CN115974444B - 一种水泥裂缝活化交联修复体系及其制备方法和应用 - Google Patents
一种水泥裂缝活化交联修复体系及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115974444B CN115974444B CN202211675761.8A CN202211675761A CN115974444B CN 115974444 B CN115974444 B CN 115974444B CN 202211675761 A CN202211675761 A CN 202211675761A CN 115974444 B CN115974444 B CN 115974444B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- repair system
- cement
- crack
- solution
- silicate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000008439 repair process Effects 0.000 title claims abstract description 119
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 118
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 230000004913 activation Effects 0.000 title claims abstract description 44
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 14
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 17
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 66
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 49
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 47
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 20
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical group [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical group [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 239000011837 N,N-methylenebisacrylamide Substances 0.000 claims description 6
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 6
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical group C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical group [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 1-(2,3-difluorophenyl)ethanone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC(F)=C1F PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 4
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229940047670 sodium acrylate Drugs 0.000 claims description 4
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 claims description 4
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 claims description 4
- MSJMDZAOKORVFC-UAIGNFCESA-L disodium maleate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)\C=C/C([O-])=O MSJMDZAOKORVFC-UAIGNFCESA-L 0.000 claims description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 3
- UMTVCEDYAZNYBU-UHFFFAOYSA-N 2-methylidenebutanedioic acid;sodium Chemical compound [Na].OC(=O)CC(=C)C(O)=O UMTVCEDYAZNYBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 claims description 2
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 abstract description 14
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical group [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract description 4
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 20
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 7
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 3
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 2
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- -1 sodium carboxylate Chemical class 0.000 description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 2
- IRLPACMLTUPBCL-KQYNXXCUSA-N 5'-adenylyl sulfate Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP(O)(=O)OS(O)(=O)=O)[C@@H](O)[C@H]1O IRLPACMLTUPBCL-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 1
- 102100037651 AP-2 complex subunit sigma Human genes 0.000 description 1
- 101000806914 Homo sapiens AP-2 complex subunit sigma Proteins 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- IZZSMHVWMGGQGU-UHFFFAOYSA-L disodium;2-methylidenebutanedioate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(=C)C([O-])=O IZZSMHVWMGGQGU-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910003471 inorganic composite material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000012966 redox initiator Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)
Abstract
本发明公开了一种水泥裂缝活化交联修复体系及其制备方法和应用，所述水泥裂缝活化交联修复体系，包括第一修复体系和第二修复体系；所述第一修复体系包括硅酸盐溶液和还原性引发剂；所述第二修复体系包括活化剂溶液、氧化性引发剂和交联剂；所述活化剂溶液中的活化剂为含有双键的羧酸盐。本发明的水泥裂缝活化交联修复体系在应用时，将其中的第一修复体系和第二修复体系在室温下混合均匀后，直接在裂缝中发生聚合反应，活化体系加速水泥中钙离子的溶解沉积，提高了裂缝处水泥的反应活性，聚合交联体系可为钙离子的沉积提供模板。
Description
技术领域
本发明属于水泥修复技术领域，具体来说涉及一种水泥裂缝活化交联修复体系及其制备方法及应用。
背景技术
水泥基材料为多孔脆性材料，在服役过程中，受外界温度、湿度变化及外部荷载等因素影响，开裂不可避免，微裂缝的存在会加速水泥结构的破坏，严重影响相关设施的安全性和耐久性，因此，及时有效地修复水泥裂缝是十分必要的。目前的修复剂多为内掺型修复剂，这对于已开裂水泥结构的修复意义不大。而针对已开裂的水泥材料，常用的修复方法有化学注浆、涂层材料等，但这类方法修复周期长、修复效率低，且只能处理表面的宏观裂纹，难以修复内部的微裂缝。因此，开发一种新的裂缝愈合体系对提高水泥结构的耐久性、确保安全生产具有重要意义。
发明内容
针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种水泥裂缝活化交联修复体系，该体系克服了现有水泥修复体系修复周期长、修复效率低和修复效果差的缺点。
本发明的另一目的在于提供一种水泥裂缝活化交联修复体系在水泥裂缝修复中的应用。
本发明的另一目的在于提供一种第一修复体系的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种第二修复体系的制备方法。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。
一种水泥裂缝活化交联修复体系，包括第一修复体系和第二修复体系；
所述第一修复体系包括硅酸盐溶液和还原性引发剂；
所述第二修复体系包括活化剂溶液、氧化性引发剂和交联剂；
所述活化剂溶液中的活化剂为含有双键的羧酸盐。
在上述技术方案中，所述含有双键的羧酸盐为丙烯酸钠、衣康酸钠或马来酸钠。
在上述技术方案中，所述硅酸盐溶液为硅酸盐与水的混合溶液。
在上述技术方案中，所述活化剂溶液为活化剂与水的混合溶液。
在上述技术方案中，所述硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾。
在上述技术方案中，所述还原性引发剂为亚硫酸钠或硫代硫酸钠。
在上述技术方案中，所述氧化性引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。
在上述技术方案中，所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
上述水泥裂缝活化交联修复体系在水泥裂缝修复中的应用，在室温下，将所述水泥裂缝活化交联修复体系中的所述第一修复体系和第二修复体系混合均匀，再浸泡或填充于所需修复的水泥裂缝处。
一种所述第一修复体系的制备方法，包括以下步骤：将硅酸盐加入水中混合均匀，得到硅酸盐溶液，在室温下，在所述硅酸盐溶液中边搅拌边加入还原性引发剂至均匀，得到第一修复体系，其中，所述硅酸盐溶液中硅酸盐的质量分数为10～20％，所述还原性引发剂占硅酸盐溶液的质量分数为1～3％。
在上述技术方案中，所述搅拌的速度为300～500rpm，所述搅拌的时间为5～10min。
一种所述第二修复体系的制备方法，包括以下步骤：
将活化剂加入水中混合均匀，得到活化剂溶液，在室温下，在所述活化剂溶液中边搅拌边加入氧化性引发剂和交联剂至均匀，得到第二修复体系，其中，所述活化剂溶液中活化剂的质量分数为10～20％，所述氧化性引发剂占活化剂溶液的质量分数为1.5～2.0％，所述交联剂占活化剂溶液的质量分数为0.12～0.2％。
在上述技术方案中，所述搅拌的速度为300～500rpm，搅拌的时间为5～10min。
本发明的优点和有益效果为：
1.本发明中以水为溶剂，绿色环保，制备方法简便。
2.本发明的水泥裂缝活化交联修复体系中的第一修复体系和第二修复体混合后通过氧化-还原引发体系发生聚合反应，可以降低聚合反应所需温度，聚合反应在室温即可进行，发生反应的条件简单，因此，对应用环境要求低，对外界环境依赖小，可应用于多种基础设施的水泥裂缝修复。
3.本发明的水泥裂缝活化交联修复体系利用了活化剂对水泥裂缝修复的活化作用，一方面，活化剂与水泥中游离的钙离子发生络合作用，可促进水泥基体中钙离子的溶出，提供了裂缝修复的反应位点提高基体的反应活性，加速无机自修复产物(水合硅酸钙、氢氧化钙、碳酸钙)的沉积；另一方面，活化剂自身可发生聚合反应，生成的聚合物穿插在修复产物硅酸钙等无机自修复产物中，聚合物为无机自修复产物的沉积提供了模板，最终形成有机-无机复合材料以高效填充裂缝，对水泥基体的活化与室温下聚合交联反应的协同作用可以大大缩短修复周期，实现已有裂缝的快速、高效修复，可适应短时间的修复作业。
4.本发明的水泥裂缝活化交联修复体系，在无机自修复产物的沉积过程中引入聚合反应，生成的聚合物(聚丙烯酸钠，聚AMPS)穿插在无机自修复产物(水合硅酸钙、氢氧化钙和碳酸钙等)中，形成有机-无机复合网络，使得修复区域的结构更加完善。
5.本发明的水泥裂缝活化交联修复体系，所形成的聚合物穿插在水泥的修复区域中，使得修复区域的结构更加完善，并且在受到外力作用时，聚合物可以起到传递载荷的作用，减缓应力集中，可以明显提高修复区域的力学性能，保证了修复后水泥结构的有效性和稳定性，经修复后其抗压强度比修复前提高了83％，且其抗压强度恢复率比未引入活化体系实验组的恢复率高29.64％。
6.本发明的水泥裂缝活化交联修复体系在应用时，将其中的第一修复体系和第二修复体系在室温下混合均匀后，直接在裂缝中发生聚合反应，活化体系加速水泥中钙离子的溶解沉积，提高了裂缝处水泥的反应活性，聚合交联体系可为钙离子的沉积提供模板。二者在裂缝中协同作用的优势有两点：(1)水泥裂缝活化交联修复体系中的聚合单体可与水泥基体直接作用，单体小的尺寸在基体表面良好的吸附性提高了单体中络合基团的作用效率，加速了水泥基体中钙离子的溶出；(2)络合沉积与聚合交联同时发生可有效提高有机-无机复合自修复产物中有机相与无机相的界面粘合力，确保了自修复区的密封完整性。
7.本发明的水泥裂缝活化交联修复体系可以用于任意由水泥或混凝土构成的有裂缝的建筑物，在室温下就可以方便快捷修复裂缝。
附图说明
图1中的(a)/(b)/(c)为对开裂水泥块一进行修复前的裂缝区域的形貌图，其中，(a)为对比例1的水泥裂缝修复体系，(b)为对比例2的水泥裂缝修复体系，(c)为实施例1的水泥裂缝活化交联修复体系。
图1中的(d)/(e)/(f)为修复样品一或修复样品二的裂缝区域的形貌图，其中，(d)为对比例1的水泥裂缝修复体系，(e)为对比例2的水泥裂缝修复体系，(f)为实施例1的水泥裂缝活化交联修复体系。
图2中为修复样品三或修复品四的裂缝区域的扫描电镜图，其中，(a)为对比例1的水泥裂缝修复体系，(b)为对比例2的水泥裂缝修复体系，(c)为实施例3的水泥裂缝活化交联修复体系。
图3为实施例4的修复样品三的抗压强度柱状图和抗压强度修复率。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
本发明具体实施方式中使用的材料如下：
普通硅酸盐水泥：四川嘉华企业股份有限公司。
在具体实施方式中，所述活化剂的反应机理是：活化剂中所含的羧酸钠在水中电离，生成—COO-,其可与水泥中Ca2+络合，提高水泥的反应活性，加速无机自修复产物的生成；单体中的双键在氧化还原引发体系下发生聚合反应，之后通过交联形成致密的有机相，即聚合物。羧酸根离子与双键并存的结构中，络合与聚合交联反应协同作用在自修复区形成致密的有机-无机复合结构，提高了修复效率及修复后结构的密封完整性。
实施例1
一种水泥裂缝活化交联修复体系，包括第一修复体系和第二修复体系。
所述第一修复体系的制备方法，包括以下步骤：
将硅酸盐加入水中混合均匀，得到硅酸盐溶液，在室温下，将所述硅酸盐溶液中以300rpm边搅拌边加入还原性引发剂混合5min至均匀，得到第一修复体系，其中，所述硅酸盐溶液中硅酸盐的质量分数为10％，所述还原性引发剂占硅酸盐溶液的质量分数为1.5％，所述硅酸盐为硅酸钠，所述还原性引发剂为亚硫酸钠。
所述第二修复体系的制备方法，包括以下步骤：将活化剂加入水中混合均匀，得到活化剂溶液，在室温下，将所述活化剂溶液中以500rpm边搅拌边加入氧化性引发剂和交联剂混合10min至均匀，得到第二修复体系，其中，所述活化剂溶液中活化剂的质量分数为10％，所述氧化性引发剂占活化剂溶液质量分数为1.8％，所述交联剂占活化剂溶液质量分数为0.15％，所述活化剂为丙烯酸钠，所述氧化性引发剂为过硫酸铵，所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
实施例2
一种水泥裂缝活化交联修复体系，包括第一修复体系和第二修复体系。
所述第一修复体系的制备方法，包括以下步骤：将硅酸盐加入水中搅拌均匀，得到硅酸盐溶液，在室温下，将所述硅酸盐溶液中以500rpm边搅拌边加入还原性引发剂混合10min至均匀，得到第一修复体系，其中，所述硅酸盐溶液中硅酸盐的质量分数为10％，所述还原性引发剂占硅酸盐溶液的质量分数为3％，所述硅酸盐为硅酸钠，所述还原性引发剂为亚硫酸钠。
所述第二修复体系的制备方法，包括以下步骤：
将活化剂加入水中搅拌均匀，得到活化剂溶液，在室温下，将所述活化剂溶液中以400rpm边搅拌边加入氧化性引发剂和交联剂混合8min至均匀，得到第二修复体系，其中，所述活化剂溶液中活化剂的质量分数为10％，所述氧化性引发剂占活化剂溶液质量分数为1.5％，所述交联剂占活化剂溶液质量分数为0.12％，所述活化剂为衣康酸钠，所述氧化性引发剂为过硫酸铵，所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
实施例3
一种水泥裂缝活化交联修复体系，包括第一修复体系和第二修复体系。
所述第一修复体系的制备方法，包括以下步骤：
将硅酸盐加入水中搅拌均匀，得到硅酸盐溶液，在室温下，将所述硅酸盐溶液中以400rpm边搅拌边加入还原性引发剂混合8min至均匀，得到第一修复体系，其中，所述硅酸盐溶液中硅酸盐的质量分数为10％，所述还原性引发剂占硅酸盐溶液的质量分数为1.2％，所述硅酸盐为硅酸钠，所述还原性引发剂为硫代硫酸钠。
所述第二修复体系的制备方法，包括以下步骤：
将活化剂加入水中搅拌均匀，得到活化剂溶液，在室温下，将所述活化剂溶液中以450rpm边搅拌边加入氧化性引发剂和交联剂混合6min至均匀，得到第二修复体系，其中，所述活化剂溶液中活化剂的质量分数为10％，所述氧化性引发剂占活化剂溶液质量分数为2％，所述交联剂占活化剂溶液质量分数为0.2％，所述活化剂为马来酸钠，所述氧化性引发剂为过硫酸钾，所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
实施例4
一种水泥裂缝活化交联修复体系，包括第一修复体系和第二修复体系。
所述第一修复体系的制备方法，包括以下步骤：
将硅酸盐加入水中搅拌均匀，得到硅酸盐溶液，在室温下，将所述硅酸盐溶液中以450rpm边搅拌边加入还原性引发剂混合7min至均匀，得到第一修复体系，其中，所述硅酸盐溶液中硅酸盐的质量分数为10％，所述还原性引发剂占硅酸盐溶液的质量分数为2.7％，所述硅酸盐为硅酸钠，所述还原性引发剂为硫代硫酸钠。
所述第二修复体系的制备方法，包括以下步骤：
将活化剂加入水中搅拌均匀，得到活化剂溶液，在室温下，将所述活化剂溶液中以500rpm边搅拌边加入氧化性引发剂和交联剂混合6min至均匀，得到第二修复体系，其中，所述活化剂溶液中活化剂的质量分数为10％，所述氧化性引发剂占活化剂溶液质量分数为1.7％，所述交联剂占活化剂溶液质量分数为0.18％，所述活化剂为丙烯酸钠，所述氧化性引发剂为过硫酸钾，所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
对比例1
一种水泥裂缝修复体系，将实施例1制备的硅酸盐溶液作为水泥裂缝修复体系。
对比例2
一种水泥裂缝修复体系，包括以下步骤，将实施例1获得的硅酸盐溶液和活化剂溶液混合均匀，得到水泥裂缝修复体系。
待修复水泥的制备，包括以下步骤：将自来水与水泥按照水灰比0.44的比例混合拌浆后进行湿养护，该步骤参照GB/T 19139-2012，养护温度为30℃±2℃，养护龄期设定为7天；
(1)取养护龄期为7天的水泥块，利用手术刀均匀造缝，得到，开裂水泥块一，其中裂缝宽度为50μm左右。
(2)取养护龄期为7天的水泥块，利用抗压抗折一体机对所述水泥块进行预裂，得到，开裂水泥块二，其中，裂缝宽度为50μm左右，预裂时设定最大载荷为水泥抗压强度的90％，持续时间为60秒。
将实施例1水泥裂缝活化交联修复体系中的第一修复体系和第二修复体系混合均匀后和实施例3的水泥裂缝活化交联修复体系中的第一修复体系和第二修复体系混合均匀后，分别对开裂水泥块一进行3次浸泡处理，每次浸泡间隔2-3天，每次时长为30分钟，并将浸泡后的水泥块置于温度为30℃，湿度为90-95％的环境中养护7天，7天后，得到修复样品一。
对比例1、对比例2制备的水泥裂缝修复体系分别对开裂水泥块一进行3次浸泡处理，每次浸泡间隔2-3天，每次时长为30分钟，并将浸泡后的水泥块置于温度为30℃，湿度为90-95％的环境中养护7天，7天后，得到修复样品二。
将实施例2的水泥裂缝活化交联修复体系中的第一修复体系和第二修复体系混合均匀后和将实施例4的水泥裂缝活化交联修复体系中的第一修复体系和第二修复体系混合均匀后，分别对开裂水泥块二进行3次浸泡处理，每次浸泡间隔2-3天，每次时长为30分钟，并将浸泡后的水泥块置于温度为30℃，湿度为90-95％的环境中养护7天，7天后，得到修复样品三。
对比例1、对比例2制备的水泥裂缝修复体系分别对开裂水泥块二进行3次浸泡处理，每次浸泡间隔2-3天，每次时长为30分钟，并将浸泡后的水泥块置于温度为30℃，湿度为90-95％的环境中养护7天，7天后，得到修复样品四。
图1中的(a)为对比例1制备的水泥裂缝修复体系对开裂水泥块一进行修复前的裂缝区域的形貌图，图1中的(b)为对比例2制备的水泥裂缝修复体系对开裂水泥块一进行修复前的裂缝区域的形貌图，图1中的(c)为实施例1的水泥裂缝活化交联修复体系对开裂水泥块一进行修复前的裂缝区域的形貌图。
为了评估裂缝区域的修复情况以及修复效果，对开裂水泥块一修复前的形貌以及修复后得到的修复样品一、修复样品二、修复样品三和修复样品四的形貌进行了超景深显微镜测试，并取修复样品一和修复样品二通过扫描电镜进行表征，对开裂水泥块二修复前以及修复后得到的修复样品三和修复样品四的进行了抗压强度测试。
图1中的(d)为对比例1的修复样品二的裂缝区域的形貌图，图1中的(e)为对比例2的修复样品二的裂缝区域的形貌图，图1中的(f)为实施例1得到的修复样品一的裂缝区域的形貌图。从图中可以看出，在相同的处理方式、相同的养护方式与养护条件下，实施例1的水泥裂缝活化交联修复体系中的第一修复体系和第二修复体系混合均匀后，填充到水泥裂缝中，其对裂缝的修复效果明显，修复后裂缝的填充效果更加明显。
图2中的(a)为对比例1得到的修复样品四的扫描电镜图，图2中的(b)为对比例2得到的修复样品四的扫描电镜图，图2中的(c)为实施例3得到的修复样品三的扫描电镜图。由图可知，在相同的处理方式以及相同的养护方式与养护条件下，实施例3的水泥裂缝活化交联修复体系中的第一修复体系和第二修复体系混合均匀后，填充到水泥裂缝中，其对裂缝的修复效果明显，修复区的微观结构更加致密。
图3为实施例4得到的修复样品三的抗压强度、对比例1得到的修复样品四的抗压强度、对比例2得到的修复样品四的抗压强度和实施例4得到的修复样品三的抗压强度恢复率。由图可知，在相同的处理方式以及相同的养护方式与养护条件下，实施例4修复后得到的修复样品三的抗压强度为18.52MPa,其恢复率为83％，比对比例1和对比例2高29.64％，其修复能力相比于对比例1和对比例2得到明显提高。
抗压恢复率的计算公式：η＝(σ2-σ1)/σ1。
式中：η为抗压恢复率率；σ2为修复后抗压强度；σ1为残余抗压强度(即，开裂水泥块二的初始抗压强度)。
本发明绿色环保，方法简单，对水泥基体的活化作用及聚合交联反应协同作用，缩短了修复周期，提高了修复区域的结构完整性，水泥整体强度恢复更好，可以在实现快速修复的同时，得到更好的力学性能。有效解决现有水泥修复体系修复周期长、修复效率低、修复效果差的缺点。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种水泥裂缝活化交联修复体系，其特征在于，包括第一修复体系和第二修复体系；
所述第一修复体系包括硅酸盐溶液和还原性引发剂；
所述第二修复体系包括活化剂溶液、氧化性引发剂和交联剂；
所述活化剂溶液中的活化剂为含有双键的羧酸盐；
所述含有双键的羧酸盐为丙烯酸钠、衣康酸钠或马来酸钠。
2.根据权利要求1所述的水泥裂缝活化交联修复体系，其特征在于，所述硅酸盐溶液为硅酸盐与水的混合溶液，所述活化剂溶液为活化剂与水的混合溶液。
3.根据权利要求1所述的水泥裂缝活化交联修复体系，其特征在于，所述硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾。
4.根据权利要求1所述的水泥裂缝活化交联修复体系，其特征在于，所述还原性引发剂为亚硫酸钠或硫代硫酸钠。
5.根据权利要求1所述的水泥裂缝活化交联修复体系，其特征在于，所述氧化性引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。
6.根据权利要求1所述的水泥裂缝活化交联修复体系，其特征在于，所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
7.一种如权利要求1～6中任意一项所述的水泥裂缝活化交联修复体系中的第一修复体系的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硅酸盐加入水中混合均匀，得到硅酸盐溶液，在室温下，在所述硅酸盐溶液中边搅拌边加入还原性引发剂至均匀，得到第一修复体系，其中，所述硅酸盐溶液中硅酸盐的质量分数为10～20％，所述还原性引发剂占硅酸盐溶液的质量分数为1～3％。
8.一种权利要求1～6中任意一项所述的水泥裂缝活化交联修复体系中的第二修复体系的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将活化剂加入水中混合均匀，得到活化剂溶液，在室温下，在所述活化剂溶液中边搅拌边加入氧化性引发剂和交联剂至均匀，得到第二修复体系，其中，所述活化剂溶液中活化剂的质量分数为10～20％，所述氧化性引发剂占活化剂溶液的质量分数为1.5～2.0％，所述交联剂占活化剂溶液的质量分数为0.12～0.2％。
9.如权利要求1～6中任意一项所述的水泥裂缝活化交联修复体系在水泥裂缝修复中的应用，其特征在于，在室温下，将所述水泥裂缝活化交联修复体系中的所述第一修复体系和第二修复体系混合均匀，再浸泡或填充于所需修复的水泥裂缝处。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211675761.8A CN115974444B (zh) | 2022-12-26 | 2022-12-26 | 一种水泥裂缝活化交联修复体系及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211675761.8A CN115974444B (zh) | 2022-12-26 | 2022-12-26 | 一种水泥裂缝活化交联修复体系及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115974444A CN115974444A (zh) | 2023-04-18 |
| CN115974444B true CN115974444B (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=85964353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211675761.8A Active CN115974444B (zh) | 2022-12-26 | 2022-12-26 | 一种水泥裂缝活化交联修复体系及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115974444B (zh) |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100599586B1 (ko) * | 2005-03-30 | 2006-07-13 | 곽주호 | 구조물의 균열보수제 및 이의 적용방법 |
| CN102745972A (zh) * | 2012-07-26 | 2012-10-24 | 深圳市科中大绿色永久防水材料有限公司 | 一种可以直接喷洒的高性能防水材料及其制作方法 |
| CN107628788A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-01-26 | 北京东方雨虹防水技术股份有限公司 | 用于修复混凝土裂缝的水泥基防水材料及其制备方法 |
| KR101995844B1 (ko) * | 2018-12-14 | 2019-07-04 | 이동우 | 수중 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 수중 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법 |
| CN110482994A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-11-22 | 湖南峰航新材料科技有限公司 | 一种混凝土微裂缝封闭材料及其制备方法和应用 |
| KR102195453B1 (ko) * | 2020-03-06 | 2020-12-29 | 주식회사 에코이앤씨 | 방수성능 및 내구성이 향상된 콘크리트 구조물용 균열 보수제 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 균열 보수 공법 |
| CN113248169A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-08-13 | 天津大学 | 基于自生愈合的有机-无机复合水泥基自愈合剂及制备方法与用途 |
| CN113880526A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-01-04 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种具有防水自修复的建材及其制备方法 |
| CN114920536A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-08-19 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种超高性能混凝土微裂缝修复剂 |
| CN114956644A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-08-30 | 中冶武汉冶金建筑研究院有限公司 | 一种混凝土裂缝自修复材料及其制备方法 |
| KR102454474B1 (ko) * | 2022-08-04 | 2022-10-18 | 범준이엔씨 주식회사 | 상온 속경화형 콘크리트 균열 보수 조성물 및 이를 이용한 균열 콘크리트 보수 방법 |
| CN115231852A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-10-25 | 北京砼固新材料科技有限公司 | 一种增殖型混凝土密实剂及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ2010855A3 (cs) * | 2010-11-23 | 2012-05-30 | Rázl@Ivan | Cementové kompozity odolné kyselinám a vysokým teplotám a zpusob jejich výroby |
| CN112979198B (zh) * | 2021-02-20 | 2021-11-30 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种改性蒙脱土自修复剂及其制备方法和应用 |
-
2022
- 2022-12-26 CN CN202211675761.8A patent/CN115974444B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100599586B1 (ko) * | 2005-03-30 | 2006-07-13 | 곽주호 | 구조물의 균열보수제 및 이의 적용방법 |
| CN102745972A (zh) * | 2012-07-26 | 2012-10-24 | 深圳市科中大绿色永久防水材料有限公司 | 一种可以直接喷洒的高性能防水材料及其制作方法 |
| CN107628788A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-01-26 | 北京东方雨虹防水技术股份有限公司 | 用于修复混凝土裂缝的水泥基防水材料及其制备方法 |
| KR101995844B1 (ko) * | 2018-12-14 | 2019-07-04 | 이동우 | 수중 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 수중 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법 |
| CN110482994A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-11-22 | 湖南峰航新材料科技有限公司 | 一种混凝土微裂缝封闭材料及其制备方法和应用 |
| KR102195453B1 (ko) * | 2020-03-06 | 2020-12-29 | 주식회사 에코이앤씨 | 방수성능 및 내구성이 향상된 콘크리트 구조물용 균열 보수제 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 균열 보수 공법 |
| CN113248169A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-08-13 | 天津大学 | 基于自生愈合的有机-无机复合水泥基自愈合剂及制备方法与用途 |
| CN113880526A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-01-04 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种具有防水自修复的建材及其制备方法 |
| CN114920536A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-08-19 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种超高性能混凝土微裂缝修复剂 |
| CN114956644A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-08-30 | 中冶武汉冶金建筑研究院有限公司 | 一种混凝土裂缝自修复材料及其制备方法 |
| KR102454474B1 (ko) * | 2022-08-04 | 2022-10-18 | 범준이엔씨 주식회사 | 상온 속경화형 콘크리트 균열 보수 조성물 및 이를 이용한 균열 콘크리트 보수 방법 |
| CN115231852A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-10-25 | 北京砼固新材料科技有限公司 | 一种增殖型混凝土密实剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Developing a polymer-based crack repairing material using interpenetrate polymer network (IPN) technology;Wu, Hao;CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS;20150528;第84卷;第192-200页 * |
| 水泥基材料微裂缝自修复技术研究进展;赵宝辉;邹建龙;刘爱萍;徐鹏;;钻井液与完井液;20111115(第S1期);第59-62, 87页 * |
| 水泥基渗透结晶型防水材料的性能及作用机理研究;凌子枫;化工矿物与加工;20220630(第6期);第17-20页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115974444A (zh) | 2023-04-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110317512B (zh) | 一种隧道工程喷膜防水材料及其制备方法 | |
| CN110424330B (zh) | 一种可固化海水侵蚀性离子的水泥基材料裂缝自修复剂及其制备方法与应用 | |
| CN112608107B (zh) | 注浆材料及其制备方法和应用 | |
| KR20190008606A (ko) | 팽창성 유-무기 복합 그라우팅 약액 조성물 및 이를 이용한 시공방법 | |
| CN107778397A (zh) | 一种双凝胶结构的遇水膨胀密封止水材料及制备方法 | |
| JP2019172564A (ja) | コンクリート補修剤 | |
| KR100879882B1 (ko) | 친환경 보수모르타르와 침투식 구체강화제 및 엑폭시도료를 이용한 콘크리트 구조물의 단면복구공법 | |
| CN108546056B (zh) | 一种防水堵漏砂浆 | |
| Reddy et al. | Self-healing ability of high-strength fibre-reinforced concrete with fly ash and crystalline admixture | |
| CN115974444B (zh) | 一种水泥裂缝活化交联修复体系及其制备方法和应用 | |
| CN112111257A (zh) | 一种有机无机复合堵水材料及制备方法 | |
| CN113880526A (zh) | 一种具有防水自修复的建材及其制备方法 | |
| CN115850569A (zh) | 用于水泥石微裂缝自修复的co2响应性凝胶材料的制备方法 | |
| KR102364379B1 (ko) | 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수보강공법 | |
| CN112939506B (zh) | 一种混凝土用裂纹自愈合快速响应添加剂的制备方法 | |
| CN112778846A (zh) | 一种自修复型聚合物水泥防水涂料 | |
| CN112251059A (zh) | 一种水泥基喷涂材料及其制备方法和应用 | |
| KR102519944B1 (ko) | 자가 치유 기능을 겸비한 탄성 퍼티재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 외벽 균열 보수 공법 | |
| JP3806621B2 (ja) | コンクリート補強工法 | |
| CN115626790A (zh) | 一种快速修复混凝土微裂缝的生物材料及其制备方法 | |
| CN115818997A (zh) | 基于有机胺的建筑垃圾再生骨料快速碳化方法 | |
| CN115073048A (zh) | 一种复合混凝土养护剂及其制备方法和应用 | |
| HU201108B (en) | Process for increasing solidity and impermeability of soils and engineering establishments | |
| CN114180929A (zh) | 一种用于混凝土超细裂缝自修复材料及其制备方法 | |
| EP3976553A1 (en) | Non-invasive repair and retrofitting of hardened cementitious materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |