混凝土建筑结构胶耐湿热性能检测试验研究

仲晓琴 阿拉善盟金路房地产开发有限责任公司商品混凝土站 内蒙古自治区阿拉善盟 邮编： 750306

摘要：混凝土建筑结构胶环氧树脂的耐湿热性能受到各种添加剂与填料用量的影响，良好的配置比例能够使混凝土建筑结构胶具有更加良好的耐湿热性能，适合在广西以及西南山区使用。在今后的研究中可以从其他方面结构胶展开研究，开发出更多适用于高温湿热环境的混凝土建筑结构胶。

关键词：混凝土建筑；结构胶；环氧树脂；耐湿热；固化剂；硅微粉

引言

耐湿热性能时混凝土建筑结构胶的重要指标，将建筑结构胶中具有代表性的环氧树脂作为研究对象，监测其耐是热性能。使用煮沸法分析不同种类固化剂、不同用量的硅微粉、偶联剂以及气象白炭黑对于环氧树脂耐湿热性能的影响，利用固化剂复配方法，获得性能更好的固化剂吧，提高了环氧树脂耐湿热性能。检测结果表明，使用低分子聚酰胺与改性脂环胺复配后的固化剂，用量为环氧树脂质量20%，硅微粉用量小于环氧树脂质量200%，偶联剂用量与气相白炭黑用量均占环氧树脂总质量的3.5%，这种情况下混凝土建筑结构胶环氧树脂的耐湿热性能最好。

1材料方法

1.1材料

环氧树脂：工业级，河北跃腾防腐材料有限公司；硅微粉∶鞍山鞍美国贸实业开发有限公司；偶联剂∶KH550∶南京品宁偶联剂有限公司；气象白炭黑：山东弘兴白炭黑有限责任公司；固化剂：X1∶低分子聚酰胺固化剂：河南水之环实业有限公司；X2∶改性脂肪胺固化剂∶济南昭合新材料有限公司；X3∶改性芳香胺固化剂∶广州市代迅商贸有限公司；X4∶改性脂环胺固化剂∶广州市天脉化学科技有限公司；X5∶X1与X4复配。

1.2设备

JB-60D数显恒速搅拌机：常州金坛良友仪器有限公司；WE-1000B万能材料试验机：济南锐玛机械设备责任有限公司；OF-22GW烘箱：苏州台硕电热设备制造有限公司；蠕变试验机；济南中研试验机有限公司；变频高速搅拌机：东莞市科德机械有限公司；GDJS61湿热老化试验机：上海还想一起设备厂。

1.3实验方法

混凝土建筑结构胶环氧树脂基础配合比例。将烘箱的温度调至110℃，时间设置为15min，把1000g硅微粉放置到烘箱中。使用15mL乙醇稀释偶联剂，将稀释后的25g偶联剂加入到加热完成后不断翻动的硅微粉内，搅拌均匀后仍旧放入烘箱中加热20min，从烘箱中取出后冷却至室温，获得偶联剂改良后的硅微粉。将变频高速搅拌机转速设置为1000r/min，将气相白炭黑与环氧树脂充分混合置于变频高速搅拌机中充分搅拌至分散均匀，重新将搅拌机设置为400r/min，在混合物中加入改性硅微粉，置于调速后的搅拌机中分散均匀，得到A组份。使用计算B组份各固化剂用量N 和 Km分别表示胺的相对分子质量与氮原子上的活泼氢数目； F 和 C 分别表示每100g树脂所需胺的克数与环氧树脂环氧值。将A组份和B组份按照2∶1的质量比充分混合，获得混凝土建筑结构胶（环氧树脂）。

2实验结果

2.1不同固化剂影响下耐湿热性能检测

环氧树脂中添加的固化剂类型不同，对于环氧树脂的耐湿热性能会造成较大影响，使用不同固化剂后对环氧树脂的耐湿热性能实行检测的结果。使用X3固化剂后的粘接剪切试件在沸水中分别浸泡72h和168h后，被粘接加固的部位发生断裂，没有出现强度变化，证明该试件的耐湿热性能最差，对断裂后的试件实行观察分析发现，出现断裂的粘接面呈现界面破坏形式，环氧树脂胶粘剂呈现片状形态不断脱落，沸水浸泡后提高了环氧树脂胶层的内聚强度，胶体变得又脆又硬，分析试件断开的原因，主要是由于高湿高热环境下钢片与胶层之间的粘接被破坏。使用X4固化剂的粘接剪切试件在未经沸水浸泡时剪切强度最低，仅为 9.61MPa，但是将该试件在沸水中浸泡 168h 后剪切强度升至最高，达到27.21MPa，由此可以看出在四组试件中，使用X4固化剂能够明显提高环氧树脂的耐湿热性能，对这种现象实行分析，主要是由于X4固化剂的使用，钢片表面受到环氧树脂良好浸润，提高了环氧树脂在钢片表面的粘附强度，当胶体自身的内聚强度低于粘附强度时，试件的剪切强度直接由内聚强度决定，在常温下，X4不能完全固化，导致环氧树脂的内聚强度呈现一种较低的状态。在高湿高热条件下X4固化剂持续固化，提高胶体的内聚强度，胶液对试件充分浸润，水分不能够轻易从粘接处进入到界面中，有效提高试件的耐湿热性能。

2.2复配固化剂影响耐湿热性能检测

经过以上实验检测出固化剂X4的耐湿热性能良好，但是未经高温高湿处理前剪切强度较低，固化剂X1在经过高温高湿处理后虽然剪切强度较低，但是处理前的剪切强度较高，将X1与X4复配得到固化剂X5，检测不同用量固化剂对于试件剪切强度的影响。固化温度分为常温固化与中温固化，常温固化是将恒温箱的温度调至23℃，将使用X5固化剂的试件置入其中 168h；中温固化是将恒温箱的温度调至85℃，使用X5固化剂的试件在该环境中固化5h，取出后在室温条件下继续固化168h。不同温度条件影响下的试件剪切强度变化常温固化处理后，固化剂用量的增加导致试件的剪切强度出现一个轻微的降低趋势，固化剂用量为0%时试件剪切强度约为27MPa，当固化剂用量达到 50%时，试件的剪切强度约为24MPa。

2.3硅微粉用量影响耐湿热性能检测

使用 X5 固化剂，用量为环氧树脂总质量的20%，其他实验条件不变，硅微粉用量为在环氧树脂中所占的质量百分比，对环氧树脂耐湿热性能检测。硅微粉的用量越大，沸水浸泡后的试件拉伸剪切强度越低，蠕变变形值也逐渐降低。这是由于硅微粉的用量越大，环氧树脂的含量变小，导致环氧树脂固化后的致密性被降低。作为一种刚性填料，微微分的使用增加了胶体的刚性，导致应力作用下的试件发生形变，硅微粉的用量不大于200%的情况下能够保证试件具有良好的耐湿热性能。

结语

综上，目前在混凝土建筑结构中最长使用的胶粘剂主要为环氧树脂结构胶。20世纪50年代环氧树脂结构胶初次应用于路面修复，标志着建筑结构胶在混凝土范围内的突破性使用，随着时间的推移，技术不断进步，混凝土建筑结构胶的类别不断被扩充，所应用的领域越来越广泛，高层建筑施工、道路桥梁加固修复，都能看到建筑结构胶的身影。我国目前混凝土结构占比巨大，开展大量涵洞、隧道、桥梁建筑工程，由于长期使用或者施工问题，导致建筑与道路出现开裂老化或者结构缺陷，因此需要大量使用性能良好、耐久性强、施工方便的加固施工技术。我国地域辽阔，各地区温度气候差异巨大，北方气候干燥寒冷，南方气候潮湿闷热，因此急需寻找一种混凝土建筑结构胶广泛使用于各种气候环境中。

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