环氧树脂与混凝土界面粘结(二)

　　随着新型环氧材料的出现，环氧树脂材料在水利水电、工民建等各领域的工程应用也越来越多，提高环氧树脂材料与混凝土的界面粘结是其在工程应用研究中的一个重要课题。研究表明：随EM稠度的减小粘结强度增大，但收缩应力也会随之增大，合适的材料配比是提高粘结强度和耐久性的必要条件；EM的固化放热会对粘结强度产生不利影响，选用合适的固化剂、降低放热温度峰值是提高粘结力的有效途径之一；界面的湿度越大粘结强度越低，合适的表面糙化处理能够提高界面的粘结强度。

　　三、试验结果与讨论

　　1、EM配合比对粘结强度的影响

　　为了考察不同稠度EM对界面粘结强度的影响，通过改变填料与环氧浆材的比例，共设计了5组试验。试验结果见表1。

　　从表1可以看出，随EM稠度的增大，粘结强度也逐渐增大。这是由于EM对混凝土基面的浸润度增加的结果。但是，现有研究成果证明，随着稠度的增大，EM中的浆液相对增多，会导致体系的固化收缩应力增大。因此在考虑界面粘结效果的同时，EM的收缩应力也是一个不容忽视的问题，否则对粘结面的耐久性能会产生不利影响。

表1 EM配合比对粘结强度的影响

填料：环氧	稠度/cm	粘结强度/MPa	破坏类型
2：1	6.8	7.2	内聚破坏
3：1	4.9	6.3	混合破坏
4：1	3.8	5.1	混合破坏
5：1	2.4	3.7	粘结破坏
6：1	1.6	2.2	粘结破坏

　　注：内聚破坏指试验破坏在混凝土试件本体；混合破坏指试验部分破坏在混凝土本体，部分破坏在粘结面；粘结破坏指试验破坏在EM与混凝土的粘结界面。

　　2、不同类型增韧剂对粘结强度的影响

　　为改善EM的脆性常常在其中掺加一些增韧剂。

　　增韧剂分活性增韧剂和非活性增韧剂。两类材料虽然都能够增加体系的柔韧性，但增韧机理截然不同。

　　为论证两类增韧剂对界面粘结力的影响，在其它材料和配比相同的条件下，分别选用活性增韧剂912和常用的非活性增韧剂邻苯二甲酸二丁脂做对照试验，试验结果见表2。

表2 不同类型增韧剂对粘结性能的影响

粘结强度/MPa
试验龄期/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试验结果可以看出，随着龄期的增长掺加非活性增韧剂EM的粘结强度逐渐降低，而掺加活性增韧剂EM的粘结强度略有增加。这是因为：非活性增韧剂虽能够与环氧树脂互相混溶，降低环氧树脂分子之间的相互作用力，对于短期内改善EM固化体系的脆性起一定作用，但是并不与固化剂发生化学反应，只是掺和在环氧树脂高分子骨架之间呈流动的液态。当固化后的EM受到外力压缩或拉伸时，环氧树脂高分子骨架间的二丁酯液滴就会流向压力较小的空间，致使环氧树脂高分子骨架之间形成空隙，造成固化体系抵御外力的能力下降。

　　另外EM中没有参与反应的液态增韧剂会慢慢溢出EM固化体系并挥发掉，时间愈长溢出就愈多，随着液滴的溢出，固化体系骨架之间就会形成空隙，造成EM固化体系的薄弱环节，致使EM机械性能下降的矛盾更加突出，进一步降低EM的粘结性能，并使其热变形温度下降、固化收缩率增大等。这时而活性增韧剂的分子两端各有一个反应性的活性基团，能够与固化剂发生化学反应，将增韧剂分子链段——旋转活化能很低的柔性链参与到环氧树脂的三维网络结构中去。当受到外力而变形时，交联点之间的增韧剂柔性链段就会产生塑性变形，吸收消耗外力能量、提高抗冲击能力，受外力冲击或温度应力时固化结构就会产生屈服，减弱体系的内部应力集中、利于提高粘结性能。

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