1、大筑低溫固化建筑結構結構膠的研制與應用 祝亦霖 李福志 朱天順 禹濱濱 佘晶晶 （武漢大筑建筑科技有限公司）摘 要 大筑低溫固化建筑結構膠可以在10以上固化，由武漢大筑建筑科技有限公司研制，經過工程應用，證明不僅有較好的技術性能，并且有顯著的社會效益和經濟效益。關鍵詞 低溫 建筑 結構 膠粘劑 開發一、 前言建筑結構膠是應用于建筑結構構件及結構工程中粘接的一類化工新型建材的統稱，此類膠粘劑應具有粘接強度高，耐介質、耐老化性能優良，施工工藝好，價格適中，無環境污染等特點。近年來，由于國內改建、改造的建筑逐年增多，建筑結構膠得到了廣泛的應用，取得了顯著的技術與經濟效益。建筑結構膠的應用與現場施工環
2、境密切相關，我國地域遼闊，在秦嶺、黃河以北地區，每年十一月下旬之后氣溫常在0以下。而內蒙古、青海以及廣大東北地區冬季的氣溫更低，目前國內市場上可以在低溫（0-10）下進行施工的建筑結構膠還很少，滿足不了施工的需求，因此，嚴重影響了施工進度與工程質量。為此，武漢大筑建筑科技有限公司對低溫固化建筑結構膠進行了多年的深入研制，現已研制并生產出低溫1號建筑結構膠（0 -5）和低溫2號建筑結構膠（-5 -10），經過反復試驗和應用，所測力學性能和工藝性能均滿足建筑結構的粘結需要。因此投入市場后，立即收到了顯著的社會效益和經濟效益。二、 大筑低溫固化建筑結構膠研制的技術路線1 配方設計要使環氧樹脂膠粘劑能
3、夠在低溫下固化，其配方必須符合以下幾點要求：首先，在主料樹脂上應選擇環氧當量較小，粘度較低的環氧樹脂，最好帶有更為活潑、易與固化劑進行反應的基團；而在固化劑的選擇上要采用既具有親核性或親電性，又有高反應活性的化合物，并且胺值要高些，粘度要低些；同時還要適量使用活性稀釋劑，以確保被粘物表面有良好的浸潤性。除此以外，還應加入一些其他能改進性能的助劑和適當的填料。經過反復的探索與試驗，我們成功的研制出了通用型低溫固化劑，它可以滿足各種結構膠粘劑在0 -10低溫下的施工固化。為此，我們又設計了一種高活性的固化體系： 高活性環氧樹脂硫醇多元胺促進劑。現以低溫碳纖維粘浸膠為例，配方如下：高活性環氧樹脂 1
4、00份DFZ型低溫2號固化劑 3040份活性稀釋劑 510份增韌劑 1525份固化促進劑 510份稠變劑 79份其他助劑 適量 此配方可在-10低溫下進行碳纖維粘貼施工，并有較好的粘接強度。2 原理說明DFZ型低溫固化劑之所以能在-10低溫下較好的固化環氧樹脂，是由于其分子中含有巰基（-SH），其中的活性氫在叔胺類固化促進劑作用下發生了親核加成反應，其基本反應式如下： RSH + NR3 = RS- + R3NH+RS- + CH2-OH-R” RSCH2-CH-R” / | O O-RSCH2-CH-R” + R3NH+ RSCH2-CH-R” + NR3 | | O- OH 這種反應的速度
5、很快，在開始的23小時內環氧基很快消耗完畢，這和有機多元胺固化環氧樹脂的情況有著很大的差別，對比情況見右圖。三、 大筑低溫固化建筑結構膠粘劑的生產工藝流程1 工藝流程甲組分： 原材料檢驗 主樹脂化學改性 填料、增韌劑等加入混合 攪拌均勻 性能測試 包裝待用 乙組分：原材料檢驗 固化劑合成 填料、促進劑等加入混合 攪拌均勻 性能測試 包裝待用 2 工序簡述對所采購的材料先進行性能指標的檢驗，如檢測環氧樹脂的環氧值及粘度，并外觀測定是否清晰、透明，合格后進入下道工序。按配方的組成比例將改性劑加入到環氧樹脂中，在一定的溫度與時間下進行化學改性，測出中間產物性能后，停止反應，降溫備用。將所加的填料助劑
6、與改性后的樹脂按比例加入變速攪拌機中，按操作條件進行均勻攪拌。乙組分工序與甲組分相似，只是主固化劑在反應釜內合成而得，其他工序基本一致。甲、乙組分按比例調配進行強度測試，合格后方可作為甲組分成品入庫。四、 大筑低溫固化建筑結構膠粘劑的性能碳纖維粘浸膠粘鋼膠灌注粘鋼膠特 點白色半透明蠟狀膏體，不流淌，不沉淀，滲透性強，施工方便。白色稠狀膏體，不流淌，不沉淀，粘結性強，施工勻和性好。粘度低，粘結強度高，可操作時間長。粘膠碳纖維抗拉強度 (Mpa)室溫下3500-10下3000鋼-鋼粘結抗剪強度 (MPa)室溫下242326-10下141316鋼-鋼粘結抗拉強度 (MPa)室溫下363438-10下
7、272630鋼-混凝土粘結抗拉強度(MPa)室溫下C80混凝土破壞-10下C80混凝土破壞操作時間（以100克為例）-1090min120min90min固化時間3d3d4d循環凍融試驗-10冷凍，在室溫20解凍，1000h40次，抗剪強度不下降。注：以上強度數值均為14d 所測。五、 幾種固化劑在低溫下固化時的性能對比固化劑胺值mgkOH/g用量（g/100gE？）固化條件抗剪強度MPa抗拉強度MPa聚酰胺651410204060-1011810480202545-1031DFZ450203040-101226六、 大筑低溫固化建筑結構膠的用途和應用1. 主要用途：（1） 于溫度0 -10之
8、間的混凝土構件、磚石構件的粘貼鋼板、碳纖維布或植筋等加固與改造工程。（2） 用于溫度0 -10之間的各種承重、非承重螺栓與混凝土、磚石的錨固。（3） 用于溫度0 -10之間的混凝土構件、磚石構件、木構件、金屬構件的粘結和缺陷修補。（4） 用于溫度0 -10之間的道路、橋梁的修補與粘結。2. 典型加固工程實例：（1） 漢某大型體育場，經過長時間的環境影響和機械作用，使看臺板鋼筋大部分銹蝕，底部混凝土風化開裂，承載力嚴重下降，需采用建筑結構膠粘劑補強和預應力外張拉加固。施工到12月份時，平均溫度在3 -2左右，采用WDZ型低溫結構修補膠進行修補，修補面積達7000m2，經測試，強度完全符合要求，補
9、強效果令人滿意。（2） 山東青島某隧洞工程，由于地處破碎帶，塌方次數多，大面積使用錨桿加固，錨桿達1000根。當時施工溫度為-5，采用大筑低溫2號植筋膠，錨桿直徑為25，錨深500mm。經法定檢測單位對錨桿現場拉拔試驗，拉拔強度均達到屈服階段，錨固混凝土及粘結面均未見異常。（3） 太原導彈發射基地4號橋梁加固工程，采用碳纖維布在橋板底面粘貼進行強度加固。由于正值冬季，橋面附近氣溫低至-9，于是采用大筑低溫碳纖維粘浸膠進行粘貼。經檢測，其補強效果很好，該工程現已完工二年，可同時通過4輛120噸載重汽車。（4） 北京兵器大廈，由大廈改成餐廳、梁、柱粘貼鋼板加大承載力。因正值冬季，施工溫度為-4左右
10、，采用大筑低溫粘鋼膠，14天后，經測試，強度符合要求，效果令人滿意。（5） 北京銀都中心，選用碳纖維布在梁下粘貼加固，施工現場氣候惡劣，氣溫只有-6，采用大筑低溫碳纖維膠進行補強，經測試，補強效果很好。（6） 吉林長春機場，鉆孔植筋，氣溫低，達到-10，采用低溫植筋膠后，鋼筋拉拔強度均達到屈服階段。大筑低溫固化建筑結構膠在全國各地大量應用均收到了較好的效果。七、 結語 大筑低溫固化建筑結構膠是一新型膠種，其性能優良，使用方便，可以在-10的低溫時使用，并且具有較高的粘結強度，保證了施工進度和工程質量；用于冬季對各種建筑物進行加固補強、堵漏、防水等的施工，具有重大的經濟意義。若將其稍稍改進，還可以作為室溫下快速固化的建筑結構膠粘劑應用。因此，大筑低溫固化建筑結構膠具有較高的市場價值，應盡快地推廣于社會，造福于人民。5
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