環(huán)氧樹脂與混凝土界面粘結(jié)的幾點講究

環(huán)氧樹脂因高強、耐磨，抗?jié)B、抗凍和抗沖擊性能好等特點，愈來愈受到工程部門的重視，已經(jīng)成為研究和應用發(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、工民建等各領域的工程應用也越來越多。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)，是其在工程應用研究中的一個重要課題。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)試驗和工程實踐研究，掌握了影響環(huán)氧樹脂和混凝土粘結(jié)的幾個主要因素。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)試驗和工程實踐研究，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)性能的幾個主要因素的試驗研究和分析，可以得出結(jié)論：適宜粗糙、干燥、堅實的混凝土面，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。實驗所用主要原材料包括：改性E44環(huán)氧樹脂，藍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)拉拔強度，為考察EM施工到混凝土面上的實際粘結(jié)效果，在EM施工層上直接測試界面粘結(jié)強度：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)強度；線性收縮率，EM的線性收縮主要發(fā)生在固化反應階段，尤其是反應的初級階段，但目前國內(nèi)尚無固定的測試方法，參照國外標準和測試方法課題組設計了方法。

關(guān)于EM配合比對粘結(jié)強度的影響，為考察不同稠度EM對界面粘結(jié)強度的影響，通過改變填料與環(huán)氧漿材的比例共設計了5組試驗。試驗結(jié)果表明隨EM稠度的增大，粘結(jié)強度也逐漸增大，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，會導致體系的固化收縮應力增大；因此在考慮界面粘結(jié)效果的同時，EM的收縮應力也是一個不容忽視的問題，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，結(jié)果隨著齡期的增長摻加非活性增韌劑EM的粘結(jié)強度逐漸降低，而摻加活性增韌劑EM的粘結(jié)強度略有增加。

EM的反應熱對粘結(jié)強度的影響是重要指標。EM的固化反應屬于放熱反應，反應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，固化反應過程中的放熱峰值溫度反映了固化體系在固化反應過程中由于反應放熱而達到的最高溫度。影響固化溫度的主要因素是固化劑，試驗研究中，通過對4種具有不同固化反應放熱峰值溫度的固化劑進行試驗對比，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不受約束，不會產(chǎn)生收縮和應力，當溫度降致Tg時體系處于玻璃態(tài)，此時的收縮達到最大值應力破壞也最為嚴重，且峰值溫度與Tg的差值越大、應力破壞也越嚴重，影響界面的粘結(jié)強度。因此在EM應用中固化劑的選擇至關(guān)重要。