一种墙体裂缝修复材料及修复工艺的制作方法

1.本发明涉及建筑材料与施工技术领域，具体涉及一种墙体裂缝修复材料及修复工艺。


背景技术：

2.建筑与市政地下工程中，剪力墙由于受荷载、混凝土温度收缩和干燥收缩等因素影响容易产生自上而下的贯穿性裂缝或小范围辐射状细裂纹，容易产生渗漏，降低钢筋混凝土耐久性，影响结构安全。工程实践中，对混凝土开裂堵漏通常使用聚氨酯、丙烯酸、环氧树脂或聚脲注浆修复，以上注浆液属于有机填充材料，存在强度低或耐久性差等缺点，能堵漏但不能永久修复混凝土裂缝。水泥基注浆料也可以作为裂缝修复材料，其为无机材料具有良好的混凝土胶结性和耐久性，但其很难注入宽度为0～0.5mm的狭窄裂缝。因此，如何获得一种施工简便、耐久性良好的修复工艺是发明人思考的问题。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种墙体裂缝修复材料及修复工艺。本发明修复材料具有渗透结晶功能和二次结晶功能，可渗入混凝土裂缝深处并渗透进混凝土内部4～5厘米，到裂缝更深处结晶，从内到外逐步将裂缝封闭。
4.本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
5.一种墙体裂缝修复材料，其为水性渗透型无机防水剂，按质量百分比计包括碱金属硅酸盐水溶液30～50wt％、渗透结晶功能助剂0.2～5wt％、其余为去离子水；其中，所述碱金属硅酸盐水溶液选自质量分数30～40％的硅酸钠水溶液、30～40％的硅酸钾水溶液或20～30％硅酸锂水溶液等中的至少两种；所述渗透结晶功能助剂按质量百分比计包括55～65％edta-4na、15～25％三乙醇胺、5～15％柠檬酸、6～10％聚丙烯酸钠和1～3％十二烷基苯磺酸钠。
6.通过采用上述技术方案，碱金属硅酸盐水溶液作为结晶组分可与墙体裂缝内部的ca(oh)2反应结晶堵塞裂缝，生成的结晶体为无机结晶体，耐久性良好，可与结构同寿命；渗透结晶功能助剂在裂缝修复过程中起辅助作用，包括促进渗透、辅助结晶、络合ca
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、改善结晶体强度、调节凝胶时间等作用。其中，硅酸钠为反应结晶最常用的结晶物质，成本也最低；硅酸钾固化后的物质二次结晶体强度最高，可明显改善裂缝二次自修复效果；硅酸锂固化后成膜的物质具有良好的耐水性，可明显改善混凝土抗渗和耐久性；edta-4na是一种强络合剂，能络合裂缝处混凝土中ca
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，促进反应结晶体的生成；三乙醇胺可改善生成结晶体的内部结构，提高结晶体强度；柠檬酸可调节修复材料凝胶时间；聚丙烯酸钠采用8000分子量的物质，其可调节修复材料的稠度使其适用于更宽裂缝的修复，同时聚丙烯酸钠本身也可以与ca
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反应结晶；十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂降低修复材料的表面张力，促进渗透。
7.按上述方案，所述修复材料中碱金属硅酸盐溶液与渗透结晶功能助剂的质量分数
随墙体裂缝宽度不同而不同，具体如下：
8.a)裂缝宽度小于0.2mm时，碱金属硅酸盐水溶液30～40wt％、渗透结晶功能助剂0.2～4wt％、余量的去离子水；
9.b)裂缝宽度大于0.2mm小于0.4mm时，碱金属硅酸盐水溶液40～50wt％、渗透结晶功能助剂3～5wt％、余量的去离子水；
10.c)裂缝宽度大于0.4mm时，该修复材料不适用。
11.通过采用上述技术方案，可对待修复的裂缝宽度进行分类，同时根据裂缝宽度不同采用不同的修复材料比例。裂缝宽度小于0.2mm时，结晶组分碱金属硅酸盐水溶液比例调低，渗透结晶功能助剂中缓凝组分掺量调高，以延长修复材料的凝胶时间，使结晶组分充分渗透到更处结晶。裂缝宽度大于0.2mm小于0.4mm时，结晶组分碱金属硅酸盐水溶液比例调高，渗透结晶功能助剂中缓凝组分掺量调低、辅助结晶组分调高、早强成分调高，以缩短修复材料凝胶时间、促进更多结晶体生成、提高结晶体强度，使修复材料能快速在裂缝处结晶。裂缝宽度大于0.4mm，由于该材料的局限性，较难修复此类裂缝。
12.本发明还提供一种上述墙体裂缝修复材料对于墙体的修复工艺，根据墙面裂纹的不同，修复工艺分成两种情况：
13.(1)当墙面出现条状裂缝时，修复工艺的包括如下步骤：
14.s1：清理裂缝周围墙体表面的粉尘、污垢及松散部分并用水冲洗，对缺陷处用水泥基材料修补平整；
15.s2：采用u型可塑性密封条沿裂缝走向从底部向上敷设，u型可塑性密封条的切面处带有吸盘，吸附在裂缝两侧和下方的墙面，墙面不平整处采用防水胶将u型可塑性密封条的切面与墙面粘牢；
16.s3：从u型可塑性密封条的端口注入清水，检查渗漏情况，及时用防水胶封堵渗漏处；
17.s4：从u型可塑性密封条的端口注入修复材料，使其在重力作用下逐渐往墙体裂缝深处渗透，并与混凝土中ca(oh)2反应结晶，堵塞裂缝；
18.s5：定期向u型可塑性密封条中补充修复材料，待液面无下降，裂缝修复完毕后拆除u型可塑性密封条。
19.(2)当墙面出现辐射状裂纹时，修复工艺的包括如下步骤：
20.s1：清理裂纹周围墙体表面的粉尘、污垢及松散部分，对麻面、凹坑等缺陷处用水泥基材料修补平整；
21.s2：将吸水树脂型养护膜浸泡在修复材料中，充分浸泡后备用；
22.s3：对墙面辐射状裂纹处充分洒水润湿，表干后将充分浸泡修复材料的吸水树脂型养护膜铺贴于裂纹处固定，使修复材料逐渐向裂纹深处渗透并逐渐反应结晶，堵塞裂缝；
23.s4：定期向吸水树脂型养护膜中补充修复材料，裂缝修复完毕后拆除吸水树脂型养护膜。
24.上述技术方案中，对待修复的裂缝类型进行分类，针对条状裂缝和辐射状裂纹采取不同的修复方式或两种修复方式结合使用。对墙体裂缝进行修复时，首先对裂缝处墙面进行清理，清理表面的粉尘、污垢及松散部分，对麻面、凹坑等缺陷处用水泥基材料修补平整。再分别采用u型密封条、吸水树脂型养护膜或二者结合使用的方式对墙面裂缝或裂纹处
进行修复。最后对墙面进行检验，确认是否修复合格。经过上述修复过程，能够对墙面裂缝进行修复，且修复方式方便快捷，不存在色差，不影响墙面美观。同时，残留在裂缝中未反应完的修复材料成膜后具有二次结晶能力，后续该部位裂缝扩大或新产生裂缝时具有明显的裂缝自修复效果，对混凝土墙体持久保护。
25.上述技术方案中，对裂缝处浮灰、污垢等进行清理，对麻面、凹坑、松散部分等进行预处理，一是避免杂物影响裂缝修复效果，二是墙面平整有利于u型密封条和吸水树脂型养护膜的铺贴，提高修复效率。
26.上述技术方案中，墙面条状裂缝与u型可塑性橡胶密封条形成一个密闭系统，可塑性橡胶密封条可灵活弯折，方便u型密封条沿着裂缝走向铺贴，防水胶作为补充材料涂抹于u型密封条切面与墙面界面处，可防止修复材料向密闭系统外渗漏；提前检测密闭系统的渗透情况，并及时用防水胶封堵渗漏处。最大限度减少修复材料的浪费，提高修复效率。
27.上述技术方案中，吸水树脂型养护膜优选透明的水能量养护膜，市售产品。
28.通过采用上述技术方案，能对墙体小范围辐射状裂纹进行修复，可根据裂缝面积大小裁剪相同尺寸的吸水树脂型养护膜，吸水树脂在很长一段时间内逐渐释放修复材料，使得修复材料能充分渗入裂纹深处反应结晶，并堵塞裂缝。
29.与现有技术相比，本发明的有益之处在于：
30.1、本发明修复材料具有渗透结晶功能和二次结晶功能，可渗入混凝土裂缝深处并渗透进混凝土内部4～5厘米，与碱类物质起化学物理反应、偶联、在混凝土内部生成不溶于水的硅酸钙凝胶体，从而堵塞空隙，封闭毛细通道、增加高密集；
31.2、本发明通过重力压浆或吸水树脂持续渗透结晶的形式对混凝土墙体裂缝进行修复，材料中的渗透型物质可渗透到裂缝更深处结晶，从内到外逐步将裂缝封闭。该无机结晶体能与墙体混凝土形成有机整体，与结构同寿命，起到永久防水抗渗的作用，且不影响混凝土外观。且，本发明修复材料及修复工艺可对不同宽度、不同类型裂缝进行差异化处理，使其达到理想的裂缝修复效果。
32.3、本发明针对0.4mm以下的混凝土墙体裂缝或裂纹，可采取不同修复工艺和不同修复材料相结合的方法完成裂缝自修复；同时本发明的修复材料粘度和凝胶化时间可调，表面张力明显降低，混凝土试件在浸泡本发明的防水材料后，试件的抗渗性能和抗碳化性能均有明显提高，能满足jc/t 1018-2020的标准要求。
33.4、本发明的u型可塑性橡胶密封条和吸水树脂型养护膜都是简单易得的施工材料，且施工工艺简单可行，只需将密封条或吸水树脂型养护膜铺贴于施工部位即可，不需要钻孔注浆，裂缝修复完毕不影响墙体外观，而且简洁高效。
附图说明
34.图1为u型可塑性橡胶密封条的正视图；
35.图2为图1的a-a方向的横向剖视图；
36.其中，1为密封条本体，2为吸盘，3为密封条内部腔体，用于注入修复材料。
具体实施方式
37.下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是
本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
38.本发明以及下述实施例中，以墙体上的竖向裂缝为例，u型可塑性橡胶密封条的长度方向与裂缝方向相一致，正视图(即图1)以观察者看向墙体的方向为视角。所述u型可塑性橡胶密封条本体的纵向切面(u型可塑性橡胶密封条的纵向切面即长度方向的切面朝向墙体，并通过吸盘与墙面相接)延伸设有吸盘2，便于其通过真空分别牢牢吸附在裂缝两侧和下方的墙面上；密封条本体与墙面之间围成的内部腔体用于注入修复材料；而且，u型可塑性橡胶密封条与墙面接触处均密封，在施工过程中不需要额外的密封处理，方便施工。
39.下述实施例中，硅酸钠水溶液的浓度为30～40wt％，硅酸钾水溶液的浓度为30～40wt％，硅酸锂水溶液的浓度为20～30wt％。
40.实施例1
41.对某市政地下工程墙体裂缝进行修复，墙体厚度1300mm，高度6m，裂缝为从上至下贯穿性裂缝，最宽处裂缝宽0.2mm，具体施工流程如下：
42.s1：清理裂缝四周墙体表面的粉尘、污垢，该市政地下工程墙体表面平整坚实，无需进行表面修补等工作。清理干净后用记号笔沿裂缝走向标记，方便后续u型可塑性橡胶密封条的敷设；
43.s2：采用u型可塑性橡胶密封条沿裂缝走向从底部向上敷设，通过其吸盘将u型密封条的切面处真空吸附在裂缝外围的墙体上，采用防水胶将裂缝两侧和底部的墙面与u型可塑性橡胶密封条的切面铺粘牢靠，防止修复材料外溢；
44.s3：从u型密封条的上端面注入清水，检查渗漏情况，渗透处采用防水胶进行封堵；
45.s4：从u型密封条的上端面注入修复材料，碱金属硅酸盐水溶液35％(包括质量分数35％的硅酸钠水溶液20％、质量分数40％的硅酸钾水溶液10％和质量分数22％的硅酸锂水溶液5％)、渗透结晶功能助剂1％(包括edta-4na 0.6％、三乙醇胺0.2％、柠檬酸0.1％、聚丙烯酸钠0.08％和十二烷基苯磺酸钠0.02％)、水64％。该修复材料在重力作用下逐渐向墙体裂缝深处渗透，并与混凝土中ca(oh)2反应结晶，堵塞裂缝；
46.本步骤中，修复材料按投料顺序将对应比例的各原料混合均匀即可，投料顺序为：水、edta-4na、柠檬酸、聚丙烯酸钠、三乙醇胺、硅酸钠水溶液、硅酸钾水溶液、硅酸锂水溶液、十二烷基苯磺酸钠；
47.s5：分别在第2天、第4天和第7天检查u型密封条中修复材料剩余量并及时进行补充；
48.s6：14d后检查裂缝修复情况，并拆除u型密封条，将其清理干净后可重复利用。
49.实施例2
50.对某市政地下工程墙体裂纹进行修复，墙体厚度1300mm，高度6m，裂纹为从上往下发展的辐射状裂纹，最宽处裂纹宽0.2mm，具体施工流程如下：
51.s1：清理辐射状裂纹面积范围内墙体表面的粉尘、污垢，该市政地下工程墙体表面平整坚实，无需进行表面修补等工作。清理干净后用记号笔沿上下左右四个方向把裂纹范围边界标记清楚，方便后续吸水树脂型养护膜的敷设；
52.s2：将吸水树脂型养护膜浸泡在修复材料中充分浸泡备用，采用长沙水能量新材料有限公司生产的双层立面混凝土养护膜系列yhm-sl产品。修复材料同实施例1；
53.s3：对墙面辐射状裂纹处充分洒水润湿，表干后将充分浸泡以上修复材料的yhm-sl型水能量养护膜铺贴于裂纹处固定。铺贴时保证养护膜与墙面充分贴合，铺贴界面不得形成透气通道，否则水能量膜中的水分很快散失影响修复效果。该修复材料从水能量膜中逐渐向墙体裂缝深处渗透，并与混凝土中ca(oh)2反应结晶，堵塞裂缝；
54.s4：分别在第3天和第7天检查水能量养护膜中修复材料剩余量，若水能量养护膜变干，可取下后重新浸泡修复材料，再贴回原处；
55.s5：14d后检查裂缝修复情况，并拆除水能量养护膜。
56.实施例3
57.与实施例1内容基本相同，区别在于裂缝为从上至下贯穿性裂缝，最宽处裂缝宽0.4mm，同时修复材料配比(质量占比百分数)为：碱金属硅酸盐水溶液48％(包括质量分数35％的硅酸钠水溶液25％、质量分数40％的硅酸钾水溶液15％和质量分数22％的硅酸锂水溶液8％)、渗透结晶功能助剂1.7％(包括edta-4na 0.6％、三乙醇胺1％、聚丙烯酸钠0.08％和十二烷基苯磺酸钠0.02％)、水50.3％。
58.实施例4
59.与实施例2内容基本相同，区别在于裂纹最宽处裂缝宽0.4mm，同时修复材料同实施例3。
60.对比例1
61.与实施例1内容基本相同，区别在于裂缝为从上至下贯穿性裂缝，最宽处裂缝宽0.4mm。
62.对比例2
63.与实施例2内容基本相同，区别在于裂纹最宽处裂缝宽0.4mm。
64.对比例3
65.与实施例1和实施例2采用修复材料配比基本相同，区别在于不添加渗透结晶功能助剂，具体修复材料配比(质量占比百分数)为：碱金属硅酸盐水溶液35％、水65％，其中碱金属硅酸盐水溶液包括硅酸钠水溶液20％、硅酸钾水溶液10％和硅酸锂水溶液5％。
66.对比例4
67.与实施例3和实施例4采用修复材料配比基本相同，区别在于不添加渗透结晶功能助剂，具体修复材料配比(质量占比百分数)为：碱金属硅酸盐水溶液48％、水52％，其中碱金属硅酸盐水溶液包括硅酸钠水溶液25％、硅酸钾水溶液15％和硅酸锂水溶液8％。
68.表1为各实施例和对比例的实际工程修复效果。
69.表1 实施例1实施例2实施例3实施例4对比例1对比例2修复效果/是否渗漏否否否否是是
70.备注：墙体裂缝/裂纹修复完成后，在项目所属地下大雨后第二天排查其渗漏情况。
71.试验例2修复材料物理力学性能测试
72.按照jc/t 1018-2020《水性渗透型无机防水剂》中的相关规定，测定实施例1～4和对比例3～4中修复材料的相关物理力学性能指标，测试结果如表2所示。
73.表2
[0074] 实施例1和2实施例3和4对比例3对比例4粘度/s10.212.810.112.5表面张力/(mn/m)24.224.673.574.3凝胶化时间/min1606017065渗透高度比/％45.656.280.386.77d抗碳化值/％53.249.226.123.228d抗碳化值/％46.341.817.315.1
[0075]
备注：基准试件(空白组)的渗透高度为35mm，7d的碳化深度为7.2mm，28d的碳化深度为15.3mm。
[0076]
由表1和表2试验结果可知，针对0.4mm以下的混凝土墙体裂缝或裂纹，可采取不同修复工艺和不同修复材料相结合的方法完成裂缝自修复；同时本发明的修复材料粘度和凝胶化时间可调，表面张力明显降低，混凝土试件在浸泡本发明的修复材料后，试件的抗渗性能和抗碳化性能均有明显提高。
[0077]
通过比较实施例1、3和对比例1可以发现，对于0.2mm以下的墙体贯穿裂缝，低粘度、高缓凝的修复材料具有较好的修复效果，但该组分无法修复0.4mm的墙体贯穿裂缝，当采用高粘度、低缓凝的修复材料时，则可以较好的修复0.4mm的墙体贯穿裂缝。这表明利用修复材料组分的变化结合本发明的墙体裂缝修复工艺，可以有效修复0.4mm以下不同宽度的墙体裂缝。针对墙体辐射状裂纹，通过比较实施例2、4和对比例2可以发现其与墙体裂缝的修复具有相同的规律。
[0078]
通过比较实施例1与实施例3修复材料的物理力学性能可以发现，实施例3与实施例1相比修复材料粘度增大、凝胶化时间大幅降低，这使修复材料快速在裂缝表层结晶，有利于提高较宽裂缝的修复能力。而实施例1修复材料粘度低、凝胶化时间长，这使得修复材料向混凝土裂缝更深处渗透结晶，有利于提高细微裂缝或裂纹的修复能力。与实施例1和实施例3相比，对比例3和对比例4缺少渗透结晶功能助剂，其修复液表面张力显著升高不利于渗透结晶，混凝土抗渗性能和抗碳化性能也显著降低，结果均不能满足jc/t1018-2020的标准要求。
[0079]
上述实施例和对比例仅例示性说明本发明的原理及其功效，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种墙体裂缝修复材料，其特征在于，它为水性渗透型无机防水剂，按质量百分比计包括：碱金属硅酸盐水溶液30～50wt％和渗透结晶功能助剂0.2～5wt％，其余为水；其中，所述碱金属硅酸盐水溶液选自质量分数30～40％的硅酸钠水溶液、30～40％的硅酸钾水溶液或20～30％硅酸锂水溶液中的至少两种；所述渗透结晶功能助剂按质量百分比计包括：55～65％乙二胺四乙酸四钠、15～25％三乙醇胺、5～15％柠檬酸、6～10％聚丙烯酸钠和1～3％十二烷基苯磺酸钠；墙体裂缝的宽度不超过0.4mm。2.根据权利要求1所述的一种墙体裂缝修复材料，其特征在于，所述裂缝宽度小于0.2mm时，墙体裂缝修复材料按质量百分比计包括：碱金属硅酸盐水溶液30～40wt％和渗透结晶功能助剂0.2～4wt％，其余为去离子水。3.根据权利要求1所述的一种墙体裂缝修复材料，其特征在于，所述裂缝宽度大于0.2mm小于0.4mm时，墙体裂缝修复材料按质量百分比计包括：碱金属硅酸盐水溶液40～50wt％和渗透结晶功能助剂3～5wt％，其余为去离子水。4.权利要求1所述墙体裂缝修复材料在墙体修复方面的应用。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，墙面裂缝为条状裂缝时，采用所述墙体裂缝修复材料的修复工艺包括如下步骤：s1：清理裂缝周围墙体表面的粉尘、污垢及松散部分并用水冲洗，对缺陷处用水泥基材料修补平整；s2：采用u型可塑性密封条沿裂缝走向从底部向上敷设，u型可塑性密封条的切面处带有吸盘，吸附在裂缝两侧和下方的墙面，墙面不平整处采用防水胶将u型可塑性密封条的切面与墙面粘牢；s3：从u型可塑性密封条的端口注入清水，检查渗漏情况，及时用防水胶封堵渗漏处；s4：从u型可塑性密封条的端口注入修复材料，使其在重力作用下逐渐往墙体裂缝深处渗透，并与混凝土中ca(oh)2反应结晶，堵塞裂缝；s5：定期向u型可塑性密封条中补充修复材料，待液面无下降，裂缝修复完毕后拆除u型可塑性密封条。6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述u型可塑性密封条为橡胶材质；所述u型可塑性密封条的纵向切面延伸设有吸盘，用于吸附在裂缝两侧和下方的墙面上，密封条内部腔体用于注入修复材料。7.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，墙面裂缝为辐射状裂纹时，采用所述墙体裂缝修复材料的修复工艺包括如下步骤：s1：清理裂纹周围墙体表面的粉尘、污垢及松散部分，缺陷处用水泥基材料修补平整；s2：将吸水树脂型养护膜浸泡在修复材料中，充分浸泡后备用；s3：对墙面辐射状裂纹处充分洒水润湿，表干后将充分浸泡修复材料的吸水树脂型养护膜铺贴于裂纹处固定，使修复材料逐渐向裂纹深处渗透并逐渐反应结晶，堵塞裂缝；s4：定期向吸水树脂型养护膜中补充修复材料，裂缝修复完毕后拆除吸水树脂型养护膜。8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所示吸水树脂型养护膜为透明的水能量养护膜。

技术总结
本发明公开了一种墙体裂缝修复材料，其为水性渗透型无机防水剂，按质量百分比计包括：碱金属硅酸盐水溶液30～50wt％和渗透结晶功能助剂0.2～5wt％，其余为水；其中，所述碱金属硅酸盐水溶液选自质量分数30～40％的硅酸钠水溶液、30～40％的硅酸钾水溶液或20～30％硅酸锂水溶液等中的至少两种；所述渗透结晶功能助剂按质量百分比计包括55～65％EDTA-4Na、15～25％三乙醇胺、5～15％柠檬酸、6～10％聚丙烯酸钠和1～3％十二烷基苯磺酸钠。对墙体裂缝进行修复时，首先对裂缝处墙面进行清理，清理表面的粉尘、污垢及松散部分，对麻面、凹坑等缺陷处用水泥基材料修补平整，再分别采用U型密封条、吸水树脂型养护膜或二者结合使用的方式对墙面裂缝或裂纹处进行修复。对墙面裂缝或裂纹处进行修复。


技术研发人员：邹伟 雷中梨 王雨禾 向飞 王海龙 纪宪坤
受保护的技术使用者：武汉三源特种建材有限责任公司
技术研发日：2023.04.04
技术公布日：2023/8/14