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环氧树脂的特性及其在工程建设中的应用
 

    慧聪涂料原料网讯:摘要:环氧树脂经固化后有许多突出的优异性能,加入不同的辅助材料可起到不同的作用。在工程建设中,由环氧树脂与辅助材料按一定的配料工艺配制而成的环氧砂浆与环氧混凝土等,可对混凝土裂缝、预制混凝土的断裂部分进行补强处理。环氧树脂材料在施工中应注意的事项。

    魏淑红(甘肃建筑职业技术学院,甘肃兰州730050)

    关键词:环氧树脂性能;实际应用;施工注意事项

    1·概述

    环氧树脂是一种高分子合成材料。经固化后的环氧树脂有许多突出的优异性能,如对各种材料特别是对金属的黏着力很强、有很强的耐化学腐蚀性、力学强度很高、电绝缘性好等。此外,环氧树脂在未固化前是呈热塑性的线型结构,使用时必须加入固化剂,只有通过固化才能形成固体高分子,才能显示出它的特性,同时它可以在相当宽的温度范围内固化,而且固化时体积收缩小。故广泛应用于各个工程部门,诸如机械、电气、交通、化工、土木及国防工程等。环氧树脂的种类繁多,常用的是双酚A型环氧树脂。

    目前,环氧树脂已广泛应用于工程建设中,因其制成品具有良好的物理机械性能,在实际应用中,根据不同用途加入一定数量的不同辅助材料(如增韧剂、稀释剂、促凝剂等),可提高环氧树脂的性能和扩大它的应用范围。在工程建设中主要是将环氧树脂配制成环氧砂浆、环氧混凝土、环氧胶泥、环氧涂料以及环氧树脂灌浆材料等,用于混凝土裂缝修补、新老混凝土黏结、防渗、防冲刷、防腐、固结岩石裂缝、填补混凝土的缺陷(如蜂窝或沟洞等)。

    2·环氧树脂在工程建设中的应用

    数十年来,随着我国石油化工工业的发展及环氧树脂品种的增多,它在工程实际中的应用范围也逐渐扩大。下面详细介绍两个环氧树脂在工程建设中的应用实例。

    2.1用环氧砂浆对混凝土裂缝进行补强处理

    2008年,三电工程一泵站混凝土防水侧墙发生裂缝,导致泵房内渗水,缝长2.54m,经拟定采用环氧树脂砂浆进行补强处理,具体操作程序如下。

    2.1.1环氧砂浆的配合比与配制方法

    首先我们根据有关试验成果选一组环氧砂浆的配合比,例如取E—42#环氧树脂100g、690#活性稀释剂20g、304#聚酯树脂30g、间苯二胺16g、砂600g、石英粉200g。先将环氧树脂与间苯二胺分别隔水加温至70℃~80℃。然后将融化了的间苯二胺倒入环氧树脂热流体中,拌和均匀。于此同时,将690#活性稀释剂与304#聚酯树脂进行拌和搅匀,最后将两者混合,并搅拌均匀,即成环氧基液。将所配制的环氧基夜倒入含有已拌匀的填料(石英粉与黄砂)的拌和锅中,并进行充分拌和,直至每个填料颗粒包含环氧基液为止,即成环氧砂浆。此环氧砂浆的3天抗压强度640kg/cm2、抗拉强度77kg/cm2。

    2.1.2混凝土裂缝的修补

    (1)老混凝土的处理

    用环氧材料修补混凝土裂缝时,老混凝土面应先进行凿毛处理,以增加黏结力,为此沿缝凿嵌槽,并与凿毛工艺结合进行。嵌槽系用人工手钎,要求平整而粗糙,嵌槽的形状多为“V”形,其深度和宽度視裂缝大小而定。嵌槽凿好后,用钢丝刷刷去石粉、混凝土面的松动颗粒及污泥,然后用清水冲洗净。(若混凝土内有油污,则可用丙酮、甲苯、二甲苯等有机溶剂洗净),最后将嵌槽进行干燥,鉴于蜗壳内潮湿且嵌槽内局部地方有渗水,故用喷灯、高温灯泡等烘燥工具将嵌槽内水分烘干、吹燥。对有渗水地方,则用水泥水玻璃阻水,然后干燥,否则将影响黏结力。

    (2)修补工艺

    老混凝土处理后即进行修补工艺,先在槽内用油漆刷涂刷一道环氧基液(即不加填料的环氧胶黏剂)其厚度控制在1mm之内,涂刷基液要求均匀全面,洼洞及槽侧不可疏忽,然后在槽内回填环氧砂浆。回填时要注意充分捣实抹平,最后再涂刷一道环氧基液。由于环氧砂浆自重大,且部分嵌槽处于立面或顶面位置,往往发生回填材料的蠕动或流淌现象。为此,用贴有塑料薄膜或废纸的木板加以支撑稳定,待硬化拆模后,再涂一层环氧基液。

    为了增加修补面的黏结强度、抗拉强度及耐水流冲刷能力,用环氧基液黏贴玻璃丝布1~2层,玻布的黏贴宽度:15~45cm。黏贴的方法分二种:无模板支撑的在回填环氧砂浆后即进行黏贴,有模板支撑的在拆模后进行黏贴,如硬化后的回填砂浆面不平整,就在砂浆面上涂抹一层2~3mm的环氧水泥再行黏贴。黏贴时先在砂浆面涂一道环氧基液,然后黏贴一层玻布,再涂一道环氧基液。如要黏贴第二层玻布,则在已涂刷环氧基液的玻布面下黏贴第二层玻布,最后再涂刷一层环氧基液。黏贴玻布的宽度必须大于回填砂浆面。黏贴玻布时要注意贴实、括平,避免玻布内存有气泡。

    (3)养护

    裂缝采用环氧胶黏剂修补后,要进行养护硬化。环氧砂浆的硬化较快,室温下24h可达强度的80%~90%,3~7d即可硬化完全。硬化时间与温度有关,温度高,硬化时间短,反之硬化时间长;在较高温度下养护硬化,能保证树脂的机械强度与各种性能。一般的养护温度控制在15~35℃。养护硬化时应避免雨、水侵入,以免影响施工质量。

    2.2用环氧混凝土修复断裂的混凝土预制件

    西电工程碱沟渡槽在施工吊装中有个别单排架发生断裂,针对环氧树脂材料具有强度高、黏结力大、工期短和施工方便等特点,采用环氧混凝土修补断裂的排架。具体施工方法如下:

    (1)环氧混凝土的配合比

    修补所采用的环氧混凝土配合比为:E—42#环氧树脂100g、二丁酯25g、已二胺12g、水泥150g、砂子450g、石子120g。配合比中所采用的砂石料均经过筛洗,砂子的粒径为0.3~0.6mm,石子的粒径为10~30mm,并进行烘炒干燥。

    (2)涂抹前工作面的处理

    首先将老混凝土断裂部位的松散混凝土全部凿除,并开挖成倒梯嵌槽,槽底的宽度为3~5cm,深为7~15cm。槽口的宽度視断裂情况而定,一般为5~10cm。

    凿好后嵌槽要吹洗干净,并将水气烘干。在排架混凝土肢柱侧向或地面嵌补时,为防止流淌,用内壁贴垫塑料薄膜或涂上脱摸剂的模板支撑,以利脱摸。

    (3)修补方法

    先按上述配合比称取E—42#环氧树脂,然后加入二丁酯,并搅拌均匀,最后加入已二胺硬化剂,再搅拌均匀至乳白色环氧基液。

在已配好的基液中掺入拌匀的水泥和砂石料混合物,并搅拌均匀,即成环氧混凝土。

    修补时先将环氧基液用刷子或毛笔均匀的涂抹在修补面上,涂刷要注意凹凸不平处的占浆,不可漏涂,涂层的厚度不宜过厚,否则在浇捣上层环氧混凝土时易产生气泡和流淌。凡已涂抹环氧基液的修补面,必须及时浇捣环氧混凝土,否则基液即将固化,影响黏结力。然后分层浇捣环氧混凝土。在浇捣时必须边回填边捣压密实,直至冒浆。

    补强的排架在常温20~25℃下干燥养护3d,拆模后即行吊装,现已运行多年,经现场观察未发现异常,效果良好。

    3`环氧树脂材料在施工中应注意的事项

    环氧树脂是一种新型的粘结材料,其原材料种类较多,操作方法上较一般材料复杂,在物理性能与施工质量上又受外界条件的影响,特别是所采用的原材料均是化学品,对人体均有不同程度的刺激性与影响。因此,在施工时必须注意各个程序的操作,以保证施工质量,减少材料浪费和确保人生安全。为此,应注意如下几点:

    (1)环氧材料一般为化工产品,不同用量及不同外界条件会产生不同结果,故必须严格控制称量。尤其应注意环氧树脂与固化剂的用量比例。此外,在操作时还应注意控制材料温度、操作程序和拌和的均匀性。

    (2)配料时所采用的原材料应贴有标签,且勿搞乱,否则造成浪费或质量事故,操作过程中严格注意材料的纯洁,且勿使油、水等杂质混入,以免影响质量。

    (3)环氧树脂当加入硬化剂时,随之开始化学反应,并产生热量。反应中所产生的热量如难于散发会进一步促进反应,甚至迅速聚凝与暴聚。因此,配料时所采用器皿宜广口浅底,易于散热,并不断搅拌,同时,每次备料不应太大,应小于500g环氧树脂的配料,视工程量大小随配随用。已配制好的料要在一定时间内用完,一般室温下可使用1~2h左右,否则逐渐硬化,影响黏结力。

    (4)除了水下黏结和掺有亲水材料的配合比可用于潮湿面粘结外,其他所配制的环氧材料都应于干操环境中进行施工,否则将影响黏结力,工作面的表面处理不应马虎,否则会同样影响施工质量。

    (5)施工操作必须注意人生安全,凡施工操作者必须戴用劳保用品(工作服、口罩、手套等),避免与环氧材料直接接触。手套宜用塑料薄膜制品及橡胶制品,以免药物渗透。人体与环氧材料接触后,可用工业酒精、肥皂与清水多次洗净,严禁用甲苯、丙酮等有机溶剂清洗,施工中,凡有皮肤过敏,或其他不良现象(呕吐、头昏、食欲不良)者,应立即停止操作,并应到医疗部门进行检查。

    (6)环氧原材料均系有机化合物,并易于挥发。因此施工操作现场必须通风,避免有害气体的影响。同时所采用原材料大都是易燃品,故严禁烟火,并应严格注意防火。

    参考文献:

    [1]中国水利水电科学研究院DL/T5193-2004.环氧树脂砂浆技术规程[S].北京:中国电力出版社,2005.

    [2]陈平,刘胜平.环氧树脂[M].北京:化学工业出版社,1999.

    [3]徐修成.高分子工程材料[M].北京:航空航天大学出版社,1990.

 
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