本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體地，涉及一種表面改性纖維増韌的環(huán)氧砂漿，適用于提高環(huán)氧砂漿的韌性。
背景技術(shù)：
對于建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施，使用高質(zhì)量的修復(fù)材料來修補和加固老舊或者破壞的部分是一種非常經(jīng)濟并且行之有效的延長它們服役壽命的方法。因此，用戶對修補加固材料的性能提出的越來越高的要求，比如強的粘結(jié)性、高的抗折/抗壓強度比、高斷裂韌性等，并且還要求能夠與混凝土基體具有良好的配伍性。目前市場上已有多種修補加固材料，包括傳統(tǒng)的水泥基材料、環(huán)氧樹脂基材料、不飽和聚酯樹脂和聚合物乳液等，也有一些新型的材料如磷酸鎂水泥材料等。其中以環(huán)氧樹脂為主要成分，加入固化劑、稀釋劑、骨料、助劑等而制成的環(huán)氧砂漿，由于其特有的強度高、界面粘結(jié)性能強、抗沖磨性能好以及耐久性等特點而成為廣受歡迎的修補增強材料。
由于環(huán)氧樹脂是一種高度交聯(lián)的熱固性材料，這種結(jié)構(gòu)賦予其高模量、高強度和熱穩(wěn)定性等特點。然而正是由于這樣的結(jié)構(gòu)特點，使得環(huán)氧砂漿具有明顯的脆性，作為修補材料，其弱的抵御裂紋產(chǎn)生和生長的能力是不利的。而通過摻入増韌劑或使用柔性固化劑，雖然能夠改善柔韌性，但是往往帶來力學(xué)性能的明顯下降。隨機分布的非連續(xù)的聚合物纖維能夠有效防止已固化砂漿中的微裂紋通過裂紋橋接效應(yīng)發(fā)展為大的裂紋，但是簡單的混合工業(yè)化的纖維，纖維與環(huán)氧基材界面作用力差，會形成缺陷，提高作用有限，甚至還會造成整體性能劣化，而如果通過將聚合物纖維表面改性修飾，提高其與砂漿間的粘結(jié)力，增強協(xié)調(diào)效應(yīng)更加有效，因而能夠增加砂漿的韌性、強度等綜合性能。中國專利申請公開號CN200810036485公開了一種纖維增強的樹脂砂漿地坪材料，其使用的是未經(jīng)改性的碳纖維或玻璃纖維，盡管提高了環(huán)氧樹脂砂漿體系的抗拉強度和抗彎曲強度，但是其抗壓強度為80MPa以上，抗拉強度僅達到10MPa以上，抗彎曲強度僅達到17MPa以上，對砂漿的韌性和強度的改進效果仍有待提高。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有環(huán)氧砂漿材料韌性不足的問題，通過表面改性纖維對環(huán)氧樹脂砂漿進行改性，提供一種具有較好的韌性、較高的抗折強度/抗壓強度比的環(huán)氧砂漿修補加固材料。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種表面改性纖維増韌的環(huán)氧砂漿，由以下按重量份計算的成分組成：
所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂E51、雙酚A型環(huán)氧樹脂E44、雙酚F型環(huán)氧樹脂F(xiàn)51或雙酚F型環(huán)氧樹脂F(xiàn)44中一種或兩種以上任意配比的混合物。
所述活性稀釋劑為丁基縮水甘油醚、芐基縮水甘油醚、十二-十四烷基縮水甘油醚或乙二醇二縮水甘油醚中一種或兩種以上任意配比的混合物。
所述固化劑為二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚醚胺D230中一種或兩種以上任意配比的混合物。
所述消泡劑為德國比克化學(xué)BYK-530或德謙6800中一種或兩種任意配比的混合物。
所述偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)或γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)中一種或兩種以上任意配比的混合物。
所述促進劑為為二甲基苯胺或2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30)中一種或兩種任意配比的混合物。
所述水泥為普通硅酸鹽水泥，強度等級為42.5或者52.5。
所述石英砂為級配石英砂，由粒徑分別為0.3-0.6mm的細(xì)砂、1-2mm的中砂以及2-3mm的粗砂組成，其中細(xì)砂、中砂、粗砂的質(zhì)量比為40～60:20～40:5～20。
本發(fā)明所述的表面改性纖維増韌的環(huán)氧砂漿的制備方法，包括以下步驟：
(1)表面改性纖維的制備：將纖維加入濃度為1-3mg/mL的4-(2-氨基乙基)-1,2-苯二酚溶液中，加入纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％～5％；機械攪拌10-30min后形成混合物；該混合物在室溫條件下反應(yīng)24-48h，然后過濾并用蒸餾水潤洗，最后在50-80℃真空烘箱中干燥24-72h得到所述表面改性纖維，所述表面改性后的纖維表面修飾有一層聚多巴胺涂層；
(2)將水泥、石英砂和步驟(1)中制得的表面改性纖維在室溫下攪拌混勻，再加入環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑、消泡劑、偶聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌均勻，得組分A；
(3)將固化劑和促進劑攪拌均勻，得組分B；
(4)將步驟(2)制得的組分A與步驟(3)制得的組分B混合攪拌均勻，得到表面改性纖維増韌的環(huán)氧砂漿。
步驟(1)中所述纖維為碳纖維、玻璃纖維、聚丙烯腈纖維或聚乙烯醇纖維中一種或幾種任意比例的混合物；所述纖維的長度為5-15mm，直徑為5-30μm。步驟(1)中所述4-(2-氨基乙基)-1,2-苯二酚溶液使用三(羥甲基)氨基甲烷鹽酸鹽(Tris-HCl)緩沖溶液(10mM，pH＝8.2)作為溶劑進行配置。
上述步驟(4)在環(huán)氧砂漿使用前進行。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
本發(fā)明將一種表面修飾有聚多巴胺涂層的纖維用于改性環(huán)氧砂漿，由于聚多巴胺涂層能夠顯著提高纖維與環(huán)氧砂漿基體間的粘結(jié)能力，表面修飾纖維摻入后能夠更加有效地阻止砂漿中的微裂紋通過裂紋橋接效應(yīng)發(fā)展為大的裂紋，從而明顯提高砂漿的韌性。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
表面改性纖維増韌環(huán)氧砂漿的性能測試參照《環(huán)氧樹脂砂漿技術(shù)規(guī)程》DL/T5193－2004、《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB/T50367-2006中相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。表1力學(xué)性能測試結(jié)果表明，表面改性纖維改性的環(huán)氧砂漿折壓比明顯增大，說明本文所發(fā)明的改性環(huán)氧砂漿韌性得到提高。
實施例1
表面改性纖維増韌的環(huán)氧砂漿的制備方法，包括以下步驟：
(1)將20g聚丙烯腈纖維加入1980g濃度為3mg/mL的4-(2-氨基乙基)-1,2-苯二酚溶液中，該溶液使用10mM、pH＝8.2的Tris-HCl緩沖溶液作為溶劑進行配置。然后機械攪拌20min使纖維均勻分散于溶液中，并于室溫反應(yīng)24h。過濾并用蒸餾水潤洗纖維，然后放置于50℃真空烘箱中干燥48h得到表面修飾改性的聚丙烯腈纖維。所述聚丙烯腈纖維的長度為8-10mm，直徑為12-14μm。
(2)將150重量份42.5水泥、300重量份石英砂和1重量份上述表面修飾聚丙烯腈纖維在室溫下攪拌混勻，再加入80重量份雙酚A型環(huán)氧樹脂E51、10重量份丁基縮水甘油醚、2重量份消泡劑德謙6800、2重量份偶聯(lián)劑3-氨丙基三乙氧基硅烷KH550，繼續(xù)攪拌均勻，得組分A；所述石英砂為級配石英砂，由粒徑分別為0.3-0.6mm的細(xì)砂、1-2mm的中砂以及2-3mm的粗砂組成，其中細(xì)砂、中砂、粗砂的質(zhì)量比為50:40:10。
(3)將11重量份的固化劑三乙烯四胺和5重量份DMP30混合均勻，得組分B；
(4)將組分A與組分B混合攪拌均勻，得到表面修飾改性纖維增韌的環(huán)氧砂漿。
制得的表面修飾改性纖維增韌的環(huán)氧砂漿28d力學(xué)性能測試結(jié)果為，抗拉強度12MPa，抗壓強度98MPa，抗折強度26MPa，折壓比0.27，與混凝土的粘結(jié)抗拉強度≥2.5MPa。
實施例2
表面改性纖維増韌的環(huán)氧砂漿的制備方法，包括以下步驟：
(1)將40g碳纖維加入1960g濃度為2mg/mL的4-(2-氨基乙基)-1,2-苯二酚溶液中，該溶液使用10mM、pH＝8.2的Tris-HCl緩沖溶液作為溶劑進行配置。然后機械攪拌15min使纖維均勻分散于溶液中，并于室溫反應(yīng)36h。過濾并用蒸餾水潤洗纖維，然后放置于60℃真空烘箱中干燥60h得到表面修飾改性的碳纖維。所述碳纖維的長度為10-15mm，直徑為5-8μm。
(2)將200重量份42.5水泥、400重量份石英砂和0.5重量份上述步驟中的表面改性碳纖維在室溫下攪拌混勻，再加入120重量份雙酚A型環(huán)氧樹脂E51、20重量份芐基縮水甘油醚、3重量份消泡劑德國比克化學(xué)BYK-530、2重量份偶聯(lián)劑γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷KH560，繼續(xù)攪拌均勻，得組分A；所述石英砂為級配石英砂，由粒徑分別為0.3-0.6mm的細(xì)砂、1-2mm的中砂以及2-3mm的粗砂組成，其中細(xì)砂、中砂、粗砂的質(zhì)量比為40:40:20。
(3)將13重量份的固化劑二乙烯三胺和6重量份DMP30混合均勻，得組分B；
(4)將組分A與組分B混合攪拌均勻，得到表面修飾改性纖維增韌的環(huán)氧砂漿。
制得的表面修飾改性纖維增韌的環(huán)氧砂漿28d力學(xué)性能測試結(jié)果為，抗拉強度12MPa，抗壓強度100MPa，抗折強度25MPa，折壓比0.25，與混凝土的粘結(jié)抗拉強度≥2.5MPa。
實施例3
表面改性纖維増韌的環(huán)氧砂漿的制備方法，包括以下步驟：
(1)將60g玻璃纖維加入1940g濃度為2mg/mL的4-(2-氨基乙基)-1,2-苯二酚溶液中，該溶液使用10mM、pH＝8.2的Tris-HCl緩沖溶液作為溶劑進行配置。然后機械攪拌20min使纖維均勻分散于溶液中，并于室溫反應(yīng)40h。過濾并用蒸餾水潤洗纖維，然后放置于80℃真空烘箱中干燥48h得到表面修飾改性的玻璃纖維。所述玻璃纖維的長度為10-12mm，直徑為20-30μm。
(2)100重量份52.5水泥、500重量份石英砂和3重量份上述步驟中的表面改性玻璃纖維在室溫下攪拌混勻，再加入90重量份雙酚A型環(huán)氧樹脂E44、30重量份十二-十四烷基縮水甘油醚、3重量份消泡劑德謙6800、3重量份偶聯(lián)劑γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)，繼續(xù)攪拌均勻，得組分A。所述石英砂為級配石英砂，由粒徑分別為0.3-0.6mm的細(xì)砂、1-2mm的中砂以及2-3mm的粗砂組成，其中細(xì)砂、中砂、粗砂的質(zhì)量比為60:30:10。
(3)將40重量份的固化劑聚醚胺D230和10重量份二甲基苯胺混合均勻，得組分B；
(4)將組分A與組分B混合攪拌均勻，得到表面修飾改性纖維增韌的環(huán)氧砂漿。
制得的表面修飾改性纖維增韌的改性環(huán)氧砂漿28d力學(xué)性能測試結(jié)果為，抗拉強度13MPa，抗壓強度90MPa，抗折強度21MPa，折壓比0.23，與混凝土的粘結(jié)抗拉強度≥2.5MPa。
實施例4
表面改性纖維増韌的環(huán)氧砂漿的制備方法，包括以下步驟：
(1)將100g聚乙烯醇纖維加入1900g濃度為3mg/mL的4-(2-氨基乙基)-1,2-苯二酚溶液中，該溶液使用10mM、pH＝8.2的Tris-HCl緩沖溶液作為溶劑進行配置。然后機械攪拌25min使纖維均勻分散于溶液中，并于室溫反應(yīng)48h。過濾并用蒸餾水潤洗纖維，然后放置于70℃真空烘箱中干燥60h得到表面修飾改性的聚乙烯醇纖維。所述聚乙烯醇纖維的長度為5-8mm，直徑為8-12μm。
(2)150重量份52.5水泥、450重量份石英砂和2重量份上述步驟中的表面改性聚乙烯醇纖維在室溫下攪拌混勻，再加入100重量份雙酚F型環(huán)氧樹脂F(xiàn)51、20重量份丁基縮水甘油醚、1重量份消泡劑德國比克化學(xué)BYK-530、1重量份偶聯(lián)劑3-氨丙基三乙氧基硅烷KH550，繼續(xù)攪拌均勻，得組分A。所述石英砂為級配石英砂，由粒徑分別為0.3-0.6mm的細(xì)砂、1-2mm的中砂以及2-3mm的粗砂組成，其中細(xì)砂、中砂、粗砂的質(zhì)量比為45:35:20。
(3)將8重量份的三乙烯四胺、20重量份聚醚胺D230和2重量份二甲基苯胺混合均勻，得組分B；
(4)將組分A與組分B混合攪拌均勻，得到表面修飾改性纖維增韌的環(huán)氧砂漿。
制得的表面修飾改性纖維增韌的環(huán)氧砂漿28d力學(xué)性能測試結(jié)果為，抗拉強度15MPa，抗壓強度94MPa，抗折強度23MPa，折壓比0.24，與混凝土的粘結(jié)抗拉強度≥2.5MPa。
實施例5
表面改性纖維増韌的環(huán)氧砂漿的制備方法，包括以下步驟：
(1)將80g玻璃纖維加入1920g濃度為1mg/mL的4-(2-氨基乙基)-1,2-苯二酚溶液中，該溶液使用10mM、pH＝8.2的Tris-HCl緩沖溶液作為溶劑進行配置。然后機械攪拌25min使纖維均勻分散于溶液中，并于室溫反應(yīng)48h。過濾并用蒸餾水潤洗纖維，然后放置于80℃真空烘箱中干燥24h得到表面修飾改性的玻璃纖維。所述玻璃纖維的長度為10-12mm，直徑為20-30μm。
(2)將100重量份42.5水泥、300重量份石英砂和2重量份上述步驟中的表面改性玻璃纖維在室溫下攪拌混勻，再加入110重量份雙酚A型環(huán)氧樹脂E44、15重量份十二-十四烷基縮水甘油醚、1重量份消泡劑德謙6800、1重量份偶聯(lián)劑γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷KH560，繼續(xù)攪拌均勻，得組分A；所述石英砂為級配石英砂，由粒徑分別為0.3-0.6mm的細(xì)砂、1-2mm的中砂以及2-3mm的粗砂組成，其中細(xì)砂、中砂、粗砂的質(zhì)量比為60:35:5。
(3)將35重量份的固化劑聚醚胺D230和10重量份二甲基苯胺混合均勻，得組分B；
(4)將組分A與組分B混合攪拌均勻，得到表面修飾改性纖維增韌的環(huán)氧砂漿。
制得的表面修飾改性纖維增韌的環(huán)氧砂漿28d力學(xué)性能測試結(jié)果為，抗拉強度12MPa，抗壓強度103MPa，抗折強度28MPa，折壓比0.27，與混凝土的粘結(jié)抗拉強度≥2.5MPa。
實施例6
表面改性纖維増韌的環(huán)氧砂漿的制備方法，包括以下步驟：
(1)將30g聚乙烯醇纖維加入1970g濃度為2mg/mL的4-(2-氨基乙基)-1,2-苯二酚溶液中，該溶液使用10mM、pH＝8.2的Tris-HCl緩沖溶液作為溶劑進行配置。然后機械攪拌10min使纖維均勻分散于溶液中，并于室溫反應(yīng)24h。過濾并用蒸餾水潤洗纖維，然后放置于60℃真空烘箱中干燥30h得到表面修飾改性的聚乙烯醇纖維。所述聚乙烯醇纖維的長度為5-8mm，直徑為8-12μm。
(2)將200重量份42.5水泥、500重量份石英砂和2重量份上述步驟中的表面改性聚乙烯醇纖維在室溫下攪拌混勻，再加入120重量份雙酚A型環(huán)氧樹脂E51、30重量份乙二醇二縮水甘油醚、2重量份消泡劑德國比克化學(xué)BYK-530、2重量份偶聯(lián)劑3-氨丙基三乙氧基硅烷KH550，繼續(xù)攪拌均勻，得組分A；所述石英砂為級配石英砂，由粒徑分別為0.3-0.6mm的細(xì)砂、1-2mm的中砂以及2-3mm的粗砂組成，其中細(xì)砂、中砂、粗砂的質(zhì)量比為60:30:10。
(3)將5重量份的固化劑三乙烯四胺、14重量份的固化劑聚醚胺D230、5重量份DMP30和5重量份二甲基苯胺混合均勻，得組分B；
(4)將組分A與組分B混合攪拌均勻，得到表面修飾改性纖維增韌的環(huán)氧砂漿。
制得的表面修飾改性纖維增韌的環(huán)氧砂漿28d力學(xué)性能測試結(jié)果為，抗拉強度14MPa，抗壓強度110MPa，抗折強度32MPa，折壓比0.29，與混凝土的粘結(jié)抗拉強度≥2.5MPa。
實施例7
表面改性纖維増韌的環(huán)氧砂漿的制備方法，包括以下步驟：
(1)將25g聚乙烯醇纖維和25g玻璃纖維加入1950g濃度為2mg/mL的4-(2-氨基乙基)-1,2-苯二酚溶液中，該溶液使用10mM、pH＝8.2的Tris-HCl緩沖溶液作為溶劑進行配置。然后機械攪拌20min使纖維均勻分散于溶液中，并于室溫反應(yīng)30h。過濾并用蒸餾水潤洗纖維，然后放置于50℃真空烘箱中干燥72h得到表面修飾改性的混合纖維。所述聚乙烯醇纖維的長度為5-8mm，直徑為8-12μm。所述玻璃纖維的長度為10-12mm，直徑為20-30μm。
(2)將150重量份52.5水泥、350重量份石英砂和1.5重量份上述步驟中的表面改性纖維在室溫下攪拌混勻，再加入100重量份雙酚F型環(huán)氧樹脂F(xiàn)44、20重量份乙二醇二縮水甘油醚、10重量份十二-十四烷基縮水甘油醚、2重量份消泡劑德謙6800、2重量份偶聯(lián)劑γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)，繼續(xù)攪拌均勻，得組分A；所述石英砂為級配石英砂，由粒徑分別為0.3-0.6mm的細(xì)砂、1-2mm的中砂以及2-3mm的粗砂組成，其中細(xì)砂、中砂、粗砂的質(zhì)量比為55:35:10。
(3)將10重量份的固化劑二乙烯三胺、8重量份的固化劑聚醚胺D230和1重量份二甲基苯胺混合均勻，得組分B；
(4)將組分A與組分B混合攪拌均勻，得到表面修飾改性纖維增韌的環(huán)氧砂漿。
制得的表面修飾改性纖維增韌的環(huán)氧砂漿28d力學(xué)性能測試結(jié)果為，抗拉強度16MPa，抗壓強度103MPa，抗折強度32MPa，折壓比0.31，與混凝土的粘結(jié)抗拉強度≥2.5MPa。
實施例8
表面改性纖維増韌的環(huán)氧砂漿的制備方法，包括以下步驟：
(1)將30g聚丙烯腈纖維和40g碳纖維加入1930g濃度為1mg/mL的4-(2-氨基乙基)-1,2-苯二酚溶液中，該溶液使用10mM、pH＝8.2的Tris-HCl緩沖溶液作為溶劑進行配置。然后機械攪拌30min使纖維均勻分散于溶液中，并于室溫反應(yīng)36h。過濾并用蒸餾水潤洗纖維，然后放置于55℃真空烘箱中干燥36h得到表面修飾改性的混合纖維。所述聚丙烯腈纖維的長度為8-10mm，直徑為12-14μm。所述碳纖維的長度為10-15mm直徑為5-8μm。
(2)將200重量份52.5水泥、500重量份石英砂和2重量份上述步驟中的表面改性纖維在室溫下攪拌混勻，再加入100重量份雙酚A型環(huán)氧樹脂E51、10重量份雙酚F型環(huán)氧樹脂F(xiàn)44、15重量份芐基縮水甘油醚、5重量份乙二醇二縮水甘油醚、5重量份十二-十四烷基縮水甘油醚、2重量份消泡劑德國比克化學(xué)BYK-530、1重量份偶聯(lián)劑3-氨丙基三乙氧基硅烷KH550和1重量份偶聯(lián)劑γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷KH560，繼續(xù)攪拌均勻，得組分A；所述石英砂為級配石英砂，由粒徑分別為0.3-0.6mm的細(xì)砂、1-2mm的中砂以及2-3mm的粗砂組成，其中細(xì)砂、中砂、粗砂的質(zhì)量比為45:40:15。
(3)將8重量份的固化劑二乙烯三胺、2重量份的固化劑三乙烯四胺、6重量份的固化劑聚醚胺D230和5重量份DMP30混合均勻，得組分B；
(4)將組分A與組分B混合攪拌均勻，得到表面修飾改性纖維增韌的環(huán)氧砂漿。
制得的表面修飾改性纖維增韌的環(huán)氧砂漿28d力學(xué)性能測試結(jié)果為，抗拉強度18MPa，抗壓強度108MPa，抗折強度35MPa，折壓比0.32，與混凝土的粘結(jié)抗拉強度≥2.5MPa。
實施例9
表面改性纖維増韌的環(huán)氧砂漿的制備方法，包括以下步驟：
(1)將30g玻璃纖維、30g聚丙烯腈纖維和30g碳纖維加入1910g濃度為1mg/mL的4-(2-氨基乙基)-1,2-苯二酚溶液中，該溶液使用10mM、pH＝8.2的Tris-HCl緩沖溶液作為溶劑進行配置。然后機械攪拌25min使纖維均勻分散于溶液中，并于室溫反應(yīng)48h。過濾并用蒸餾水潤洗纖維，然后放置于60℃真空烘箱中干燥68h得到表面修飾改性的混合纖維。所述玻璃纖維的長度為10-12mm，直徑為20-30μm。所述聚丙烯腈纖維的長度為8-10mm，直徑為12-14μm。所述碳纖維的長度為10-15mm，直徑為5-8μm。
(2)將100重量份42.5水泥、430重量份石英砂和2.5重量份上述步驟中的表面改性纖維在室溫下攪拌混勻，再加入100重量份雙酚A型環(huán)氧樹脂E51、15重量份芐基縮水甘油醚、1重量份消泡劑德謙6800、1重量份消泡劑德國比克化學(xué)BYK-530、1重量份偶聯(lián)劑γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷KH560，繼續(xù)攪拌均勻，得組分A；所述石英砂為級配石英砂，由粒徑分別為0.3-0.6mm的細(xì)砂、1-2mm的中砂以及2-3mm的粗砂組成，其中細(xì)砂、中砂、粗砂的質(zhì)量比為45:35:20。
(3)將12重量份的固化劑三乙烯四胺和8重量份DMP30混合均勻，得組分B；
(4)將組分A與組分B混合攪拌均勻，得到表面修飾改性纖維增韌的環(huán)氧砂漿。
制得的表面修飾改性纖維增韌的環(huán)氧砂漿28d力學(xué)性能測試結(jié)果為，抗拉強度15MPa，抗壓強度101MPa，抗折強度28MPa，折壓比0.28，與混凝土的粘結(jié)抗拉強度≥2.5MPa。
實施例10
表面改性纖維増韌的環(huán)氧砂漿的制備方法，包括以下步驟：
(1)10g聚丙烯腈纖維和10g聚乙烯醇纖維加入1980g濃度為3mg/mL的4-(2-氨基乙基)-1,2-苯二酚溶液中，該溶液使用10mM、pH＝8.2的Tris-HCl緩沖溶液作為溶劑進行配置。然后機械攪拌15min使纖維均勻分散于溶液中，并于室溫反應(yīng)28h。過濾并用蒸餾水潤洗纖維，然后放置于50℃真空烘箱中干燥55h得到表面修飾改性的混合纖維。所述聚丙烯腈纖維的長度為8-10mm，直徑為12-14μm。所述聚乙烯醇纖維的長度為5-8mm，直徑為8-12μm。
(2)將180重量份52.5水泥、360重量份石英砂和1.5重量份上述步驟中的表面改性纖維在室溫下攪拌混勻，再加入100重量份雙酚F型環(huán)氧樹脂F(xiàn)51、25重量份芐基縮水甘油醚、2重量份消泡劑德謙6800、2重量份偶聯(lián)劑γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷KH560，繼續(xù)攪拌均勻，得組分A；所述石英砂為級配石英砂，由粒徑分別為0.3-0.6mm的細(xì)砂、1-2mm的中砂以及2-3mm的粗砂組成，其中細(xì)砂、中砂、粗砂的質(zhì)量比為55:35:10。
(3)將8重量份的固化劑二乙烯三胺、4重量份的固化劑三乙烯四胺和6重量份DMP30混合均勻，得組分B；
(4)將組分A與組分B混合攪拌均勻，得到表面修飾改性纖維增韌的環(huán)氧砂漿。
制得的表面修飾改性纖維增韌的環(huán)氧砂漿28d力學(xué)性能測試結(jié)果為，抗拉強度16MPa，抗壓強度105MPa，抗折強度29MPa，折壓比0.28，與混凝土的粘結(jié)抗拉強度≥2.5MPa。
對比例1
未表面修飾聚丙烯腈纖維改性環(huán)氧砂漿的制備方法，包括以下步驟：
(1)將150重量份42.5水泥、300重量份石英砂和1重量份聚丙烯腈纖維在室溫下攪拌混勻，再加入80重量份雙酚A型環(huán)氧樹脂E51、10重量份丁基縮水甘油醚、2重量份消泡劑德謙6800、2重量份偶聯(lián)劑3-氨丙基三乙氧基硅烷KH550，繼續(xù)攪拌均勻，得組分A；所述聚丙烯腈纖維的長度為8-10mm，直徑為12-14μm。所述石英砂為級配石英砂，由粒徑分別為0.3-0.6mm的細(xì)砂、1-2mm的中砂以及2-3mm的粗砂組成，其中細(xì)砂、中砂、粗砂的質(zhì)量比為50:40:10。
(2)將11重量份的固化劑三乙烯四胺和5重量份DMP30混合均勻，得組分B；
(3)將組分A與組分B混合攪拌均勻，得到未表面修飾聚丙烯腈纖維改性的環(huán)氧砂漿。
制得的未表面修飾聚丙烯腈纖維改性的環(huán)氧砂漿28d力學(xué)性能測試結(jié)果為，抗拉強度11MPa，抗壓強度95MPa，抗折強度20MPa，折壓比0.21，與混凝土的粘結(jié)抗拉強度≥2.5MPa。
對比例2
未表面修飾碳纖維改性環(huán)氧砂漿的制備方法，包括以下步驟：
(1)200重量份42.5水泥、400重量份石英砂和0.5重量份碳纖維在室溫下攪拌混勻，再加入120重量份雙酚A型環(huán)氧樹脂E51、20重量份芐基縮水甘油醚、3重量份消泡劑德國比克化學(xué)BYK-530、2重量份偶聯(lián)劑γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷KH560，繼續(xù)攪拌均勻，得組分A。所述碳纖維的長度為10-15mm，直徑為5-8μm。所述石英砂為級配石英砂，由粒徑分別為0.3-0.6mm的細(xì)砂、1-2mm的中砂以及2-3mm的粗砂組成，其中細(xì)砂、中砂、粗砂的質(zhì)量比為40:40:20。
(2)將13重量份的固化劑二乙烯三胺和6重量份DMP30混合均勻，得組分B；
(3)將組分A與組分B混合攪拌均勻，得到未表面修飾碳纖維改性的環(huán)氧砂漿。
制得的未表面修飾碳纖維改性的環(huán)氧砂漿28d力學(xué)性能測試結(jié)果為，抗拉強度12MPa，抗壓強度97MPa，抗折強度21MPa，折壓比0.22，與混凝土的粘結(jié)抗拉強度≥2.5MPa。
對比例3
未表面修飾玻璃纖維改性環(huán)氧砂漿的制備方法，包括以下步驟：
(1)100重量份52.5水泥、500重量份石英砂和3重量份玻璃纖維在室溫下攪拌混勻，再加入90重量份雙酚A型環(huán)氧樹脂E44、30重量份十二-十四烷基縮水甘油醚、3重量份消泡劑德謙6800、3重量份偶聯(lián)劑γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)，繼續(xù)攪拌均勻，得組分A。所述玻璃纖維的長度為10-12mm，直徑為20-30μm。所述石英砂為級配石英砂，由粒徑分別為0.3-0.6mm的細(xì)砂、1-2mm的中砂以及2-3mm的粗砂組成，其中細(xì)砂、中砂、粗砂的質(zhì)量比為60:30:10。
(2)將40重量份的固化劑聚醚胺D230和10重量份二甲基苯胺混合均勻，得組分B；
(3)將組分A與組分B混合攪拌均勻，得到未表面修飾玻璃纖維改性的環(huán)氧砂漿。
制得的未表面修飾玻璃纖維改性的環(huán)氧砂漿28d力學(xué)性能測試結(jié)果為，抗拉強度10MPa，抗壓強度88MPa，抗折強度18MPa，折壓比0.20，與混凝土的粘結(jié)抗拉強度≥2.5MPa。
對比例4
未表面修飾聚乙烯醇纖維改性環(huán)氧砂漿的制備方法，包括以下步驟：
(1)150重量份52.5水泥、450重量份石英砂和2重量份聚乙烯醇纖維在室溫下攪拌混勻，再加入100重量份雙酚F型環(huán)氧樹脂F(xiàn)51、20重量份丁基縮水甘油醚、1重量份消泡劑德國比克化學(xué)BYK-530、1重量份偶聯(lián)劑3-氨丙基三乙氧基硅烷KH550，繼續(xù)攪拌均勻，得組分A。所述聚乙烯醇纖維的長度為5-8mm，直徑為8-12μm。所述石英砂為級配石英砂，由粒徑分別為0.3-0.6mm的細(xì)砂、1-2mm的中砂以及2-3mm的粗砂組成，其中細(xì)砂、中砂、粗砂的質(zhì)量比為45:35:20。
(2)將8重量份的三乙烯四胺、20重量份聚醚胺D230和2重量份二甲基苯胺混合均勻，得組分B；
(3)將組分A與組分B混合攪拌均勻，得到未表面修飾聚乙烯醇纖維改性的環(huán)氧砂漿。
制得的未表面修飾聚乙烯醇纖維改性的環(huán)氧砂漿28d力學(xué)性能測試結(jié)果為，抗拉強度12MPa，抗壓強度90MPa，抗折強度18MPa，折壓比0.20，與混凝土的粘結(jié)抗拉強度≥2.5MPa。
對比例5
未加入纖維的環(huán)氧砂漿的制備方法，包括以下步驟：
(1)將150重量份42.5水泥和300重量份石英砂在室溫下攪拌混勻，再加入80重量份雙酚A型環(huán)氧樹脂E51、10重量份丁基縮水甘油醚、2重量份消泡劑德謙6800、2重量份偶聯(lián)劑3-氨丙基三乙氧基硅烷KH550，繼續(xù)攪拌均勻，得組分A。所述石英砂為級配石英砂，由粒徑分別為0.3-0.6mm的細(xì)砂、1-2mm的中砂以及2-3mm的粗砂組成，其中細(xì)砂、中砂、粗砂的質(zhì)量比為50:40:10。
(2)將11重量份的固化劑三乙烯四胺和5重量份DMP30混合均勻，得組分B；
(3)將組分A與組分B混合攪拌均勻，得到未加入纖維的環(huán)氧砂漿。
制得的未加入纖維的環(huán)氧砂漿28d力學(xué)性能測試結(jié)果為，抗拉強度10MPa，抗壓強度90MPa，抗折強度17MPa，折壓比0.19，與混凝土的粘結(jié)抗拉強度≥2.5MPa。
表1實施例1-10和對比例1-5環(huán)氧砂漿的性能測試結(jié)果
由表1所列性能測試結(jié)果可見，使用未表面改性的纖維對環(huán)氧砂漿進行改性后，抗折強度及折壓比相比較未加入纖維的環(huán)氧砂漿均有所增加；而使用表面改性的纖維對環(huán)氧砂漿進行改性后，砂漿的抗折強度得到明顯增加，抗壓強度也有所提高，同時折壓比也增大；相應(yīng)測試結(jié)果表明本發(fā)明所述的通過表面改性纖維對環(huán)氧樹脂砂漿進行改性的方法，改進了現(xiàn)有環(huán)氧砂漿材料韌性不足的問題，提供了一種具有較好的韌性、較高的抗折強度/抗壓強度比的環(huán)氧砂漿修補加固材料。