寿命，除科1材料制备与性能学合理的设计、优质的施工质量外，还需对混凝土表面进行特殊保护。1．1原材料聚脲弹性体(polyureaelastomer)技术是国外近10聚天门氡氨酸酯A和脂肪族异氰酸酯B1、B2(拜年来继高固体分涂料、水性涂料、辐射固化涂料

5、、粉末耳公司生产)，SiO粒子、硅烷偶联剂活性稀释剂(国涂料等低(元)污染涂装技术之后，为适应环保需求而内产品)。研制开发的一种新型无溶剂、无污染的绿色施工技术。1．2复合材料的制备方法聚脲弹性体涂装技术集塑料、橡胶、涂料、玻璃钢多种功能于一身，全面突破了传统环保型涂装技术的局限，步骤1。把活性稀释剂、纳米SiO、硅烷偶联剂按收稿日期：2010—09—25基金项目：国际科技合作项目(2010DFB70470)；中央级公益性科研院所基本科研项目费(CKSF2010014)作者简介：韩炜，男，高级工程师，主要从事有机、无机纳米复合

6、材料及水工新材料的研究。E—mail：wei—han@yahoo．cn第lO期韩炜，等：大坝混凝土裂缝修补材料的制备研究81照一定比例在高速分散机中以2000r／rain进行高速wt％、石1258wt％)。在试件表面涂刷1mrn厚的复分散60rain。合材料，7d后进行抗冲磨试验。抗冲磨试验按《水工步骤2。把聚天门氡氨酸酯与稀释剂、纳米SiO、混凝土试验规程》SL352—2006的有关方法进行，采硅烷偶联剂的均匀混合物在高速分散机中以用南京水利科学研究院仪器厂的HKS—II型混凝土1000r／rain进行高速分散30min。然

7、后在超声分散机抗冲磨试验机。(频率80kHz、功率4kW)中进行超声分散，共分散32结果与讨论次，每次10min，间隔5min。最后静置60min后得到A组份。2．1力学试验步骤3。以不同结构的脂肪族异氰酸酯为B组聚天门氡氨酸酯纳米复合材料的力学性能(拉伸分。强度和断裂伸长率)根据《树脂浇铸体拉伸性能试验步骤4。根据氨基当量和异氰酸酯基当量，确定方法》GB／T2568—1995的有关标准进行检测，检测结合适的A组分与B组分的用量比，制得聚天门氡氨酸果见表2。酯纳米复合材料。表2双组分聚天门氡氨酸酯纳米复合材料力学性能典型的双组

8、分聚天门氡氨酸酯纳米复合材料的配方见表1。表l双组分聚天门氡氨酸酯纳米复合材料配方聚天门氡氨酸酯组分质量百分异氰酸酯组分质量百分(A组分)比／％(B组分)比／％聚天门氡氨酸酯3O～5O脂肪族异氰酸酯10—9O活性稀释剂1—6纳米SiO2粒子1—10硅烷偶联剂微量1．3力学性能