聚脲用混凝土环氧树脂基层处理剂的研究.pdf
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1、全 国中文核心期刊 杆癯 建蟓 中 国 科 技 核 心 期 刊 聚腺用混凝土环囊秘盛 基层处理剂瞻硼夯 李红英, 王新锋, 王逸柳 , 段文锋 ( 北京东方雨虹 防水技术股份有限公司, 北京 1 0 1 3 0 9 ) 摘要: 合适的固化剂和活性增韧剂是聚脲用混凝土环氧树脂基层处理剂的关键, 以固含量 7 O 的环氧底涂和固含量为 1 0 0 的环 氧砂浆作为聚脲防护工程中混凝土基层处理剂, 聚脲与混凝土 的粘接拉拔强度、 剥离强度 以及粘接抗衰减性能优 良; 经多次干湿循环 、 温湿循环、 9 1 2h人工加速老化后, 聚脲与混凝土仍具有较高的粘接拉拔强度和剥离强度 , 远优于高铁聚脲防护技
2、术指标要求 。 关键词: 聚脲; 基层处理; 环氧树脂; 底涂; 修补砂浆 中图分类号: T U 5 6 + 1 6 5 文献标识码: A 文章编号: 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 2 ) 0 1 0 0 6 8 0 5 Th e s t u d y o f e p o x y t r e a t i n g a g e n t f o r s p r a y p o l y u r e a a n d c o n c r e t e i n t e r f a c e L I H o n g y i n g , WA NG Xi n f e n g , WA NG Y i l
3、 i u , DU A N We n f e n g ( B e i j i n g O ri e n t a l Y u h o n g Wa t e r p r o o f T e c h n o l o g y C o L t d , B e i j i n g 1 0 1 3 0 9 , C h i n a ) Ab s t r a c t : A p p r o p r i a t e c u ri n g a g e n t a n d l i v i n g t o u g h e n i n g a g e n t a r e k e y s f o r p o l y u r
4、 e a c o n c r e t e b a s e c o u r s e t r e a t i n g a g e n t U s i n g e p o x y p rime r o f a b o u t s o l i d c o n t e n t 7 0 a n d e p o x y r e p a i r mo r t a r o f h i g h s o l i d c o n t e n t 1 0 0 a s c o n c r e t e b a s e c o u r s e t r e a t i n g a g e nt d u r i n g p o
5、l y u r e a p r o t e c t i ng e n g i n e e rin g , i t S b e s t for p u l l i n g b o n d s t r e n g t h, p e e l s t r e n gth a n d a d h e s i o n a n t i f a d i ng p r o p e r t y o f c o n c r e t e an d p o l y u r e a T hrou g h a l o t s we t d r y , t e mp e r a t u r e h u mi d i t y
6、c i r c l e s a n d 91 2 h o u rs a r t i fi c i a l we a t h e r i n g t e s t s , i t S s t i l l b e t t e r for p u l l i n g b o nd s tr e n gth , p e e l s t r e n g t h o f c o n c r e t e an d p o l y u r e a , wh i c h i s mu c h h i g h e r t h a n t e c h n i c al s t a n d a r d s o f h
7、i g h s p e e d r a i l p o l y u r e a p r o t e c t i n g Ke y wo r d s : p o l y u r e a ; b a s e c o u r s e t r e a t i n g ; e p o x y r e s i n ; p ri m e r ; r e p a i r m o rt a r 喷涂聚脲弹性体技术是国外近 l 0 年来,继高固体份涂 料、 水性涂料、 辐射固化涂料、 粉末涂料等低( 无) 污染涂装技 术之后, 为适应环保需求而开发的一种新型无溶剂、 无污染的 绿色施工技术, 是结构防水技术的重大
8、进步和最新发展。 聚脲 技术将聚脲的优异性能和快速喷涂、 现场固化的施工技术有 机地结合在一起, 使其在工程应用中显示出无可比拟的优越 性。 聚脲技术在中国奥运场馆、 京津高速铁路、 京沪高速铁路 等大型基础设施建设中的应用, 得到了世界各国材料界和工 程界的高度评价。 但由于喷涂聚脲弹性体数秒内凝胶固化、 几分钟即可达 到步行强度, 所以对基层的湿润性差, 严重影响聚脲与基材 的附着力。为了能最大限度地发挥聚脲涂料的性能优势, 提 收稿 日期: 2 0 1 1 - 1 1 - O 1 作者简介: 李红英, 女, 1 9 7 5 年生, 湖南武冈人, 高级工程师, 博士。 地 址 : 北京市顺
9、义区顺平路沙岭段 甲 2号, E m a i l : l i h y y u h o n g c o n c n 。 6 8 新型建筑材料 2 0 1 2 1 高聚脲涂层与基材的附着力,在混凝土上应用必须使用专 门的基层处理剂 。 】 。 基层处理剂主要有3 个作用: 一是快速 渗入混凝土基层表面, 对混凝土基材进行加固补强, 有效提 高混凝土表面的强度;二是封闭混凝土底材表面毛细孔中 的空气和水分, 避免聚脲涂层喷涂后出现鼓泡和针孔现象; 三是可以起到胶粘剂的作用, 提高聚脲涂层与混凝土底材的 附着力, 提高长效防护效果。 混凝土基层处理剂主要包括底涂 和修补砂浆, 其中底涂对混凝土毛细孔进
10、行有效封闭和补强, 修补砂 浆对混凝土针眼 进行有效封堵, 两者协同 作用, 效 果显 著持久 。 由于环氧树脂分子链中有大量的极性羟基和醚键,使其 对各种 物质具有很高的 粘附 力,同 时 环氧树脂固化时的 收缩 性低, 产生的内应力小, 这有助于提高粘附强度。 此外, 一般的 环氧树脂底涂黏度低, 渗透性好, 可有效封闭毛细孔; 固化快, 可在5 4 0 内正常固化; 耐化学性强, 能经受绝大多数化学 介质的侵蚀; 与底材的适应性强, 附着力好, 粘接力高。因此, 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 李红英, 等: 聚脲用混凝土环氧树脂基层处理剂的研究 环氧树脂
11、常用作混凝土高效封闭底涂使用。 而传统的环氧基层处理剂成膜后的脆性较大5 - 7 , 很难与 喷涂聚脲防水层持续有效的粘接, 聚脲与混凝土粘接有衰减, 尤其是剥离强度降低比 较明显,从而加速聚脲防水层整体失 效。 因此, 确保聚脲与混凝土持续有效粘接的聚脲专用混凝土 基层处理剂, 能提高聚脲的长效防护效果, 具有很强的实际意 义和应用价值。 1 试验 1 1 试验原料 液体双酚A型环氧树脂: 工业纯, 中石化巴陵石化公司; 6 9 2 环氧树脂活性稀释剂( 苄基缩水甘油醚) , 6 6 9 ( 乙二醇二 缩水甘油醚) : 蓝星化工新材料无锡树脂厂; 活性增韧剂, 工业 纯, 陶氏 化学公司;
12、促进剂D M P 一 3 0 2 、 4 、 6 一 三( 二甲 氨基甲 基) 苯酚1 : 无锡惠启泰电子材料有限公司, 自增韧固化剂 1 , 自制; 数种常用环氧固化剂: 均为工业纯的市售产品。 1 2 试验仪器 拉拔仪: P o s i t e s t A T自 动型液压拉拔仪, D e F e l s k o C o r p o r a t io n ; 拉力机: C M T 6 1 0 4 微机控制电 子万能试验机, 美斯特 工业系统( 中国) 有限公司; 老化箱: Q S u n X e 一 3 氙灯试验 箱, Q - L a b C o r p o r a t i o n 。 1
13、- 3 试验制备 1 - 3 1 环氧树脂基层处理剂的制备 聚脲用混凝土环氧树脂基层处理剂包括环氧树脂底涂和 环氧树脂基层修补砂浆2 种。 环氧树脂底涂: 以液体双酚A型环氧树脂、 活性稀释剂、 特殊活性 增韧剂、 固化剂、 促进剂以 及溶剂等经合适工艺 制成 聚脲用混凝土环氧树脂底涂。 环氧树脂基层修补砂浆: 以 液体双酚A型环氧树脂、 活 性稀释剂、 特殊活性增韧剂、 固化剂、 促进剂以及填料等, 经合 适工艺制成聚脲用混凝土环氧树脂基层修补砂浆。该产品不 添加任何溶剂, 固含量1 0 0 , 可厚涂。 1 3 2 试件制备 ( 1 ) 仔细处理砂浆基面, 打磨, 吹灰, 不得有浮面灰尘,
14、 并 确保干净、 干燥、 平整; ( 2 ) 涂刷环氧树脂底涂, 用量约0 2 k g m 2 ; ( 3 ) 在环氧树脂底涂涂刷6 2 4 h 内 涂覆环氧树脂基层修 补砂浆f 砂浆的固含量为 1 0 0 , 其中液料与石英砂 ( 8 0 1 2 0 目 ) 的配比为 1 : 1 1 I 用量0 5 k g m ; ( 4 ) 在砂浆涂刮6 2 4 h 内喷涂聚脲, 聚脲厚度1 5 2 0 m m ; ( 5 ) 试件制作和养护条件为标准试验条件: 温度( 2 3 2 ) , 相对湿度( 6 0 1 5 ) , 养护7 d 。 1 4 性能测试方法 1 4 1 表干和实干时间 按G B T
15、1 7 2 8 1 9 8 9 漆膜、 腻子膜干燥时间测定法 进 行测试。 1 _4 2 粘接拉拔强度 按G B F F 1 6 7 7 7 -2 0 0 8 建筑防水涂料试验方法 中第7 章 A法进行试件制作, 用拉拔仪进行拉拔粘接测试。 水泥砂浆块 采用强度等级4 2 5 的普通硅酸盐水泥, 水泥和中砂的质量比 为1 : 1 。 制备试件前, 应按要求在砂浆块的成型面( 7 0 m m x 7 0 m m ) 上涂刷基层处理剂,按要求养护, 6 1 2 h内喷涂聚脲弹性涂 料, 涂层厚度 1 5 2 0 m m。在标准条件下养护7 d 后, 用高强 度胶粘剂将专用拉拔头与涂膜粘接, 固化完
16、全后, 用拉拔仪的 配套工具进行表面切割, 并用拉拔仪进行拉拔粘接测试。 1 -4 -3 粘接剥离强度 按4 2 5 级普通硅酸盐水泥和中砂的质量比为l : 1 , 制备 成( 2 0 0 2 5 0 ) m m x 7 0 m m x ( 3 0 5 0 ) m m的砂浆块, 脱模后, 水 中养护 1 0 d , 然后再在( 5 0 2 ) 的烘箱中干燥 2 4 h , 取出在 标准条件下放置备用, 去除砂浆板试验面的浮灰、 浮砂以及灰 尘等。 在水泥砂浆板试验面一端按要求涂刷基层处理剂, 涂刷 面积为 1 0 0 m in x 7 0 m m, 砂浆板试验面的其它部位覆聚乙烯 隔离膜, 按
17、要求养护, 6 1 2 h内喷涂聚脲弹性涂料, 涂层厚 度 1 5 2 0 m m 。在标准条件下养护7 d 。 切割表面的聚脲涂 膜, 尺寸为5 0 m m x ( 2 0 0 2 5 0 ) m m 。然后用电子拉力机进行 测试。 2 结果与讨论 2 1 聚脲与混凝土粘接性能的影响因素分析 2 1 1 固化剂种类对粘接性能的影响 固化剂是环氧树脂基层处理剂的重要组成部分,对聚脲 与混凝土的粘接剥离性能影响很大。对市售常用固化剂进行 配方原料筛选, 固化剂对底涂表面和剥离强度的影响见表1 。 由表 1 可知,常用的环氧树脂固化剂作环氧树脂混凝土 基层处理剂时, 聚脲与混凝土的粘接性能不佳,
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