常温自交联型水性环氧树脂改性水泥基砂浆双组分材料的制作方法

1.本发明涉及化学建筑材料技术领域，具体涉及常温自交联型水性环氧树脂改性水泥基砂浆双组分材料。


背景技术：

2.水泥制品具有价格低廉、承重耐压、耐水耐湿、防火和环保安全等特点，因而水泥与钢材共同构成了最重要的建筑材料。然而普通水泥制品是最典型的脆性材料，耐压不耐拉不耐折，内部结构的多孔性使其虽耐水但不抗渗难清洁，受环境湿度变化易产生干燥收缩潮湿肿胀而存在体积不稳定和干燥开裂等诸多问题。鉴此，水泥基材料的各种改性方法应运而生。
3.聚合物树脂改性水泥基材料在提高材料韧性和抗渗性方面效果显著，其中被业界称之为ecc技术(epoxy cement concrete technology)的水性环氧树脂改性水泥基材料得到快速发展，其机械强度、抗裂抗冲击韧性、抗渗透、耐湿防水、耐磨、防火和环保安全性等方面均有优异表现，因而已在诸如结构加固、重载地坪、耐化学腐蚀、防潮防水等高性能要求的领域获得应用。
4.应用于改性水泥材料的环氧树脂通常是低分子量的双酚a二缩水甘油醚(结构式1为双酚a型环氧树脂)，常用规格e-51和e-44，环氧当量典型值190-220，聚合度n＝0.1-0.3。乳化后的环氧树脂水性乳液与脂肪胺或脂环胺类固化剂在常温下发生交联反应，形成高强高韧的三维交联网络体，并与水泥硬化体组合成互穿网络结构，从而起到强化和改进材料性能的作用。
[0005][0006]
环氧树脂的交联反应有外交联和自交联两种方式。外交联是指另外加入的活性基团与环氧树脂交联固化。目前水性环氧树脂改性水泥采用的是外交联型的双液体组分体系，在施工前加入固化剂。从实际应用来看，外交联固化反应的体系因树脂与固化剂反应速度快、交联完全，交联后树脂的特性能够迅速在所改性的水泥基材料得到体现，因而以ecc技术为特征的材料获得广泛应用。然而外交联反应的水性环氧改性水泥基材料的短板也是非常明显的。首先，外交联环氧水泥体系的应用对使用环境要求高，夏季高温固化快适用期短，冬季低温固化慢乃至不固化，而高湿环境、地下或密闭空间使用时干燥和硬化时间显著延长乃至不固化。其次，使用时环氧树脂与固化剂反应必须预混均匀，并要求及时与粉料部分进行再搅拌，材料生产和使用相对复杂。
[0007]
自交联是指聚合物树脂有一种或多种活性基团，在加热或催化剂的作用下发生交联，而常温自交联则因固化反应温度条件的优势不但解决了外交联方式存在的不足和矛盾，也因给材料的生产、储存和应用带来了极大便利，更具有良好的市场应用前景。
[0008]
在水泥水化所形成的碱性环境下环氧树脂能按下列反应式1进行固化，这是自交联方式在环氧树脂改性水泥领域的应用基础：
[0009][0010]
现有的无固化剂配合的自交联型水性环氧树脂改性水泥基材料的研究和实践中，采用的环氧树脂仍然是前述的在ecc技术中广泛应用的低分子量双酚a型环氧树脂乳液。通过这种途径改性的水泥基材料，其抗渗性和抗碳化能力得到显著提高，然而力学强度及韧性提高有限，尚无实际应用价值。虽有通过高温高湿养护手段进一步提高其力学性能方面的研究，但至今也还没有工业化的市场产品。


技术实现要素：

[0011]
本发明主要提供一种常温自交联型水性环氧树脂改性水泥基砂浆双组分材料，其中，所述双组分材料含有：a组分：其含有以a组分总重计含量为12-30wt％、优选为15-25wt％的常温自交联型水性环氧树脂、任选的0.10-1.0wt％的消泡剂和余量的水；其中，所述常温自交联型水性环氧树脂为环氧当量为300-600、优选为300-550、更优选为400-550的常温自交联型水性环氧树脂，优选为双酚a型环氧树脂；和b组分：其含有水泥、砂石、防沉剂、减水剂和消泡剂；其中，所述a组分和b组分独立包装，且所述双组分材料不含有固化剂。
[0012]
在一个或多个实施方案中，所述常温自交联型水性环氧树脂以乳液形式提供，所述a组分含有常温自交联型水性环氧树脂乳液、水和任选的消泡剂，其中，以a组分总重计，所述常温自交联型水性环氧树脂乳液的含量为30-50wt％，优选为35-45wt％。
[0013]
在一个或多个实施方案中，以a组分总重计，所述a组分含有：35-45wt％的所述常温自交联型水性环氧树脂乳液、0.50-0.80wt％的消泡剂和余量的水，其中，所述常温自交联型水性环氧树脂为环氧当量为400-550的双酚a型环氧树脂乳液。
[0014]
在一个或多个实施方案中，以a组分总重计，所述a组分含有：35-45wt％的所述常温自交联型水性环氧树脂乳液，0.55-0.80wt％的消泡剂和余量的水，其中，所述常温自交联型水性环氧树脂为环氧当量为550的双酚a型环氧树脂乳液。
[0015]
在一个或多个实施方案中，以a组分总重计，所述a组分含有：35-45wt％的所述常温自交联型水性环氧树脂乳液，0.55-0.80wt％的消泡剂和余量的水，其中，所述常温自交联型水性环氧树脂为环氧当量为300的双酚a型环氧树脂乳液。
[0016]
在一个或多个实施方案中，以a组分总重计，所述a组分含有：35-45wt％的所述常温自交联型水性环氧树脂乳液，0.55-0.80wt％的消泡剂和余量的水，其中，所述常温自交联型水性环氧树脂为环氧当量为400的双酚a型环氧树脂乳液。
[0017]
在一个或多个实施方案中，以b组分总重计，所述b组分含有：
[0018]
20-45wt％、优选30-40wt％、更优选35-40wt％的水泥，
[0019]
45-70wt％、优选55-70wt％、更优选58-65wt％的砂石，
[0020]
0.005-0.05wt％、优选0.005-0.02wt％的防沉剂，
[0021]
0.10-0.30wt％、优选0.13-0.25wt％的减水剂，和
[0022]
0.05-0.30wt％、优选0.08-0.25wt％、更优选0.12-0.18wt％的消泡剂。
[0023]
在一个或多个实施方案中，所述消泡剂选自矿物油类消泡剂、非矿物油类消泡剂或组合。
[0024]
在一个或多个实施方案中，所述水泥选自普通硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥、高贝利特硫铝酸盐水泥和铝酸盐水泥的一种或多种。
[0025]
在一个或多个实施方案中，所述砂石为钙砂、石英砂或其组合。
[0026]
在一个或多个实施方案中，所述防沉剂选自气相二氧化硅、有机改性膨润土和凹凸棒土中的一种或多种。
[0027]
在一个或多个实施方案中，所述减水剂选自聚羧酸高效减水剂、萘系减水剂和三聚氰胺类减水剂中的一种或多种。
[0028]
在一个或多个实施方案中，所述a组分中还含有颜料或色浆。
[0029]
在一个或多个实施方案中，所述b组分中还含有以b组分总重计0-20wt％的石英粉或重钙粉、0-2.0wt％的膨胀剂、0-1.0wt％的抗裂纤维、0-0.05wt％的增稠剂、0-0.10wt％的促凝剂、0-0.20wt％的缓凝剂和0-0.01wt％的触变剂中的一种或多种。
[0030]
在一个或多个实施方案中，所述膨胀剂选自硫铝酸钙类膨胀剂、氧化钙类膨胀剂或其组合。
[0031]
在一个或多个实施方案中，所述抗裂纤维选自玻纤、聚丙烯单丝纤维和钢纤维中的一种或多种。
[0032]
在一个或多个实施方案中，所述增稠剂选自纤维素醚、淀粉醚或其组合。
[0033]
在一个或多个实施方案中，所述促凝剂选自碳酸锂、硫酸锂、甲酸钙或其组合。
[0034]
在一个或多个实施方案中，所述缓凝剂选自柠檬酸、酒石酸、柠檬酸钠或其组合。
[0035]
在一个或多个实施方案中，所述触变剂为定优胶。
[0036]
在一个或多个实施方案中，以b组分总重计，所述b组分含有：35-37wt％的普通硅酸盐水泥po42.5，50-55wt％的粒径大小为0.1-0.3mm的石英砂，8.0-10wt％的粒径大小为0.3-0.6mm的石英砂，0.01-0.015wt％的防沉剂，0.13-0.25wt％的聚羧酸高效减水剂，和0.10-0.18wt％的消泡剂。
[0037]
在一个或多个实施方案中，以b组分总重计，所述b组分含有：35-37wt％的白色硅酸盐水泥pw52.5，50-55wt％的粒径大小为0.1-0.3mm的石英砂，8.0-10wt％的粒径大小为0.3-0.6mm的石英砂，0.01-0.015wt％的防沉剂，0.13-0.25wt％的聚羧酸高效减水剂，和0.10-0.18wt％的消泡剂。
[0038]
在一个或多个实施方案中，以b组分总重计，所述b组分含有：35-38wt％的高贝利特硫铝酸盐水泥，50-55wt％的粒径大小为0.1-0.3mm的石英砂，8.0-10wt％的粒径大小为0.3-0.6mm的石英砂，0.01-0.015wt％的防沉剂，0.13-0.25wt％的聚羧酸高效减水剂，0.05-0.08wt％的促凝剂，0.08-0.10wt％的缓凝剂，和0.10-0.18wt％的消泡剂。
[0039]
在一个或多个实施方案中，所述双组分材料中，以重量份计，a组分与b组分的重量配比为10-25：100，优选15-20：100，更优选17-18：100。
[0040]
本发明还提供一种常温自交联型水性环氧树脂改性水泥砂浆，以该水泥砂浆总重
计，含有5.0-9.0wt％、优选6.0-7.0wt％的常温自交联型水性环氧树脂乳液，0.10-1.0wt％、优选0.10-0.50wt％、更优选0.10-0.30wt％的消泡剂，20-40wt％、优选25-35wt％、更优选30-35wt％的水泥，40-65wt％、优选45-65wt％、更优选50-60wt％的砂石，0.001-0.01wt％、优选0.005-0.01wt％的防沉剂，0.10-0.30wt％、优选0.10-0.20wt％的减水剂和余量的水；其中，所述常温自交联型水性环氧树脂为环氧当量为300-600、优选为300-550、更优选为400-550的常温自交联型水性环氧树脂，优选为双酚a型环氧树脂，且所述水泥砂浆不含有固化剂。
[0041]
在一个或多个实施方案中，所述水泥砂浆含有上述任一项的常温自交联型水性环氧树脂改性水泥基砂浆双组分材料，或通过上述任一项的常温自交联型水性环氧树脂改性水泥基砂浆双组分材料的a组分和b组分并任选地添加适量的水而制备得到。
具体实施方式
[0042]
应理解，在本发明范围中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相结合，从而构成优选的技术方案。
[0043]
本发明的目的在于提供一种常温自交联型水性环氧树脂改性的水泥基材料，选择在水泥水化液相ph条件下能够发生较快自交联反应的水性环氧树脂，由本发明的水泥基材料制备得到的浆料具有优异的力学强度、良好的抗冲击韧性和抗开裂性能、优良的耐水性能和抗渗性、体积稳定性好、高耐磨性和抗冻性、快硬、a级防火、环境安全以及可低温施工等特点。
[0044]
具体而言，本发明所述的双组分砂浆材料含有独立包装的a组分和b组分；其中，a组分含有常温自交联型水性环氧树脂乳液、水和消泡剂；b组分含有水泥、砂石、防沉剂、消泡剂和减水剂，以及任选的石英粉或重钙粉、膨胀剂、抗裂纤维、增稠剂、促凝剂、缓凝剂和触变剂中的一种或多种。
[0045]
a组分
[0046]
本发明的a组分可含有常温自交联型水性环氧树脂和水，以及任选的消泡剂。
[0047]
适用于本发明的常温自交联型水性环氧树脂的环氧当量为300-600，优选300-550，更优选为400-550。优选地，该常温自交联型水性环氧树脂为环氧当量为300-600，优选300-550，更优选为400-550的双酚a型环氧树脂。
[0048]
可以乳液的形式提供本文所述的常温自交联型水性环氧树脂。乳液通常含有该常温自交联型水性环氧树脂、水和其它制备乳液所需的添加剂，如乳化剂等。应理解，乳液中的其它添加剂成分可为常规的配制乳液所需的成分，如乳化剂，其含量较低，其用途通常是为了形成乳液、保持乳液稳定性、防止破乳等，因此这些成分不会对本发明的水泥砂浆的最终性能产生实质性影响。优选地，使用双酚a型环氧树脂。可从市售途径购买得到具有上述环氧当量的环氧树脂或其乳液，尤其是双酚a型环氧树脂或其乳液。
[0049]
当以乳液的形式配制本发明的a组分时，乳液中的固含量可以为40-60wt％。
[0050]
以a组分总重计，本发明的a组分可含有12-30wt％、优选15-25wt％的环氧当量在300-600范围内的常温自交联型水性环氧树脂，或可含有30-50wt％的常温自交联型水性环氧树脂乳液。在一些实施方案中，本发明的a组分含有35-45wt％的常温自交联型水性环氧树脂乳液。
[0051]
为消除组分a中的泡沫，可适当添加消泡剂。适用于本发明a组分的消泡剂可以是本领域常规的用于水泥的消泡剂，包括但不限于矿物油类消泡剂、非矿物油类消泡剂，也可使用一种或多种消泡剂的组合。
[0052]
以a组分总重计，本发明的a组分可含有0.10-1.0wt％的消泡剂，优选含有0.30-0.80wt％的消泡剂，更优选含有0.50-0.80wt％的消泡剂。
[0053]
在一些实施方案中，本发明的a组分还可含有适量的颜料或色浆。颜料和色浆可以是本领域常规的各种颜料和色浆，可由使用者根据需求自由添加。
[0054]
以a组分总重计，本发明的a组分可含有余量的水。通常，a组分可含有50-70wt％的水，优选含有55-65wt％的水。
[0055]
在一些实施方案中，本发明的a组分含有：35-45wt％的常温自交联型水性环氧树脂乳液、0.50-0.80wt％的消泡剂和余量的水，其中，所述常温自交联型水性环氧树脂为环氧当量为400-550的双酚a型环氧树脂乳液。
[0056]
在一些优选的实施方案中，本发明的a组分含有：35-45wt％的常温自交联型水性环氧树脂乳液，0.55-0.80wt％的消泡剂和余量的水，其中，所述常温自交联型水性环氧树脂为环氧当量为550的双酚a型环氧树脂乳液。
[0057]
在另外一些优选的实施方案中，本发明的a组分含有：35-45wt％的常温自交联型水性环氧树脂乳液，0.55-0.80wt％的消泡剂和余量的水，其中，所述常温自交联型水性环氧树脂为环氧当量为300的双酚a型环氧树脂乳液。
[0058]
在某些具体的实施方案中，本发明的a组分含有：35％-45％的常温自交联型水性环氧树脂乳液，0.55-0.80wt％的消泡剂和余量的水，其中，所述常温自交联型水性环氧树脂为环氧当量为400的双酚a型环氧树脂乳液。
[0059]
通常，本发明的a组分为液体。
[0060]
b组分
[0061]
本发明的b组分通常为固体。本发明的b组分可含有水泥、砂石、防沉剂、消泡剂和减水剂。
[0062]
适用于本发明的水泥可以本领域常用的各种水泥，包括普通硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥和特种水泥中的一种或多种。所述特种水泥可以是高贝利特硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥。
[0063]
以b组分总重计，水泥的含量可在20-45wt％的范围内，优选在30-40wt％的范围内，更优选在35-40wt％的范围内。
[0064]
适用于本发明的砂石可以是本领域常用的各种砂，包括但不限于钙砂、石英砂或其组合。以b组分总重计，砂石的含量可在45-70wt％的范围内，优选55-70wt％，更优选58-65wt％。对砂的粒径并无特殊限制，可根据发明本砂浆的具体用途确定。在某些实施方案中，本发明使用具有两个粒径范围的砂石，一个粒径范围在0.1-0.3mm之间(包括0.3mm)，其含量可为40-60wt％、优选45-60wt％、更优选50-55wt％；另一粒径范围为0.3-0.6mm之间(不包括0.3mm)，其含量可为5.0-10wt％、优选8.0-10wt％。
[0065]
适用于本发明的消泡剂，可以是本领域周知的各种消泡剂，包括但不限于矿物油类消泡剂、非矿物油类消泡剂，也可使用一种或多种消泡剂的组合。以b组分总重计，消泡剂的含量为0.05-0.30wt％的消泡剂，优选0.08-0.25wt％，更优选0.12-0.18wt％。
[0066]
适用于本发明的减水剂包括但不限于聚羧酸高效减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺类减水剂。通常，减水剂在本发明独立b组分中的含量可在0.10-0.30wt％的范围内。在某些具体的实施方案中，本发明采用聚羧酸高效减水剂，含量在0.13-0.25wt％范围内，例如0.15wt％或0.2wt％。
[0067]
适用于本发明的防沉剂可以是本领域已知的用于水泥砂浆中的各种防沉剂，包括但不限于气相二氧化硅和/或有机改性膨润土、凹凸棒土。在一些实施方案中，本发明使用增稠剂(尤其是低粘度纤维素醚)与定优胶复合作为防沉剂，所制造产品较现有的非定优胶类防沉剂的产品具有更好的流动性能和防沉效果。本发明中，以b组分总重计，防沉剂的含量在0.005-0.05wt％范围内，优选在0.005-0.02wt％的范围内。
[0068]
本发明的b组分中还可含有石英粉或重钙粉、膨胀剂、抗裂纤维、增稠剂、促凝剂、缓凝剂和触变剂中的一种或多种。
[0069]
适用于本发明的石英粉或重钙粉在本发明b组分中的含量可在0-20wt％范围内，例如1.0-10wt％、2.0-10wt％或8.0-20wt％。对其粒径并无特殊限制，可根据发明本砂浆的具体用途确定。
[0070]
适用于本发明的膨胀剂包括但不限于硫铝酸钙类膨胀剂、氧化钙类膨胀剂或其组合，其在本发明b组分中的含量可在0-2.0wt％范围内。例如0-0.50wt％、0-1.0wt％或1.0-2.0wt％。
[0071]
适用于本发明的抗裂纤维包括但不限于玻纤、聚丙烯单丝纤维和钢纤维中的一种或多种，其在本发明b组分中的含量可在0-1.0wt％范围内。例如0-0.50wt％或0.20-0.80wt％。
[0072]
适用于本发明的增稠剂包括但不限于纤维素醚、淀粉醚或其组合，其在本发明b组分中的含量可在0-0.05wt％范围内，例如0-0.03wt％。
[0073]
促凝剂是通过加快水泥水化速度，以达到控制材料整体硬化速度的助剂。适用于本发明的促凝剂包括但不限于碳酸锂、硫酸锂、甲酸钙或其组合。通常，促凝剂的含量为0-0.10wt％，如0.04-0.09wt％。在某些实施方案中，本发明所述的b组分含有促凝剂，其含量为0.01-0.06wt％，如0.05wt％。
[0074]
缓凝剂是通过抑制或延缓水泥水化速度，以达到控制材料整体硬化速度的助剂。适用于本发明的缓凝剂包括但不限于柠檬酸、酒石酸、柠檬酸钠或其混合物。通常，缓凝剂的含量为0-0.20wt％，如0.05-0.10wt％或0.08-0.15wt％。在某些实施方案中，本发明的b组分中含有缓凝剂，其含量在0.08-0.15wt％范围内，优选0.09-0.12wt％。
[0075]
适用于本发明的触变剂包括但不限于定优胶，其在本发明b组分中的含量可在0-0.01wt％的范围内。例如0-0.008wt％或0.001-0.01wt％。
[0076]
在一些优选的实施方案中，本发明的b组分含有：35-37wt％的普通硅酸盐水泥po42.5，50-55wt％的粒径大小为0.1-0.3mm的石英砂，8.0-10wt％的粒径大小为0.3-0.6mm的石英砂，0.01-0.015wt％的防沉剂，0.13-0.25wt％的聚羧酸高效减水剂，0.10-0.18wt％的消泡剂。
[0077]
在一些优选的实施方案中，本发明的b组分含有：35-37wt％的白色硅酸盐水泥pw52.5，50-55wt％的粒径大小为0.1-0.3mm的石英砂，8.0-10wt％的粒径大小为0.3-0.6mm的石英砂，0.01-0.015wt％的防沉剂，0.13-0.25wt％的聚羧酸高效减水剂，0.10-0.18wt％
的消泡剂。
[0078]
在一些优选的实施方案中，本发明的b组分含有：35-38wt％的高贝利特硫铝酸盐水泥，50-55wt％的粒径大小为0.1-0.3mm的石英砂，8.0-10wt％的粒径大小为0.3-0.6mm的石英砂，0.01-0.015wt％的防沉剂，0.13-0.25wt％的聚羧酸高效减水剂，0.05-0.08wt％的促凝剂，0.08-0.10wt％的缓凝剂，0.10-0.18wt％的消泡剂。
[0079]
常温自交联型水性环氧树脂改性水泥基砂浆双组分材料
[0080]
本发明的常温自交联型水性环氧树脂改性水泥基砂浆双组分材料含有独立包装的所述a组分和b组分。通常，每100重量份的b组分配以10-25重量份的a组分，优选每100重量份的b组分配以15-20重量份的a组分。在一些实施方案中，每100重量份的b组分配以17-18重量份的a组分。
[0081]
水泥砂浆
[0082]
本发明使用常温自交联型水性环氧树脂改性水泥基砂浆双组分材料取代传统外交联型环氧树脂-固化剂-水泥三组分体系，保留了外交联型应用的ecc技术的基本特性，避免了外交联型应用中出现的高温固化快适用期短、低温固化慢乃至不固化、高湿环境或地下或密闭空间使用时干燥和硬化时间显著延长乃至不固化等缺陷。同时，因独立组分包装给材料的生产、运输和储存带来了极大便利，使产品使用更加方便，产品本身更加环保经济。
[0083]
因此，本发明也提供一种水泥砂浆，该水泥砂浆含有常温自交联型水性环氧树脂乳液、消泡剂、水泥、砂石、防沉剂和减水剂。本发明的水泥砂浆不含有传统环氧树脂应用所必须的固化剂。
[0084]
该常温自交联型水性环氧树脂为环氧当量为300-600，优选300-550，更优选为400-550的常温自交联型水性环氧树脂，优选为环氧当量为300-600，优选300-550，更优选为400-550的双酚a型环氧树脂。以水泥砂浆总重计，该常温自交联型水性环氧树脂的含量为2.0-5.5wt％，优选2.5-4.5wt％，更优选3.0-4.0wt％。当以乳液形式提供所述常温自交联型水性环氧树脂时，乳液的固含量(即所述常温自交联型水性环氧树脂的含量)可为40-60wt％，乳液的含量为5.0-9.0wt％，优选6.0-7.0wt％。
[0085]
该消泡剂可以是本领域常规的用于水泥的消泡剂，包括但不限于矿物油类消泡剂、非矿物油类消泡剂，也可使用一种或多种消泡剂的组合。以水泥砂浆总重计，该消泡剂的含量为0.10-1.0wt％，优选0.10-0.50wt％，更优选0.10-0.30wt％。
[0086]
该水泥可以是本领域常用的各种水泥，包括普通硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥和特种水泥中的一种或多种。所述特种水泥可以是高贝利特硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥。以水泥砂浆总重计，该水泥的含量在20-40wt％的范围内，优选在25-35wt％的范围内，更优选在30-35wt％的范围内。
[0087]
该砂石可以是本领域常用的各种砂，包括但不限于钙砂、石英砂或其组合。以水泥砂浆总重计，砂石的含量可在40-65wt％的范围内，优选45-65wt％，更优选50-60wt％。对砂的粒径并无特殊限制，可根据发明本砂浆的具体用途确定。在某些实施方案中，本发明使用具有两个粒径范围的砂石，一个粒径范围在0.1-0.3mm之间，其含量可为35-55wt％、优选40-50wt％、更优选42-48wt％；另一粒径范围为0.3-0.6mm之间，其含量可为3.0-10wt％、优选5.0-10wt％。
[0088]
该防沉剂可以是本领域已知的用于水泥砂浆中的各种防沉剂，包括但不限于气相二氧化硅和/或有机改性膨润土、凹凸棒土。在一些实施方案中，本发明使用增稠剂(尤其是低粘度纤维素醚)与定优胶复合作为防沉剂，所制造产品较现有的非定优胶类防沉剂的产品具有更好的流动性能和防沉效果。本发明中，以水泥砂浆总重计，防沉剂的含量在0.001-0.01wt％范围内，优选在0.005-0.01wt％的范围内。
[0089]
该减水剂包括但不限于聚羧酸高效减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺类减水剂。通常，减水剂在本发明水泥砂浆中的含量可在0.10-0.30wt％的范围内。在某些具体的实施方案中，本发明采用聚羧酸高效减水剂，含量在0.10-0.20wt％范围内。
[0090]
本发明的水泥砂浆中还可含有石英粉或重钙粉、膨胀剂、抗裂纤维、增稠剂、促凝剂、缓凝剂和触变剂中的一种或多种。
[0091]
适用于本发明的石英粉或重钙粉在本发明水泥砂浆中的含量可在0-18wt％范围内，例如1.0-10wt％、2.0-10wt％或8.0-18wt％。对其粒径并无特殊限制，可根据发明本砂浆的具体用途确定。
[0092]
适用于本发明的膨胀剂包括但不限于硫铝酸钙类膨胀剂、氧化钙类膨胀剂或其组合，其在本发明水泥砂浆中的含量可在0-1.8wt％范围内。例如0-0.5wt％、0-1.0wt％或1.0-1.8wt％。
[0093]
适用于本发明的抗裂纤维包括但不限于玻纤、聚丙烯单丝纤维和钢纤维中的一种或多种，其在本发明水泥砂浆中的含量可在0-0.95wt％范围内。例如0-0.50wt％或0.20-0.90wt％。
[0094]
适用于本发明的增稠剂包括但不限于纤维素醚、淀粉醚或其组合，其在本发明水泥砂浆中的含量可在0-0.045wt％范围内，例如0-0.03wt％。
[0095]
适用于本发明的促凝剂包括但不限于碳酸锂、硫酸锂、甲酸钙或其组合。通常，促凝剂的含量为0-0.08wt％，如0.02-0.06wt％。在某些实施方案中，本发明所述的水泥砂浆含有促凝剂，其含量为0.02-0.05wt％。
[0096]
适用于本发明的缓凝剂包括但不限于柠檬酸、酒石酸、柠檬酸钠或其混合物。通常，缓凝剂的含量为0-0.15wt％，如0.05-0.10wt％或0.07-0.15wt％。在某些实施方案中，本发明的水泥砂浆中含有缓凝剂，其含量在0.07-0.15wt％范围内，优选0.07-0.12wt％。
[0097]
适用于本发明的触变剂包括但不限于定优胶，其在本发明水泥砂浆中的含量可在0-0.009wt％的范围内。例如0-0.008wt％或0.001-0.009wt％。
[0098]
该水泥砂浆可采用本发明的常温自交联型水性环氧树脂改性水泥基砂浆双组分材料制备得到，优选地，每100重量份的b组分使用10-25重量份的a组分，优选每100重量份的b组分使用15-20重量份的a组分。在一些实施方案中，每100重量份的b组分使用17-18重量份的a组分。
[0099]
可简单地混合a组分和b组分，即可获得本发明的水泥砂浆。根据需要，可添加适量的水。
[0100]
本发明的砂浆材料具有以下特点：
[0101]
(1)具有优异的力学强度，其28天抗压强度可达60mpa以上，28天抗折强度达12mpa以上。
[0102]
(2)具有良好的抗冲击韧性和抗开裂性能，28天抗冲击试验(1kg/1000mm，2mm厚试
件)表面无开裂，无剥落。
[0103]
(3)具有快硬特点，24h强度抗压强度可达25mpa以上，适合快速施工。
[0104]
(4)低温环境强度发展快，5℃下24h及3天抗压强度分别达到8mpa和20mpa，并在24h内固化，适合冬季及地下工程施工。
[0105]
(5)体积稳定，长期干燥收缩值低于0.15％，长期浸水膨胀值低于0.05％，能有效抵御干湿循环造成的开裂、起壳。
[0106]
(6)抗渗性好，2h和24h透水性分别在0.1ml和0.4ml以下(jg/t 210-2018方法)，实用于防水和混凝土表面修补和防护。
[0107]
(7)耐水性能优良，潮湿环境下能与水泥混凝土基层长期有效的牢固粘结，克服了sbr、vae、sa等高分子树脂耐水性能不足的缺点。
[0108]
(8)具有高耐磨性，耐磨数值低于400mm3(jc/t 985-2017方法)，适用高耐磨要求的应用。
[0109]
(9)可抵御冻融循环，适合极端低温环境条件下(如低至-35℃环境下)长期服务。
[0110]
(10)具有a级防火特点，适用于高防火等级要求的场合。
[0111]
(11)具有环境安全的特点，施工和使用过程不会释放有毒有害物质。
[0112]
下文将以具体实施例的方式阐述本发明。应理解，这些实施例仅仅是阐述性的，并非意图限制本发明的范围。实施例中所用到的部分材料为：
[0113][0114]
实施例中使用到的其它材料为本领域常规的市售获得的材料。
[0115]
对比例1(普通硅酸盐水泥砂浆)
[0116]
按下表1所示配方称取普通硅酸盐水泥po42.5、石英砂(0.1-0.3mm)、石英砂(0.3-0.6mm)、防沉剂、聚羧酸高效减水剂、消泡剂，混合得到粉状固体材料b组分；以100重量份b组分与14重量份水混合，采用干搅拌机进行混合，制得砂浆。
[0117]
表1
[0118]
成分重量百分比液体部分14.0水14.0
粉状固体部分100.0普通硅酸盐水泥po42.541.5石英砂(0.1-0.3mm)49.69石英砂(0.3-0.6mm)8.5防沉剂0.01聚羧酸高效减水剂0.15消泡剂0.15
[0119]
实施例1(水性环氧树脂改性普通硅酸盐水泥砂浆)
[0120]
按下表2所示配方称取环氧树脂乳液(固体份eew＝550，约40wt％的固含量)、消泡剂、水，混合得到液体a组分；继续称取普通硅酸盐水泥po42.5、石英砂(0.1-0.3mm)、石英砂(0.3-0.6mm)、防沉剂、聚羧酸高效减水剂、消泡剂，混合得到粉状固体材料b组分；以17.65重量份a组分与100重量份b组分混合，采用干搅拌机进行混合，制得砂浆。
[0121]
表2
[0122][0123][0124]
测试例1
[0125]
按照jc/t 985-2017标准所规定的试验方法测试对比例1和实施例1，其中浸水处理拉伸粘结强度项目中的成型24h的试件进行28天(23℃)浸水处理，抗渗性能按jg/t 210-2018方法标准所规定的方法测试。结果如表3所示。
[0126]
表3
[0127][0128][0129]
对比例2(白色硅酸盐水泥砂浆)
[0130]
按下表4所示配方称取白色硅酸盐水泥pw52.5、石英砂(0.1-0.3mm)、石英砂(0.3-0.6mm)、防沉剂、聚羧酸高效减水剂、消泡剂，混合得到粉状固体材料b组分；以100重量份b组分与14重量份水混合，采用干搅拌机进行混合，制得砂浆。
[0131]
表4
[0132]
成分重量百分比液体部分14.0水14.0粉状固体部分100.0白色硅酸盐水泥pw52.541.5石英砂(0.1-0.3mm)49.69石英砂(0.3-0.6mm)8.5
防沉剂0.01聚羧酸高效减水剂0.15消泡剂0.15
[0133]
对比例3(传统水性环氧树脂改性白色硅酸盐水泥砂浆)
[0134]
按下表5所示配方称取环氧树脂乳液(固体份eew＝190，ancarez ar 468)为液体a组分，固化剂、消泡剂、水，混合得到液体b组分；继续称取白色硅酸盐水泥、石英砂、防沉剂、聚羧酸高效减水剂、消泡剂，混合得到粉状固体材料；以6.0重量份的a组分、13.1重量份的b组分与100重量份的粉状固体材料混合，采用干搅拌机进行混合，制得砂浆。
[0135]
表5
[0136]
成分重量百分比液体部分(a组分)6.0环氧树脂乳液(固体份eew＝190)6.0液体部分(b组分)13.1固化剂5.0消泡剂0.1水8.0粉状固体组分100.0白色硅酸盐水泥pw52.536.5石英砂(0.1-0.3mm)53.7石英砂(0.3-0.6mm)9.44防沉剂0.01聚羧酸高效减水剂0.20消泡剂0.15
[0137]
实施例2(水性环氧树脂改性白色硅酸盐水泥砂浆)
[0138]
按下表6所示配方称取环氧树脂乳液(固体份eew＝550，约40wt％的固含量)、消泡剂、水，混合得到液体a组分；继续称取白色硅酸盐水泥pw52.5、石英砂(0.1-0.3mm)、石英砂(0.3-0.6mm)、防沉剂、聚羧酸高效减水剂、消泡剂，混合得到粉状固体材料b组分；以17.65重量份a组分与100重量份b组分混合，采用干搅拌机进行混合，制得砂浆。
[0139]
表6
[0140]
[0141][0142]
测试例2
[0143]
按照jc/t 985-2017标准所规定的试验方法测试对比例2和实施例2，其中浸水处理拉伸粘结强度项目中的成型24h的试件进行28天(23℃)浸水处理，抗渗性能按jg/t 210-2018标准所规定的方法测试，抗冻融性能按jgj/t70-2009标准所规定的方法测试，25次冻融循环。结果如表7所示。
[0144]
表7
[0145]
[0146][0147]
对比例4(高贝利特硫铝酸盐水泥砂浆)
[0148]
按下表8所示配方称取高贝利特硫铝酸盐水泥、石英砂(0.1-0.3mm)、石英砂(0.3-0.6mm)、防沉剂、聚羧酸高效减水剂、促凝剂、缓凝剂、消泡剂，混合得到粉状固体材料b组分；以100重量份b组分与14重量份水混合，采用干搅拌机进行混合，制得砂浆。
[0149]
表8
[0150]
成分重量百分比液体部分14.0水14.0粉状固体部分100.0高贝利特硫铝酸盐水泥36.0石英砂(0.1-0.3mm)43.7
石英砂(0.3-0.6mm)19.79防沉剂0.01聚羧酸高效减水剂0.20促凝剂0.05缓凝剂0.10消泡剂0.15
[0151]
实施例3(水性环氧树脂改性高贝利特硫铝酸盐水泥砂浆)
[0152]
按下表9所示配方称取环氧树脂乳液(固体份eew＝550，约40wt％的固含量)、消泡剂、水，混合得到液体a组分；继续称取高贝利特硫铝酸盐水泥、石英砂(0.1-0.3mm)、石英砂(0.3-0.6mm)、防沉剂、聚羧酸高效减水剂、促凝剂、缓凝剂、消泡剂，混合得到粉状固体材料b组分；以18.0重量份a组分与100重量份b组分混合，采用干搅拌机进行混合，制得砂浆。
[0153]
表9
[0154][0155][0156]
测试例3
[0157]
按照jc/t 985-2017标准所规定的试验方法测试对比例3和实施例3，其中浸水处理拉伸粘结强度项目中的成型24h的试件进行28天(23℃)浸水处理，抗渗性能按jg/t 210-2018标准所规定的方法测试。结果如表10所示。
[0158]
表10
[0159][0160][0161]
实施例4(水性环氧树脂改性普通硅酸盐水泥砂浆)
[0162]
按下表11所示配方称取环氧树脂乳液(固体份eew＝300，约58wt％的固含量)、消泡剂、水，混合得到液体a组分；继续称取普通硅酸盐水泥po42.5、石英砂(0.1-0.3mm)、石英砂(0.3-0.6mm)、防沉剂、聚羧酸高效减水剂、消泡剂，混合得到粉状固体材料b组分；以17.65重量份a组分与100重量份b组分混合，采用干搅拌机进行混合，制得砂浆。
[0163]
表11
[0164]
成分重量百分比液体部分组成17.65环氧树脂乳液(固体份eew＝300)7.06
消泡剂0.12水10.47粉状固体组分100.0普通硅酸盐水泥po42.536.5石英砂(0.1-0.3mm)53.7石英砂(0.3-0.6mm)9.44防沉剂0.01聚羧酸高效减水剂0.20消泡剂0.15
[0165]
实施例5(水性环氧树脂改性普通硅酸盐水泥砂浆)
[0166]
按下表12所示配方称取环氧树脂乳液(固体份eew＝400，约50wt％的固含量)、消泡剂、水，混合得到液体a组分；继续称取普通硅酸盐水泥po42.5、石英砂(0.1-0.3mm)、石英砂(0.3-0.6mm)、防沉剂、聚羧酸高效减水剂、消泡剂，混合得到粉状固体材料b组分；以17.65重量份a组分与100重量份b组分混合，采用干搅拌机进行混合，制得砂浆。
[0167]
表12
[0168]
成分重量百分比液体部分17.65环氧树脂乳液(固体份eew＝400)7.06消泡剂0.12水10.47粉状固体部分100.0普通硅酸盐水泥po42.536.5石英砂(0.1-0.3mm)53.7石英砂(0.3-0.6mm)9.44防沉剂0.01聚羧酸高效减水剂0.20消泡剂0.15
[0169]
测试例4
[0170]
按照jc/t 985-2017标准所规定的试验方法测试实施例4和实施例5，其中浸水处理拉伸粘结强度项目中的成型24h的试件进行28天(23℃)浸水处理。结果如表13所示。
[0171]
表13
[0172][0173]