环氧树脂掺量对环氧砂浆性能的影响

(云南建投绿色高性能混凝土有限公司ꎬ云南　昆明　６５０５０１)

摘　要:环氧树脂是一种分子结构中含有２个或２个环氧基团以上的有机化合物ꎮ在混凝土修补时加入环氧树脂砂浆具有粘结性好、韧性好、强度高等优点ꎬ可广泛用于建筑施工中ꎮ本文首先对混凝土修补剂研究的意义进行了分析ꎬ然后科学地选择了环氧树脂砂浆材料ꎬ并针对不同的环氧树脂掺表１

材料名称环氧树脂固化剂增韧剂环氧树脂基液配合比

化学名称６１０１乙二胺二丁酯配合比/ｇ６~８１００

吴东林

１０~２０量对环氧树脂性能产生的影响进行了分析和探讨ꎬ确定出了最佳掺量ꎬ保证了环氧砂浆性能ꎬ可供相关人士参考ꎮ关键词:混凝土修补ꎻ环氧树脂砂浆ꎻ配合比中图分类号:ＴＵ５７８.１

文献标志码:Ａ

文章编号:１６７２－４０１１(２０１８)０７－０００９－０２

１　ＤＯＩ:环氧树脂砂浆在混凝土修补中的应用

１０􀆰３９６９/ｊ􀆰ｉｓｓｎ􀆰１６７２－４０１１􀆰２０１８􀆰０７􀆰００４

随着人们对混凝土修补剂应用的不断深入ꎬ环氧树脂砂浆作为一种混凝土修补剂ꎬ可用来修补混凝土表面ꎬ也可作为粘结剂ꎮ能将锚杆在混凝土中的钢筋、螺栓和锚钉固定到砂浆、混凝土和岩石表面ꎬ而且能提升灌注混凝土的抗压强度

[１]

以用来修复孔隙和剥落ꎮ如果掺入烘干的集合料ꎬ从而形成覆盖层ꎬ能使该粘结树脂生成砂浆ꎬ使混凝土缺陷得ꎬ

到改善ꎮ

２　环氧树脂砂浆试验材料的选择

环氧树脂砂浆的主剂为环氧树脂、固化剂、固化促进剂、稀释剂、增韧剂、填料、偶联料ꎮ试验所用试剂及原材料包括:Ｅ－４４型环氧树脂、环氧专用稀释剂、无水乙二胺(固化剂)二丁酯(增韧剂)云南东骏Ｐ.Ｏ４２.５水泥、云南晋宁人工砂ꎮ

３　试验过程

３.１　配制环氧树脂水泥砂浆

环氧树脂水泥砂浆的配制流程如下:①将环氧树脂加热至４０℃~６０℃ꎬ使其熔化ꎻ②先向环氧树脂中加入稀释剂ꎬ搅拌均匀ꎬ然后加入增韧剂二丁酯ꎬ搅拌均匀ꎻ③向②所得溶液中加入固化剂乙二胺ꎬ搅拌均匀ꎬ从而得到环氧基液ꎻ④将水泥和砂搅拌均匀ꎬ预热至２０℃~２５℃ꎻ⑤将环氧基液加入到３预热的填料中.２　确定环氧树脂基液的配合比

ꎬ搅拌均匀ꎬ最终得到环氧砂浆[２]ꎮ

通过查阅大量文献和相关资料ꎬ以及依据«环氧树脂砂浆技术规程»(ＤＬ/Ｔ５１９３—２００４)ꎬ本次试验中ꎬ每１００ｇ环氧树脂各种材料的用量为ｇꎬ即环氧树脂基液配合比为:稀释剂１５ｇꎬ二丁酯稀释剂１７:ｇꎬ二丁酯乙二胺:乙

８二胺＝１∶０.１５∶０.１７∶０.０８ꎮ

ꎬ环氧树脂:设计环氧树脂基液配合比如表１所示ꎮ

收稿日期:２０１８－０２－０５

作者简介:吴东林(１９８８－)ꎬ男ꎬ云南曲靖人ꎬ本科ꎬ主要从事建筑材料研究工作ꎮ

稀释剂

环氧专用

１５~２０

４　结果与讨论

４.１　不同环氧树脂掺量对环氧砂浆基本性能的影响４.１.１　Ｃ∶Ｓ＝表２

Ｃ∶Ｓ＝１∶３.１∶５３.５环氧砂浆

Ｃ∶环氧砂浆的基本性能试验数据见表Ｓ＝１∶３.５环氧砂浆基本性能

２ꎮ

环氧表观密度稠度１

稠度掺量/％/２分层度放热温度峰/℃１/(ｋｇ􀅰ｍ２－３)/７５ｍｍ３６４ｍｍ５２２８７６３４９１１４８１４３２.３３.４.１.７

２１６２２　Ｃ∶Ｓ２１５２＝１４２

６２６０

４７

１３１２

３３.８９４３４.２

表３

Ｃ∶Ｓ＝１∶３１∶环氧砂浆的基本性能试验数据如表３环氧砂浆

Ｃ∶Ｓ＝１∶３环氧砂浆基本性能

３所示ꎮ

环氧表观密度稠度稠度掺量/％－３

１

分层度放热温度峰/℃１/(ｋｇ􀅰ｍ)/７５ｍｍ/２３２４７５９ｍｍ１６３３.５２２６４４６４０３３.４７

２１６４７２１６２１５４

４５

３９４０

６６

３３.７４.１.３　３２.６２

表４

Ｃ∶ＳＣ∶＝Ｓ＝１∶２.１∶５２.５环氧砂浆

Ｃ∶环氧砂浆的基本性能试验数据见表Ｓ＝１∶２.５环氧砂浆基本性能

４ꎮ

环氧表观密度稠度分层度放热温度峰/℃０(ｋｇ􀅰ｍ－３)稠度/６７ｍｍ１

掺量/％//３２２２５８４４５６ｍｍ２１１３２.５４３３４１０３４.２７

２１６９不同环氧树脂掺量对环氧砂浆抗压２１６５１５０

４２

３３３５

９、抗折强度的影响

８

３３.２４.２　３２.１７

抗压试验ꎬ使用的是７０.７ｍｍ×７０.７ｍｍ×７０.７ｍｍ的三联模ꎬ每一个不同配比下取５组试模ꎮ

抗折试验ꎬ使用的是４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍ的水泥胶砂标准试模ꎬ每一个不同配比下取５组试模ꎮ

４.２.１　Ｓ＝１∶１)Ｃ∶Ｃ∶３.ＳＳ＝＝１∶１∶３３..５５环氧砂浆抗压强度如图环氧砂浆抗压、抗折强度

１所示ꎮ对于Ｃ∶２８早期强度ｄ３９.９５ꎬＭＰａꎬ２８水泥砂浆的抗压强度后期强度均比水泥砂浆低ｄ强度增长率为ꎬ３ｄ４０.２０.ꎬ且随环氧掺量的增大５％０ＭＰａꎬ７ꎮ对于环氧砂浆ｄ２８.４ＭＰａꎬꎬ

ꎬ其强度越来越低ꎮ但环氧砂浆的后期强度增长较快ꎮ环氧树脂掺量为１％时ꎬ环氧砂浆抗压强度为:３ｄ１７.５ＭＰａꎬ７ｄ

􀅰９􀅰

２２.７ＭＰａꎬ２８ｄ３６.８ＭＰａꎬ２８ｄ抗压强度增长率为６２.１％ꎮ可满足设计及施工要求ꎮ

当环氧掺量为３％时ꎬ环氧砂浆抗折强度为:３ｄ２.９ＭＰａꎬ７ｄ５.２ＭＰａꎬ２８ｄ６.４ＭＰａꎬ后期增长率为２３.１％ꎬ与水泥砂浆相差不大ꎮ可满足设计及施工要求ꎮ４.２.３　Ｃ∶Ｓ＝１∶２.５环氧砂浆抗压、抗折强度

１)Ｃ∶Ｓ＝１∶２.５环氧砂浆的抗压强度分析ꎬ如图５所示ꎮＣ∶Ｓ＝１∶２.５水泥砂浆的抗压强度为:３ｄ２７.９ＭＰａꎬ７ｄ３１.６ＭＰａꎬ２８ｄ３５.２ＭＰａꎬ后期强度增长率为１１.７％ꎮ对于环氧砂浆ꎬ强度比水泥砂浆稍低ꎮ同龄期的环氧砂浆ꎬ环氧树脂掺量为１％、３％、５％时ꎬ抗压强度变化不大ꎻ而环氧树脂掺量为７％的环氧砂浆早期强度较高ꎮ

当环氧树脂掺量为７％时ꎬ环氧砂浆的抗压强度为:３ｄ２６􀆰９ＭＰａꎬ７ｄ２９.９ＭＰａꎬ２８ｄ３０.２ＭＰａꎬ后期强度增长率为２)Ｃ∶Ｓ＝１∶３.５环氧砂浆抗折强度如图２所示ꎮ３ｄ∶４.４ＭＰａꎬ７ｄ５.４ＭＰａꎬ２８ｄ６.６ＭＰａꎬ２８ｄ强度增长率为２２.２％ꎮ对于环氧砂浆ꎬ抗折强度相对水泥砂浆较低ꎬ３ｄ强度随环氧图１　Ｃ∶Ｓ＝１∶３.５环氧砂浆抗压强度

掺量增大而降低ꎬ７ｄ强度相差不大ꎬ但２８ｄ强度增长较快ꎮ

ＭＰａꎬ２８当环氧掺量为及施工要求ｄ６.ꎮ

８ＭＰａꎬ３％后期强度增长率为时ꎬ抗折强度为:３３８.ｄ８％２.９ꎮＭＰａꎬ７可满足设计ｄ４.９图２　Ｃ∶Ｓ＝１∶３.５环氧砂浆抗折强度

４.２.２　Ｃ∶Ｓ＝１∶３环氧砂浆抗压、过分析后可得１)Ｃ∶Ｓ＝１∶ＭＰａꎬ７ꎬＣ３环氧砂浆的抗压强度分析抗折强度

∶Ｓ＝１∶３水泥砂浆抗压强ꎬ如图３所示ꎮ经对于环氧砂浆ｄ２８.５ＭＰａꎬ２８ꎬ随环氧掺量增大ｄ３０.２ＭＰａꎬ度为:３ｄ２６.２

ꎬ３后期强度增长率为ｄ强度降低明显ꎬ２８６.３％ｄ强ꎮ度基本保持不变ꎮ

９当环氧掺量为１％时ꎬ抗压强度为:３ｄ２０.４ＭＰａꎬ７ｄ２３.砂浆略低ＭＰａꎬ２８ꎬｄ而２４.７２ｄꎬ２８ＭＰａꎬｄ后期增长率为强度差距不大１.ꎮ７％可满足设计及施工ꎬ３ｄ强度比水泥要求ꎮ

图３　Ｃ∶Ｓ＝１∶３环氧砂浆抗压强度

６.析可得２)Ｃ∶:Ｃ∶ＳＳ＝＝１∶１∶３环氧砂浆的抗折强度分析３水泥砂浆的抗折强度为ꎬ:３如图ｄ４.４９所示ＭＰａꎬ７ꎮ分ｄ

浆０ＭＰａꎬ２８ｄ７.４ＭＰａꎬ后期增长率为２３.３％ꎮ对于环氧砂ｄꎬ２８ꎬ随环氧掺量的增大ｄ强度逐步增大ꎬ环氧掺量为ꎬ３ｄ强度受影响最大１％时ꎬ强度最低ꎬ越来越低ꎮ

ꎻ而７图４　Ｃ∶Ｓ＝１∶３环氧砂浆抗折强度

􀅰１０􀅰

１１.３％ꎬ与水泥砂浆相差不大ꎮ可满足设计及施工要求ꎮ

图５　Ｃ∶Ｓ＝１∶２.５环氧砂浆抗压强度

７.析可得２)Ｃ∶:Ｃ∶ＳＳ＝＝１∶１∶２.２.５５环氧砂浆的抗折强度水泥砂浆的抗折强度为ꎬ如图:３ｄ５.６４所示ＭＰａꎬ７ꎮ分ｄ

２９.２ＭＰａꎬ２８ｄ９.５ＭＰａꎬ均比环氧砂浆高ꎬ下降趋势３％ꎮ对于环氧砂浆ꎬ７ｄ强度略有提高ꎬ随环氧树脂掺量的增大后期强度增长率为ꎬ２８ｄ强度基本保持不变３ｄꎮ

强度呈ＭＰａꎬ７当环氧树脂掺量为３％时ꎬ环氧砂浆抗折强度为:３ｄ４.为４６.７％ｄ６.ꎬ２４.６ＭＰａꎬ２８２％ꎬ与水泥砂浆相差不大ｄ８.２ＭＰａꎬ早期ꎬ后期强度增长率分别５ꎮ可满足设计及施工要求ꎮ

图６　Ｃ∶Ｓ＝１∶２.５环氧砂浆抗折强度

５　结　论

综上所述ꎬ通过分析后发现ꎬ当Ｃ∶Ｓ为１∶２.５时ꎬ环氧树脂砂浆的骨胶比为２.５ꎬ掺入环氧树脂量为７％时ꎬ抗折强度、抗压强度和粘结强度非常高ꎬ凝结时间也能达到施工要求ꎮ本次试验得到的最佳环氧砂浆的掺入树脂量为７％ꎬ即每６４３ｍ３使用到的各类原料用量分别为环氧树脂６３ｋｇ、人工砂为５.ｋｇ、０ｋｇꎬ水泥二丁酯为２５７ｋｇꎬ环氧树脂专用稀释剂为１０.７ｋｇꎬ在实际施工时可根据实际施工９.５ｋｇꎬ乙二胺情况对砂和水泥的配比进行适当的调整ꎮ[ＩＤ:００６３００]

参考文献:

[１]　徐奎生庆交通大学.环氧树脂乳液改性水泥砂浆性能的研究ꎬ２０１２.

[Ｄ].重庆:重[２]　张晓华筑材料ꎬꎬ２０１６ꎬ４３(５):２３朱华ꎬ陈晓龙.环氧砂浆性能影响的研究－２５ꎬ２９.[Ｊ].新型建