一种混凝土结构裂缝与损坏的修复方法

摘要

一种混凝土结构裂缝与损坏的修复方法，其特征在于在修复混凝土时将改性硫磺固体或含改性硫磺砂浆加热熔化填充破损或发生龟裂的混凝土，包括将所述改性硫磺固体或含改性硫磺砂浆制成焊条状使用类似金属焊接方法焊接混凝土或采用将所述改性硫磺固体或含改性硫磺砂浆制成油毡式方法包裹混凝土结构加热的修复方法。本发明不需要养护且速强、防水、防腐；粘结强度高、施工简单，不受条件限制；成本低廉，使用寿命长，是保护和修复混凝土的即便捷又效果好的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土的维修方法，属于混凝土建筑技术领域。

技术背景

在铁路、公路、水利、海港码头等处的建筑，常用到混凝土结构。由混凝土的物理性质 可知其在使用过程中会出现破损和裂缝，有的裂缝如果继续发展到较深时，会直接影响到结 构的寿命或发生危险。但现有技术中对于混凝土的修复基本上都是采用表面涂料密封、水泥 砂浆或环氧树脂封堵方法。

表面涂料密封只能对混凝土的裂缝表面进行密封，涂料的成本不但高并且有如下的缺点 难以克服：若采用柔性涂料，其由高分子组成，但高分子涂料的耐候性和抗紫外线性均很差， 几乎所有的高分子涂料的涂层在使用2-3年后均变硬开裂；如果使用钢性涂料，其柔性差难 以追踪混凝土的伸缩同样容易开裂。

使用水泥砂浆修复混凝土时，由于水泥砂浆是水泥、沙子和水的混合物，没有骨料，因 此难以承受较大的载荷，并且干燥慢、施工强度也大。另外也难以修补较为细小的裂缝。

使用环氧树脂封堵时最大的问题是成本过高，环氧树脂的耐候性与耐紫外线性交差。而 且在配置环氧树脂时，对于固化剂的比例要根据天气、温度来掌握丙酮或乙二胺的用量，技 术要求过高，不适宜面积较大的混凝土开裂的修复。

发明内容

为解决上述问题，发明人针对改性硫磺或改姓硫磺混凝土的特性进行了大量的研究，发 现如果将改性硫磺进行合理的加工处理后，可以简单地使用类似金属焊接的方法或制成油毡 式完整牢固地修复混凝土，借此提出利用改性硫磺对混凝土结构裂缝与损坏的维修方法。

一种混凝土结构裂缝与损坏的修复方法，其特征在于在修复混凝土时在修复混凝土时将 改性硫磺固体或含改性硫磺砂浆加热熔化填充破损或发生龟裂的混凝土，包括将所述改性硫 磺固体或含改性硫磺砂浆制成焊条状使用类似金属焊接方法焊接混凝土或采用将所述改性硫 磺固体或含改性硫磺砂浆制成油毡式方法包裹混凝土结构加热修复方法。

优选的将所述改性硫磺做成长方形条状、颗粒状、粉末状或按混凝土破损的形状及尺寸 做成预制块放入破损或裂缝之中加热融化填充或焊接。

前述加热优选使用加热吹风器加热到130-150℃使之溶解流平后停止加热，冷却。

优选的在改性后的硫磺固体中加入树脂粉或沥青，加工成油毡式，在修补混凝土时贴在 混凝土损坏或龟裂的表面加热，使之热敷在混凝土的表面。

改性硫磺与树脂粉或沥青的重量比：优选与树脂粉的比例为60：40，55：45，70：30与 沥青的比例为80：20，70：30，60：40。

所述改性硫磺由下述方法制得：将硫磺加热熔解后与改性剂混合，并持续加热至120～ 200℃；生成改性硫磺，所述改性剂的重量为硫磺重量的2%-40%，所述改性剂为苯乙烯，邻、 间或对位甲基苯乙烯，2，3-二氢化茚，双环戊二烯或二戊烯中的一种或几种。

所述硫磺为天然硫磺，石油精制或天然气脱硫的硫磺。

所述改性剂的重量为所述硫磺重量的3%～30%，改性温度为160～180℃。

优选改性剂的重量为所述硫磺重量的5%～10%。

所述含改性硫磺砂浆由改性硫磺，无机固体粉粒，有机纤维或矿物纤维，树脂、沥青或 无机粘合剂四种组分组成，其重量比为1：0-0.6：0-0.4：0-0.5。

所述无机固体粉粒为粉煤灰或钢渣或石英砂或建筑垃圾粉碎渣，所述无机固体粉粒的细 度为30目-300目。

所述有机纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚酯纤维或芳纶纤维；所述矿物纤维为岩棉， 所述有机纤维或矿物纤维的长度为0.5mm—10mm。

所述树脂为环氧树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂或丙烯酸酯。

所述改性硫磺，无机固体粉粒，有机纤维或矿物纤维，树脂、沥青或无机粘合剂的重量 比进一步优选为：1：0.1-0.5：0.01-0.05：0.05-0.3。

在喷涂含改性硫磺的砂浆前，先喷涂树脂层，所述树脂层的材料为环氧树脂、聚氨酯树 脂、酚醛树脂或丙烯酸酯。

优选的在改性硫磺中加入膨胀阻燃剂。

发明效果：

本发明涉及的利用改性硫磺或改性硫磺砂浆在修复混凝土结构时使用的焊接法与油毡式 包裹加热法不需要养护且速强、防水、防腐；粘结强度高、施工简单，不受条件限制；成本 低廉，使用寿命长。

本发明的混凝土修复方法着眼于改性硫磺或改性混凝土的特征上，加热使其迅速凝结并 在冷却之后达到设计强度，由于与混凝土之间的粘结力强不脱落，而且防腐、防水、防紫外 线能力强，是保护和修复混凝土的即便捷又效果好的方法。

将改性硫磺砂浆焊条或粉末焊接到裂缝后，其强度非常高，特别是掺入了无机固体粉粒 的修复，与破损处的接合非常好，粘结度高，承压载能力高。

实验证明，本发明修复后的混凝土在2小时后的抗折强度达到2-10MPa,抗压强度 20-80MPa，与原混凝土基本融为一体。采用热融的改性硫磺砂浆预制成条状或其他形状像金 属一样进行焊接，完成后冷至室温马上就可以达到最高强度，不需要养护，工具简单施工方 便，防腐效果好、修复快。

在改性后的硫磺固体中加入树脂粉或沥青，加工成油毡形状，其粘接强度高，施工简单、 不受条件限制，且不受运输过程的困扰,均匀的贴敷在混凝土表面后,使用热吹风均匀加热，没 有砖与砖之间的缝隙且平整光洁。

硫磺是易燃物，如果在易燃处进行修补时为了防火还可以在改性硫磺中加入膨胀阻燃剂， 例如聚磷酸铵、三氯氧磷、季戊四醇、三聚氰氨等膨胀阻燃剂，可分解生成泡末状物质，组 成隔热屏障。为了防止燃烧时的高温引起滴落或脱落，可加入适量防滴落剂。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明

实施例1

A、将天然晶体硫磺S8与改性剂反应，改性成为带网状结构的高分子硫磺、

具体方法为在将硫磺加热到160℃熔化后与硫重量5%的改性剂苯乙烯混合，并持续加热 生成改性硫磺。

B、将步骤A得到的改性硫磺固体粉碎成粉末,做成焊接用粉末，放置到混凝土的裂缝之 中用热吹风机吹溶焊接用粉末后抹平，焊接后的混凝土裂缝与原混凝土吻合，粘合后的裂缝 的抗折强度达到2Mpa以上。

改性剂也可以是其它芳香族碳氢化合物，例如甲基苯乙烯等，也可以是二烯（属）碳氢 化合物类或烯烃类碳氢化合物，例如：2，3-二氢化茚，二聚环戊二烯，二戊烯，改性剂可以 是上述化合物中的一种或两种以上的结合。

实施例2

A、与实施例1中步骤A不同之处在于硫磺采用石油精制或天然气脱硫的硫磺，改性剂 的重量为硫的重量的10%，改性过程需要将天然硫磺加热到180℃后与改性剂混合并持续加 热得到改性硫磺。然后向得到的改性硫磺中混入无机固体粉粒粉煤灰，当然也可以选用钢渣 或石英砂或建筑垃圾等，主要目的在于增加改性硫磺的强度。无机固体粉粒的重量为硫的聚 合物重量的30%，无机固体粉粒的细度为50目左右。

B、将步骤A得到的改性硫磺固体热熔时流入焊条磨具中做成焊棒。用热吹风机将掉角 或调快的混凝土进行对缝焊接，焊接后的混凝土粘合强度达到2Mpa以上。

实施例3

A、与实施例2的步骤A不同之处在于改性剂的重量为硫的重量的20%；无机固体粉粒 的重量为改性硫磺重量的10%，再此之上加入树脂(粉)颗粒30%,使原液带有弹性及柔性，无 机固体粉粒的细度为80目左右。改性硫磺与树脂(粉)颗粒和无机固体粉粒的重量比为：60： 30：10；还有一种优选为50：10：40。

B、将步骤A得到的改性硫磺做成柔性油毡式加热型裹敷体,贴附在混凝土的表面,使用加 热器加热保护或修补混凝土表面的龟裂。

实施例4

A、与实施例2的步骤A不同之处在于改性剂的重量为硫的重量的30%，硫磺加热熔化 温度为130℃；无机固体粉粒的重量为改性硫磺重量的50%，无机固体粉粒的细度为300目， 再加入树脂(粉)颗粒20%，膨胀阻燃剂30%,抗滴落剂10%-20%.做成防火型柔性油毡式加热型 裹敷体。

B、将步骤A得到的改性硫磺柔性的油毡围裹在桥墩等处加热粘贴。

实施例5

A、与实施例2的步骤A不同之处在于改性剂的重量为硫的重量的40%；无机固体粉粒 的重量为改性硫磺重量的60%，无机固体粉粒的细度为200目，沥青30%。改性硫磺与沥青 和无机粉粒的重量比为：60：40，70：30。

B、将步骤A得到的改性硫磺柔性的油毡围裹在桥墩等处加热粘贴。

另外改性硫磺与树脂粉的比例为55：45，70：30与沥青的比例为70：30也是较好的优 选比例。

由以上实施例可知，本发明采用改性硫磺或改性硫磺砂浆制成焊条或各种适配的形状的 预制件，或油毡式对混凝土结构的破损、掉块、龟裂等能实现良好的修补保护效果，各方案 的具体添加物质和比例可依据实际情况在允许的范围进行合理的调整，但相对于现有技术均 能实现耐候性好、柔性好，强度高的目的，且加工难度及成本均较低，适用范围广。