環(huán)氧樹(shù)脂與混凝土界面粘結(jié)(二)

　　隨著新型環(huán)氧材料的出現(xiàn)，環(huán)氧樹(shù)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(lái)越多，提高環(huán)氧樹(shù)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。研究表明：隨EM稠度的減小粘結(jié)強(qiáng)度增大，但收縮應(yīng)力也會(huì)隨之增大，合適的材料配比是提高粘結(jié)強(qiáng)度和耐久性的必要條件；EM的固化放熱會(huì)對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響，選用合適的固化劑、降低放熱溫度峰值是提高粘結(jié)力的有效途徑之一；界面的濕度越大粘結(jié)強(qiáng)度越低，合適的表面糙化處理能夠提高界面的粘結(jié)強(qiáng)度。

　　三、試驗(yàn)結(jié)果與討論

　　1、EM配合比對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度的影響

　　為了考察不同稠度EM對(duì)界面粘結(jié)強(qiáng)度的影響，通過(guò)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)果見(jiàn)表1。

　　從表1可以看出，隨EM稠度的增大，粘結(jié)強(qiáng)度也逐漸增大。這是由于EM對(duì)混凝土基面的浸潤(rùn)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(duì)增多，會(huì)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(wèn)題，否則對(duì)粘結(jié)面的耐久性能會(huì)產(chǎn)生不利影響。

表1 EM配合比對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度的影響

填料：環(huán)氧	稠度/cm	粘結(jié)強(qiáng)度/MPa	破壞類(lèi)型
2：1	6.8	7.2	內(nèi)聚破壞
3：1	4.9	6.3	混合破壞
4：1	3.8	5.1	混合破壞
5：1	2.4	3.7	粘結(jié)破壞
6：1	1.6	2.2	粘結(jié)破壞

　　注：內(nèi)聚破壞指試驗(yàn)破壞在混凝土試件本體；混合破壞指試驗(yàn)部分破壞在混凝土本體，部分破壞在粘結(jié)面；粘結(jié)破壞指試驗(yàn)破壞在EM與混凝土的粘結(jié)界面。

　　2、不同類(lèi)型增韌劑對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度的影響

　　為改善EM的脆性常常在其中摻加一些增韌劑。

　　增韌劑分活性增韌劑和非活性增韌劑。兩類(lèi)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。

　　為論證兩類(lèi)增韌劑對(duì)界面粘結(jié)力的影響，在其它材料和配比相同的條件下，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(duì)照試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同類(lèi)型增韌劑對(duì)粘結(jié)性能的影響

粘結(jié)強(qiáng)度/MPa
試驗(yàn)齡期/d	28	60	180	360
912	5.50	5.68	5.60	5.62
二丁脂	5.42	5.31	4.52	4.11

　　由表2試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著齡期的增長(zhǎng)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。這是因?yàn)椋悍腔钚栽鲰g劑雖能夠與環(huán)氧樹(shù)脂互相混溶，降低環(huán)氧樹(shù)脂分子之間的相互作用力，對(duì)于短期內(nèi)改善EM固化體系的脆性起一定作用，但是并不與固化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只是摻和在環(huán)氧樹(shù)脂高分子骨架之間呈流動(dòng)的液態(tài)。當(dāng)固化后的EM受到外力壓縮或拉伸時(shí)，環(huán)氧樹(shù)脂高分子骨架間的二丁酯液滴就會(huì)流向壓力較小的空間，致使環(huán)氧樹(shù)脂高分子骨架之間形成空隙，造成固化體系抵御外力的能力下降。

　　另外EM中沒(méi)有參與反應(yīng)的液態(tài)增韌劑會(huì)慢慢溢出EM固化體系并揮發(fā)掉，時(shí)間愈長(zhǎng)溢出就愈多，隨著液滴的溢出，固化體系骨架之間就會(huì)形成空隙，造成EM固化體系的薄弱環(huán)節(jié)，致使EM機(jī)械性能下降的矛盾更加突出，進(jìn)一步降低EM的粘結(jié)性能，并使其熱變形溫度下降、固化收縮率增大等。這時(shí)而活性增韌劑的分子兩端各有一個(gè)反應(yīng)性的活性基團(tuán)，能夠與固化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將增韌劑分子鏈段——旋轉(zhuǎn)活化能很低的柔性鏈參與到環(huán)氧樹(shù)脂的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中去。當(dāng)受到外力而變形時(shí)，交聯(lián)點(diǎn)之間的增韌劑柔性鏈段就會(huì)產(chǎn)生塑性變形，吸收消耗外力能量、提高抗沖擊能力，受外力沖擊或溫度應(yīng)力時(shí)固化結(jié)構(gòu)就會(huì)產(chǎn)生屈服，減弱體系的內(nèi)部應(yīng)力集中、利于提高粘結(jié)性能。

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