環(huán)氧樹脂與混凝土界面粘結(jié)的幾點(diǎn)講究

　　環(huán)氧樹脂因高強(qiáng)、耐磨，抗?jié)B、抗凍和抗沖擊性能好等特點(diǎn)，愈來愈受到工程部門的重視，已經(jīng)成為研究和應(yīng)用發(fā)展最快的建筑材料之一。近幾年隨著新型環(huán)氧材料的出現(xiàn)，環(huán)氧樹脂材料在水利水電、工民建等各領(lǐng)域的工程應(yīng)用也越來越多。但是環(huán)氧樹脂和混凝土是兩種結(jié)構(gòu)和性能截然不同的材料，收縮和變形性能存在很大差異，在固化過程中產(chǎn)生的應(yīng)力由于受混凝土的制約而往往產(chǎn)生開裂和脫空現(xiàn)象。因此提高環(huán)氧樹脂材料與混凝土的界面粘結(jié)，是其在工程應(yīng)用研究中的一個(gè)重要課題。最近，中國水利水電第十一工程局科研所、上海爭銳化工有限公司，通過室內(nèi)試驗(yàn)和工程實(shí)踐研究，掌握了影響環(huán)氧樹脂和混凝土粘結(jié)的幾個(gè)主要因素。上述單位為探索提高環(huán)氧樹脂和混凝土粘結(jié)力的有效途徑。中國水利水電第十一工程局科研所、上海爭銳化工有限公司，通過室內(nèi)試驗(yàn)和工程實(shí)踐研究，目前已掌握影響環(huán)氧樹脂和混凝土粘結(jié)的幾個(gè)主要因素。

　　通過對影響環(huán)氧樹脂與混凝土粘結(jié)性能的幾個(gè)主要因素的試驗(yàn)研究和分析，可以得出結(jié)論：適宜粗糙、干燥、堅(jiān)實(shí)的混凝土面，合適的環(huán)氧樹脂材料與配合比以及合理，完善的施工工藝措施能夠提高界面的粘結(jié)效果。實(shí)驗(yàn)所用主要原材料包括：改性E44環(huán)氧樹脂，藍(lán)星新材料無錫樹脂廠產(chǎn)；活性稀釋劑501，爭銳化工有限公司產(chǎn)；活性增韌劑(912)：自制。該課題測試內(nèi)容較多，主要包括——稠度，按水泥砂漿稠度測試方法SD105-1982測試；粘結(jié)強(qiáng)度，用環(huán)氧樹脂配制成環(huán)氧樹脂砂漿(EM)后的7d與混凝土的粘結(jié)測試結(jié)果，測試用混凝土極限拉伸試件，2塊混凝土試件中間用填充粘結(jié)；粘結(jié)拉拔強(qiáng)度，為考察EM施工到混凝土面上的實(shí)際粘結(jié)效果，在EM施工層上直接測試界面粘結(jié)強(qiáng)度：首先在EM施工面上切割出Φ950mm的孤立待測面，切割透EM層并深及混凝土內(nèi)5～10mm，用粘結(jié)拉拔儀(DYMAZ-15)測試EM與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度；線性收縮率，EM的線性收縮主要發(fā)生在固化反應(yīng)階段，尤其是反應(yīng)的初級階段，但目前國內(nèi)尚無固定的測試方法，參照國外標(biāo)準(zhǔn)和測試方法課題組設(shè)計(jì)了方法。

　　關(guān)于EM配合比對粘結(jié)強(qiáng)度的影響，為考察不同稠度EM對界面粘結(jié)強(qiáng)度的影響，通過改變填料與環(huán)氧漿材的比例共設(shè)計(jì)了5組試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明隨EM稠度的增大，粘結(jié)強(qiáng)度也逐漸增大，這是由于EM對混凝土基面的浸潤度增加的結(jié)果。但是現(xiàn)有研究成果證明隨著稠度的增大，EM中的漿液相對增多，會導(dǎo)致體系的固化收縮應(yīng)力增大；因此在考慮界面粘結(jié)效果的同時(shí)，EM的收縮應(yīng)力也是一個(gè)不容忽視的問題，否則對粘結(jié)面的耐久性能會產(chǎn)生不利影響。不同類型增韌劑對粘結(jié)強(qiáng)度有何影響？為改善EM的脆性常在其中摻加增韌劑，增韌劑分活性增韌劑和非活性增韌劑，2類材料雖然都能夠增加體系的柔韌性，但增韌機(jī)理截然不同。分別選用活性增韌劑912和常用的非活性增韌劑鄰苯二甲酸二丁脂做對照試驗(yàn)，結(jié)果隨著齡期的增長摻加非活性增韌劑EM的粘結(jié)強(qiáng)度逐漸降低，而摻加活性增韌劑EM的粘結(jié)強(qiáng)度略有增加。

　　EM的反應(yīng)熱對粘結(jié)強(qiáng)度的影響是重要指標(biāo)。EM的固化反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，反應(yīng)中放熱量的多少和放熱的溫度峰值高低都會對固化體系的性能產(chǎn)生很大影響，固化反應(yīng)過程中的放熱峰值溫度反映了固化體系在固化反應(yīng)過程中由于反應(yīng)放熱而達(dá)到的最高溫度。影響固化溫度的主要因素是固化劑，試驗(yàn)研究中，通過對4種具有不同固化反應(yīng)放熱峰值溫度的固化劑進(jìn)行試驗(yàn)對比，分別測試它們的固化體系收縮率，結(jié)果表明在體系溫度高于T-g(玻璃化溫度)階段材料處于粘流態(tài)，分子鏈的變形和移動(dòng)不受約束，不會產(chǎn)生收縮和應(yīng)力，當(dāng)溫度降致Tg時(shí)體系處于玻璃態(tài)，此時(shí)的收縮達(dá)到最大值應(yīng)力破壞也最為嚴(yán)重，且峰值溫度與Tg的差值越大、應(yīng)力破壞也越嚴(yán)重，影響界面的粘結(jié)強(qiáng)度。因此在EM應(yīng)用中固化劑的選擇至關(guān)重要。

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　　專家還考察了混凝土表面濕度對粘結(jié)強(qiáng)度的影響?；炷潦嵌嗫仔圆牧媳砻婢哂休^高的界面能，內(nèi)部的毛細(xì)管和表面極易吸附大量的水分子，并在混凝土的表面形成水膜降低結(jié)合面的界面能，不利于EM對混凝土的浸潤、降低粘結(jié)力。另外混凝土表面吸附的水中含有大量的Ca(OH)2使水液呈堿性，在堿性環(huán)境中環(huán)氧樹脂的有效基團(tuán)會受到破壞，并引起分子鏈的斷裂、降低EM的粘結(jié)力。混凝土表面粗糙度對粘結(jié)強(qiáng)度也有的影響，工程施工中為提高界面粘結(jié)力，常對混凝土面進(jìn)行糙化處理，糙化處理能夠得到凈化的混凝土表面、提高界面能、增大EM對其的浸潤度，同時(shí)又能夠改變表面的狀態(tài)和應(yīng)力分布、阻礙外力作用下的裂紋擴(kuò)展、利于提高界面粘結(jié)強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果表明對混凝土表面進(jìn)行糙化處理能夠提高界面的粘結(jié)強(qiáng)度，但不同的表面糙化方法對粘結(jié)強(qiáng)度的提高程度也不相同。