大坝混凝土裂缝修补材料的制备研究

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发布时间：2021-09-08

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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、用量最大
的建筑材料，对整个工程的安全运行起着重要作用。
裂缝是大坝混凝土的主要病害之一” ，因此大坝裂
缝修补材料的研制对于维护大坝耐久性能及其安全有
效的运行至关重要。
混凝土的劣化总是从表面开始向内扩展，外部侵
蚀性离子是导致混凝土结构物耐久性下降的主要原因
之一。混凝土的外表面经常承受温度变化、水流冲刷、
干湿交替、冻融循环等作用，从而不断被风化、剥蚀、碳
化，且随时间的推移逐步加剧，最终危及工程安全。因
此，为了防止因混凝土劣化影响工程的使用寿命，除科
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。
聚脲弹性体(polyurea elastomer)技术是国外近10
年来继高固体分涂料、水性涂料、辐射固化涂料、粉末
涂料等低(元)污染涂装技术之后，为适应环保需求而
研制开发的一种新型无溶剂、无污染的绿色施工技术。
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，
很适合作为混凝土的裂缝修补涂层材料。。
聚天门氡氨酸酯聚脲材料是近几年来在聚脲工业
领域出现的一种具有高耐久性、慢反应、高性能的材
料，它彻底改变了传统聚脲以伯胺为原料，反应速度太
快、附着力差的缺点。当聚天门氡氨酸酯与同是脂肪
族的异氰酸酯反应时，能够得到耐候性非常好的脂肪
族聚脲材料。
本文用聚天门氡氨酸酯和异氰酸酯作为主要原料
制备大坝混凝土弹性裂缝修补材料，并对其耐久性进
行了系统研究。
1 材料制备与性能
1．1 原材料
聚天门氡氨酸酯A和脂肪族异氰酸酯B1、B2(拜
耳公司生产)，SiO 粒子、硅烷偶联剂活性稀释剂(国
内产品)。
1．2 复合材料的制备方法
步骤1。把活性稀释剂、纳米SiO 、硅烷偶联剂按