一种长寿命外窗无收缩膨胀胶泥修复材料及其制备方法和应用与流程

本发明属于建筑材料，具体涉及一种长寿命外窗无收缩膨胀胶泥修复材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、建筑外窗洞口与窗框之间的接缝部位是围护结构防水密封的薄弱环节。该部位长期承受环境-20℃～80℃的温度循环、紫外辐照、风雨侵蚀及建筑物结构微沉降等多重因素的耦合作用，渗漏水问题频发，是既有建筑修缮领域长期未能有效解决的技术难题。

2、现有修复技术主要分为有机高分子填缝体系与水泥基填缝体系两大类：前者以聚氨酯泡沫填缝剂及聚氨酯基胶泥为代表，虽施工便捷、发泡填充效果好，但其本质为有机高分子材料，聚氨酯的脲基甲酸酯和缩二脲键在长期紫外辐照及湿热环境下易发生水解和光氧化降解，导致泡沫结构粉化、弹性丧失及界面粘附力显著衰减，有效服役寿命通常不超过十年，远低于建筑主体结构50年的设计使用年限；后者以防水砂浆及水泥基胶泥为代表，虽与混凝土墙体具有良好相容性和耐候性，但其水化硬化过程中存在化学收缩和自干燥收缩，硬化后在干燥环境中产生显著的干燥收缩，总收缩率通常为0.1%～0.3%，且传统方案仅添加硫铝酸钙单组份膨胀剂，其膨胀主要发生在水化中后期，对早期塑性收缩补偿不足，极易在界面处引发收缩裂缝，导致密封失效。

3、近年来，水性环氧树脂改性水泥基材料因其优异的界面粘结性能而成为修补材料领域的研究热点，通过多尺度协同机制可有效改善传统水泥基材料收缩率高、界面弱的固有缺陷。然而，现有研究多聚焦于混凝土结构承载裂缝的修补、水利工程中的抗冲磨加固或路面裂缝快速修补，其配方设计侧重抗压强度和弹性模量，未针对外窗缝隙的动态形变适应性、全龄期体积稳定性及长期防水可靠性进行系统性优化，亦未见将膨胀补偿技术与自修复防水功能协同引入外窗修复材料的系统技术方案。此外，现有公开的修复施工方法工序复杂，需依次设置防水砂浆密实层、抗裂砂浆抹灰层、js防水涂料及耐候密封胶等多道构造层次，现场施工质量控制难度大，各层之间的界面相容性和粘结可靠性难以保证，且多界面构造中任一层的失效均可能导致整体防水系统崩溃，密封材料受雨水侵蚀后易从防水结构上脱粘剥离，导致渗水问题反复出现。

4、综上所述，现有外窗缝隙修复材料及施工方法存在有机材料耐久性不足、水泥基材料收缩开裂、复合材料体系未针对外窗场景优化及施工工序复杂导致长期可靠性差等共性技术缺陷，尚缺乏一种兼具无收缩特性、优良柔韧性、高粘结强度及长期防水可靠性的修复材料及其配套施工工法，以满足外窗长寿命密封修复的实际工程需求。

5、基于以上现有技术的不足，本发明提供了一种长寿命外窗无收缩膨胀胶泥修复材料及其制备方法和应用，解决了现有外窗缝隙修复材料及施工方法存在有机材料耐久性不足、水泥基材料收缩开裂、复合材料体系未针对外窗场景优化及施工工序复杂导致长期可靠性差等共性技术缺陷，满足外窗长寿命密封修复的实际工程需求。

6、本发明解决的上述技术问题所采取的技术方案如下：

7、本发明的一种长寿命外窗无收缩膨胀胶泥修复材料，按重量份数包括水性环氧树脂50～80份、水性环氧固化剂15～30份、硅酸盐水泥20～40份、可再分散乳胶粉5～15份、复合膨胀剂3～10份、纳米二氧化硅2～8份、硅烷偶联剂改性膨润土5～15份、石英粉填料30～60份、纤维增强材料1～5份和水20～40份。

8、优选的，所述水性环氧树脂为自乳化型水性环氧树脂体系，环氧当量为450～550g/eq，固含量为45%～55%。

9、优选的，所述水性环氧固化剂为水溶性胺类固化剂，胺值为200～280mg koh/g。

10、优选的，所述复合膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂与氧化钙类膨胀剂的混合物，二者质量比为1:（1～3）。

11、优选的，所述硅烷偶联剂改性膨润土为钠基膨润土，其蒙脱石含量≥85%，阳离子交换容量≥80meq/100g。

12、优选的，所述纤维增强材料为聚丙烯纤维或玄武岩短纤维，其纤维长度为3～6mm，直径为15～25µm。

13、优选的，所述可再分散乳胶粉为乙烯-醋酸乙烯共聚物乳胶粉，其玻璃化转变温度tg为-5～5℃。

14、优选的，所述硅酸盐水泥为p.o 42.5或p.o 52.5级普通硅酸盐水泥；所述纳米二氧化硅的平均粒径为10～30nm，比表面积为180～220m2/g；所述石英粉填料的细度为200～325目连续级配，sio2含量≥98%。

15、本发明所要解决的另一技术问题是提供上述一种长寿命外窗无收缩膨胀胶泥修复材料的制备方法，包括如下步骤：

16、s01、粉料组分制备：按配比称取硅酸盐水泥、复合膨胀剂、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂改性膨润土、石英粉填料及纤维增强材料，投入强制式搅拌机中，在转速40～60r/min条件下干混搅拌5～10分钟，至各组分宏观分散均匀，出料密封包装，制得粉料组分；

17、s02、液料组分制备：按配比称取水性环氧树脂、水性环氧固化剂、可再分散乳胶粉及水，投入分散釜中，在转速300～500r/min条件下搅拌3～5分钟至均一稳定的乳白色液体，出料密封包装，制得液料组分；

18、s03、现场施工混合：施工时，将步骤s01所得粉料组分与步骤s02所得液料组分按质量比（2～4）:1进行混合，使用电动搅拌器以400～600r/min搅拌3～5分钟至均匀无颗粒的膏状胶泥，即得所述长寿命外窗无收缩膨胀胶泥修复材料。

19、本发明的一种长寿命外窗无收缩膨胀胶泥修复材料的使用方法，包括以下步骤：

20、（1）基层处理：剔除窗框与墙体间原有失效的密封材料及松散层，将缝隙清理至坚实基层，缝隙宽度宜为10～30mm，深度宜为20～50mm，利用高压空气清除浮尘、油污及明水；

21、（2）界面处理：在清理后的基层表面均匀涂刷配套水性环氧界面处理剂，涂布量为0.15～0.20kg/m²，30～60min表干后进入下道工序；

22、（3）胶泥填充：将混合均匀的胶泥材料用专用填缝枪或刮刀嵌入缝隙，由内向外压实，确保胶泥与窗框型材及墙体混凝土基材两侧形成100%接触，表面抹平收光；

23、（4）养护：在温度5～35℃，相对湿度≥50%的自然条件下养护24～48小时，期间严禁淋水、踩踏或振动。

24、与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

25、本发明通过硫铝酸钙与氧化钙复合膨胀剂的全龄期补偿，使材料28d收缩率不大于0.02%，较普通水泥基材料提升一个数量级，从根源消除收缩裂缝；有机-无机互穿网络结构赋予材料优异的耐老化性能，有效服役寿命超20年，显著优于聚氨酯类材料；改性膨润土赋予材料遇水膨胀到以水止水的主动自封堵能力，克服传统防水层一旦破损即全线失效的缺陷；水性环氧体系对有机及无机材质均展现优异粘结力，拉伸粘结强度大于2.0mpa；单层填充工艺替代传统多层叠合，施工周期缩短50%以上。本发明在体积稳定性、耐久性、防水可靠性、粘结强度及施工效率方面均显著提升，能够有效满足外窗缝隙长寿命密封修复的实际工程需求。

技术实现思路