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(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(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，參照國外標準和測試方法課題組設(shè)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(shè)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(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，EM的收縮應(yīng)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(yīng)熱對粘結(jié)強度的影響是重要指標。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(yīng)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(yīng)力，當(dāng)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(yīng)力破壞也最為嚴重，且峰值溫度與Tg的差值越大、應(yīng)力破壞也越嚴重，影響界面的粘結(jié)強度。因此在EM應(yīng)用中固化劑的選擇至關(guān)重要。