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《廣東建材雜志》2014年第十期
1環(huán)氧樹脂砂漿的組成成分的選擇
環(huán)氧樹脂砂漿是一種良好的混凝土修補材料,除環(huán)氧樹脂外,還包括稀釋劑、固化劑、增韌劑、填料等組成成分。選擇合適的組成成分,可提高其施工性能、強度和耐老化性。
1.1稀釋劑環(huán)氧樹脂的粘度較高,流動性差,不加稀釋劑會造成施工不變,還會使填料摻量降低,增加成本。可用于稀釋環(huán)氧樹脂,增加其流動性的稀釋劑分為非活性稀釋劑和活性稀釋劑。非活性稀釋劑不參與固化反應,最終會揮發(fā)掉;活性稀釋劑是可參與固化反應,作為組成成分存在于環(huán)氧樹脂固化物中。非活性稀釋劑有丙酮、苯甲醇、甲苯、乙酯、丁酯等,活性稀釋劑是糠醛/丙酮復合稀釋劑,或含有一個或多個環(huán)氧基團的化合物,如丁基縮水甘油醚(501)等。非活性稀釋劑價格較低;糠醛/丙酮復合稀釋劑主要用于配制超低粘度裂縫膠,用于修補細微的結構裂縫,如大壩等;含環(huán)氧基團的活性稀釋劑稀釋穩(wěn)定性好,各種用途都可使用,但價格較高。要根據(jù)實際使用用途或工藝選擇合適的稀釋劑。對于薄層表面修補,或要求不高的小裂縫修補,可以使用丙酮、乙酯等非活性稀釋劑;對于較大體積的混凝土修補,使用非活性稀釋劑容易造成發(fā)氣空鼓,特別是在氣溫較高時,體積可膨脹30%,此時為控制質(zhì)量,最好使用含環(huán)氧基團的活性稀釋劑。
1.2固化劑環(huán)氧樹脂為分子量不高的線型高分子化合物,常溫不能直接使用,需要加入固化劑才形成空間網(wǎng)狀結構,形成較高的強度。用于環(huán)氧樹脂砂漿的固化劑是胺類化合物,即具有胺基的化合物。通常施工方使用較多的固化劑乙二胺,它有刺激臭味,毒性較大,揮發(fā)性大,在空氣中形成煙霧,其與環(huán)氧樹脂固化產(chǎn)物較脆,抗沖擊能力差,加入增塑劑鄰苯二甲酸二丁脂能增加環(huán)氧的韌性,但它也是有毒物質(zhì),且不會參與反應,對環(huán)氧樹脂砂漿的韌性提高不大。可采用多胺化合物或聚酰胺,多胺雖然貴,但粘度低,稀釋度高,粉料摻量高,故成本更低。
1.3增韌劑環(huán)氧樹脂固化體強度高,但脆性大,表現(xiàn)為韌性不足,抗沖擊強度不高,抗疲勞性差等。需要加入增韌劑進行改性。環(huán)氧樹脂體系的增韌劑較多,較常用的有液體丁腈橡膠、聚硫橡膠,還有清華大學開發(fā)的奇士增韌劑等。環(huán)氧樹脂砂漿對韌性要求不高,簡單經(jīng)濟的方法可以使用雙環(huán)氧基團的稀釋劑,既可以作為稀釋劑,又有一定的增韌效果。此外,使用聚酰胺固化劑也可使環(huán)氧樹脂砂漿具有一定的韌性。增塑劑鄰苯二甲酸二丁脂不能算做增韌劑。
1.4填料填料可以提高環(huán)氧樹脂砂漿的強度、降低成本。使用合適的填料,還可達到其他性能。可用于環(huán)氧樹脂砂漿的填料很多,可分為粉料和砂料,粉料和砂料配合使用。較易得到、經(jīng)濟的粉料有石英粉、水泥、粉煤灰、滑石粉、重鈣粉等;砂有石英砂、河砂、金剛砂等。使用水泥后,環(huán)氧砂漿顏色呈黑色。當需要保持與混凝土顏色相近時,可以滑石粉或重鈣粉為主,摻加少量水泥或粉煤灰,配以河砂或石英砂來作為環(huán)氧樹脂砂漿的填料。總之,環(huán)氧樹脂砂漿雖然只是簡單的多組分復配,但要用好的話,需要對各組分有一定的了解,優(yōu)選合適的原材料。下面給出一個推薦的配方(表1):該配方經(jīng)濟適用,可滿足各種修補用途。其性能如下:抗壓強度80MPa以上,抗折>23MPa,彈性模量12GPa左右,收縮0.04%,與C30混凝土粘結強度>4MPa,且為混凝土破壞。
2環(huán)氧砂漿施工及質(zhì)量控制
使用環(huán)氧砂漿修補加固混凝土結構時,應根據(jù)氣候條件、工程特點及施工進度合理組織施工。施工一般分這幾個步驟:舊混凝土切割或鑿除→除灰→鋼筋除銹→涂刷鋼筋防銹劑→涂刷環(huán)氧基液界面劑→配制環(huán)氧砂漿→環(huán)氧砂漿修補→養(yǎng)護。其中需要注意的幾個方面是:⑴基底處理為確保環(huán)氧砂漿與基底混凝土具有良好的粘結,需要對開裂或破壞的混凝土基面進行切割或鑿除處理,切割最好切成矩形,如基面松動嚴重,應采用人工鑿毛方法,鑿掉破損的混凝土,使基底露出堅硬、牢固的混凝土面,必須按照設計深度鑿除。如果鋼筋銹蝕外露,還應對鋼筋表面進行除銹,并涂刷鋼筋防銹劑。對鑿除的混凝土表面,采用高壓風槍將碎屑、灰塵吹干凈,并保持表面干燥,當表面有滲水時,應選用水性環(huán)氧砂漿進行施工。⑵環(huán)氧砂漿的配制環(huán)氧砂漿的配制應就地配制,即配即用,在其規(guī)定的適用期內(nèi)使用完畢,否則會固化,造成材料浪費,如推薦的配比夏季適用期15min左右,2h即有較高的強度。配制環(huán)氧砂漿時,各組分的稱量誤差不能太大,否則會嚴重影響其性能。
平面斜坡施工或立面、仰面施工時應適當調(diào)整配方,使配制的砂漿稠一些,避免流淌。⑶環(huán)氧砂漿修補施工使用環(huán)氧砂漿修補施工時,要分情況組織施工。當修補面深度較小或者為立面、仰面施工時,應在混凝土基底涂刷一層界面劑,避免基底吸水,將環(huán)氧樹脂吸走,造成砂漿性能較大的偏差。在平面施工時,如道路修補,可以不用界面劑。修補面深度較大時應分層施工,每層5cm以下,待上一層固化后再進行下一層施工。
3結語
環(huán)氧樹脂砂漿的配方是否合理,對其性能及成本有很大影響。一個好的配方能使各組分有機結合,從而使材料的性能得以充分地發(fā)揮。實際工程的施工應根據(jù)設計要求選擇、調(diào)整配方,并建立良好的施工組織方案,只有這樣才能成分發(fā)揮環(huán)氧樹脂砂漿的優(yōu)勢,做出一個優(yōu)質(zhì)工程。
作者:楊春單位:中鐵十八局集團軌道交通工程公司