水性环氧树脂-聚丙烯纤维改性水泥基快速修补砂浆性能研究

为改善机场道面修补砂浆脆性大和粘结性能差等问题,本文利用水性环氧树脂(WER)、聚丙烯(PP)纤维和硫铝酸盐水泥(SAC)制备出一种快速修补砂浆,并对其工作性能、力学性能、阻尼性能和耐硫酸盐腐蚀性能进行研究。结果表明,PP纤维和WER可显著提高快速修补砂浆韧性和粘结性能,使得快速修补砂浆2 h抗压、抗折强度和粘结强度分别达到22.3,5.1和3.7MPa,满足民用机场规范要求,同时可改善快速修补砂浆的阻尼性能和抗硫酸盐侵蚀性能。

低温养护对环氧树脂基砂浆早期性能的影响及机理

环氧树脂基砂浆是一种快速修补材料,为研究低温养护条件对环氧树脂基砂浆工作性能及早期力学性能的影响,构建了全过程低温环境,分别进行了抗压强度、抗折强度、流动度、凝结时间以及内部温度测试,分析了环氧树脂基砂浆的微观结构。结果表明:环氧树脂基砂浆性能受养护温度影响较大,当养护温度为0℃时,流动度仅为112 mm,但随着温度升高流动度增长较快;低温养护使得砂浆内部热效应减弱,延缓了凝结时间;早期强度也损失显著,0℃时,砂浆养护1 d才形成强度,说明低温环境大大减慢了体系的固化速度。微观分析表明低温养护导致砂浆内部结构疏松,裂缝及孔隙增多,说明固化反应不完全,从而降低了砂浆的性能。当养护温度为20℃时,砂浆内部结构较为致密,宏观结构也表现出较高强度。

低水温下大流动性环氧树脂水下修补砂浆的制备

水电站泄水建筑物水下修补施工对环氧树脂修补砂浆的流动性有更高要求,特别是低水温环境下仍然具有大流动性、可以自流平。选用Dinger-Funk方程优化填料粒径分布,优选粒径分布指数为0.4、紧密堆积空隙率仅0.251%的填料,将环氧树脂砂浆流动度提高到18.3 cm;增加稀释剂用量,由20份增加到40份,5℃下环氧树脂基液黏度显著降低73%,砂浆流动度由13.5 cm提高到17.0 cm;为了抵消稀释剂掺量增加和低温所导致的砂浆强度降低,添加30份三环氧官能团树脂增加树脂基液活性,5℃下砂浆的28 d水下粘结强度和抗压强度分别为2.9 MPa、88 MPa,相比未添加的分别提高142%、115%。

高温养护条件下环氧树脂基砂浆早期性能研究

环氧树脂材料具有一定的温度敏感性,因此探究养护温度对环氧树脂基砂浆性能的影响特点十分必要。为进一步明晰高温(30~60℃)养护条件下环氧树脂基砂浆早期物理力学特性的演变规律,对其凝结时间、抗折强度及抗压强度进行了测试,并结合扫描电镜(SEM)及压汞(MIP)技术,分析了环氧树脂基砂浆的微观结构特征。试验结果表明:随着养护温度的升高,环氧树脂基砂浆的凝结时间逐渐缩短,并且凝结时间与养护温度之间大致呈现出线性递减的演变关系。在高温养护条件下,随着温度的升高,环氧树脂基砂浆的早龄期(4 h~3 d)抗折强度及抗压强度均先缓慢增大,再急剧下降。当养护温度为40℃时,环氧树脂基砂浆的强度特性相对最佳,4 h龄期试件的抗折、抗压强度分别达到21.4 MPa和56.8 MPa。在40℃的养护条件下,环氧树脂基砂浆的固化反应较为完全,基体内部结构均匀密实,无明显的孔洞、裂隙等缺陷,而在60℃的养护条件下,环氧树脂基砂浆的固化反应不够充分,基体内部结构松散杂乱,原始缺陷增多。

黏结界面的粗糙度和潮湿程度对环氧修补砂浆修补效果的影响

为了明确在混凝土修补过程中修补界面粗糙度和潮湿程度对环氧修补砂浆修补效果的影响,采用将水泥砂浆试件通过抗折试验仪折断、机械切割后打磨及机械切割后人工凿毛的方法,制备具有不同粗糙度的修补界面,发现界面的粗糙度对环氧砂浆的修补效果没有直接影响。无论基体(水泥砂浆试件)的粗糙度如何变化,在界面干燥的情况下,环氧树脂基修补材料(RME)修补后试件的黏结抗折强度与水泥砂浆的抗折强度相当,断面均处在水泥砂浆层,表明修补砂浆黏结能力优秀。在水中浸泡后取出并阴干不同时间得到的界面潮湿程度对修补砂浆修补效果的影响大,界面完全浸润时,修补砂浆黏结能力很差。随着界面逐渐干燥,修补砂浆的黏结力也增强。研究结果表明,修补砂浆通过对水泥砂浆界面裂缝的渗入,从而达到机械齿轮的啮合作用,界面上的作用力是以机械啮合力为主。

灌注式路面层用水性环氧树脂改性的砂浆性能

研究了水性环氧树脂对灌注式路面面层用新拌水泥砂浆的性能以及养护后砂浆力学性能的影响.利用正交实验方法,确定了实验配方,并对由这些配方所得砂浆进行了稠度和粘度试验,分析了砂浆组成对砂浆和易性的影响;测定了不同掺量下的水性环氧树脂水泥砂浆硬化后在7和28 d两个龄期的力学性能,同时使用扫描电镜观测了砂浆试样硬化后断面的形貌,对水性环氧树脂改性水泥砂浆性能指标的机理进行了分析.研究结果表明,用2.5%水性环氧树脂改性后,砂浆的流动性明显好于普通水泥砂浆;添加水性环氧树脂的砂浆硬化后,由于水性环氧树脂在界面区改善了骨料与水泥基体的粘结性,减少了裂隙的形成,使其结构更加密实;同时水性环氧树脂能跨越裂纹并抑制裂缝扩展,桥接了界面区,使得砂浆硬化后的强度有所增加.

聚脲用混凝土环氧树脂基层处理剂的研究

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70%的环氧底涂和固含量为100%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、912h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术指标要求。

水性环氧增强水泥砂浆及其性能研究

利用水性环氧树脂增强水泥砂浆,改善和提高其作为修复材料的力学强度。通过改变水泥与砂的配比、水性环氧树脂添加量、水泥类型、减水剂用量等因素,系统考察了水性环氧树脂对水泥砂浆的综合性能的影响。结果表明,通过水性环氧树脂增强水泥砂浆,其力学强度有数倍的提高,抗压强度可达到近60 MPa,粘结强度达到2.0 MPa。

活性掺合料对环氧树脂修补砂浆综合性能的影响

为了探究活性掺合料对环氧树脂修补砂浆的改性效果,为修补工程应用提供依据。研究硅灰和粉煤灰对环氧树脂修补砂浆力学性能、粘结强度、尺寸稳定性和抗冻性的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)和压汞法探究和分析影响机理。结果表明:环氧树脂使砂浆抗压强度降低,掺入硅灰可补偿强度损失,掺粉煤灰砂浆的强度随龄期增加而增加,但其中28 d和56 d强度低于对照组;硅灰和低掺量(≤10%,质量分数)粉煤灰可以提高修补砂浆粘结强度;硅灰对修补砂浆尺寸稳定性有不利影响,粉煤灰则相反;砂浆的抗冻性随着硅灰掺量增加先增加后降低,随着粉煤灰掺量增加而降低。

水性环氧树脂改性水泥砂浆性能的研究

合成了高沸醇木质素环氧树脂亲水衍生物和水性环氧树脂乳液,并用红外光谱对高沸醇木质素环氧树脂亲水衍生物进行了表征.研究了乳化剂用量对水性环氧树脂稳定性的影响,并用环境扫描电镜对试样形貌进行了表征.结果表明,当乳化剂用量大于环氧树脂质量份的13%时,水性环氧树脂稳定;水性环氧树脂乳液对水泥砂浆韧性的改善要好于高沸醇木质素环氧树脂亲水衍生物;环境扫描电镜结果表明,聚合物在水泥水化产物表面形成了三维结构.

偏高岭土对水性环氧树脂水泥砂浆性能的影响研究

为改善水性环氧树脂水泥砂浆性能,通过内掺法研究偏高岭土对水性环氧树脂水泥砂浆材料力学性能的影响.以偏高岭土掺量变量,对水泥胶砂试件进行抗压、抗折试验,分析掺偏高岭土对改性砂浆力学性能的影响;通过压汞法实验,分析掺偏高岭土水性环氧树脂砂浆的孔结构;采用SEM电镜对其进行微观结构观察.结果表明:掺入偏高岭土会导致水泥初凝时间、终凝时间提前;当偏高岭土掺量在8%~10%时,水性环氧树脂水泥砂浆3,7和28 d的抗压强度提高了11.1%、20.9%和21.6%.抗折强度提高了14.1%、16.0%和14.0%;偏高岭土的掺入能够有效减少改性砂浆的孔隙率,与水性环氧树脂体系互相交联起到填充孔隙改善力学性能的作用.

固化剂对环氧树脂砂浆修补材料性能的影响

主要探讨了固化剂的掺量、存贮时间及环境因素对环氧树脂砂浆性能的影响。研究结果表明，固化剂掺量为30份／100份环氧树脂时，环氧树脂砂浆早期强度发展很快，3d抗折强度为7．2MPa，抗压强度为24．4MPa；后期强度发展稍慢，90d抗压强度为53．1MPa。固化剂掺量为10份／100份环氧树脂时，后期强度很大，90d抗压强度为96．9MPa，但早期强度发展较慢，固化时间长。40℃环氧树脂砂浆固化迅速，3d抗折强度即高于12．5MPa，抗压强度可达48．1MPa。

快凝堵漏剂与环氧树脂砂浆在隧道渗水修补中的应用

隧道衬砌在环向施工缝处常因防水处理不到位,出现渗水情况,对此提出将快凝堵漏剂、环氧树脂砂浆两种材料配合,在隧道衬砌缝渗水施工整治中进行应用,解决了常规方法堵塞、破坏隧道原有防排水体系、防渗堵漏效果差、修补材料与原结构粘结力差等问题。依托贵阳市域货运铁路某隧道维修工程,通过材料配合比实验、抗压实验、抗拉实验等方法,确定修补材料的配合比和强度。根据使用后1年的检验可知,快凝堵漏剂与环氧树脂砂浆用于修补部位未见开裂、松散、渗水等现象,效果较好。该方法对今后类似病害工程的治理有重要的参考意义。

环氧砂浆胶结料含量对水泥混凝土修补效果的影响

分别以水泥和磨细转炉石粉取代环氧砂浆中的部分环氧树脂,进行水泥混凝土构件的修补性能试验(抗弯试验和斜剪试验),分析研究水泥和磨细转炉石粉重量取代率对修补效果的影响。试验结果表明:磨细转炉石粉取代环氧树脂用量的20%及30%对剪切强度结果并没有太大的影响;水泥和磨细转炉石粉取代效果均逊于纯环氧树脂砂浆。

环氧树脂乳液改性水泥基水下修补砂浆的制备与性能研究

采用环氧树脂乳液对硫铝酸盐水泥基水下修补砂浆进行改性,研究了聚灰比对修补砂浆凝结时间、水下分散性和抗折粘结性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)观察了环氧树脂乳液改性砂浆的微观结构。结果表明:随着聚灰比的增大,砂浆凝结时间延长;聚灰比为0.1以内时,硫铝酸盐水泥基修补砂浆的水下抗分散性增强、抗折粘结强度大幅度提高,而继续增大聚灰比,抗折粘结强度反而降低。SEM观察表明,环氧树脂可在水泥水化产物和砂粒表面形成连续的聚合物膜,但环氧树脂乳液掺量过大(聚灰比为0.2)时,形成的聚合物膜过厚,反而降低了砂浆与旧基层的粘结性。

环氧树脂植筋胶水利工程抗冲磨修复的应用

针对万家寨水利枢纽抗冲磨修复工程工期短,施工任务重,而砂浆锚杆施工工效低的问题,提出了使用环氧树脂植筋胶Araldite Kit 680作为锚杆粘接材料。经现场试验和实际施工效果表明,环氧树脂锚杆施工方便、强度高、施工工效高,显著缩短了工期。

环氧树脂砂浆在水泥路面错台修补中的应用

结合柳南高速公路路面错台修补工程,介绍了环氧树脂砂浆各组分的主要性能、配比,及其制备方法、施工工艺及施工过程中的注意事项。通过开放交通10个月后对该路段的现场调查,证明其错台修补效果良好,利用环氧树脂砂浆进行水泥混凝土路面错台维修养护的方法应被推广应用。

填料形态对环氧树脂道路修补砂浆性能的影响

以硅灰石、伊利石、硅藻土和煤气化渣4种不同颗粒形态的粉体作为填料改性环氧树脂砂浆,并对其作为道路修补材料时的力学性能、拉伸黏结性能、收缩性能和微观形貌进行研究。结果表明:针状的硅灰石可掺入量最大且抑制砂浆收缩效果最佳,球形的煤气化渣对提高砂浆抗压强度和拉伸黏结强度贡献最大,通过扫描电子显微镜观察到:加入4种填料后环氧树脂基体裂纹的扩展形式从连续长条状且均匀有序转变为不规则状和阶梯状,实现了砂浆从脆性破坏向韧性破坏的转变。

水性环氧树脂抗裂修补砂浆的制备与应用

文章研究了水性环氧树脂、膨胀剂和粉煤灰掺量对抗裂修补砂浆性能的影响,并确定了各组分的最佳掺量。结果表明:随着水性环氧树脂乳液掺量的增加,砂浆的抗压强度、抗折强度、压折比略有降低,抗拉强度有所增加,收缩率先降低后增加,乳液最佳掺量为20%;随着膨胀剂掺量的增加,砂浆的抗拉强度、压折比、收缩率减小,膨胀率增加,膨胀剂最佳掺量为8%;随着粉煤灰掺量的增加,抗裂修补砂浆的抗压强度、抗折强度、压折比、抗拉强度以及收缩率都降低,粉煤灰最佳掺量为15%。

聚合物改性结构修补材料设计及性能研究

利用实验室新开发的聚合物乳液,通过正交试验对比不同水胶比、乳液及乳液掺量对修补砂浆工作、力学性能的影响。并通过空白对照、XRD和SEM试验,分析了乳液对修补砂浆的改性效果及增韧的作用机理。研究结果表明,改性丙烯酸树脂乳液较聚丙烯酸酯乳液及环氧树脂乳液对修补砂浆工作及力学性能更有利。正交试验得到的乳液改性修补砂浆初始流动度达335mm, 28min可初凝,4h抗压强度达到43.8MPa、抗折强度达到6.3MPa,后期强度稳定增长,28d抗压强度达到83.5MPa、抗折强度达到23MPa。同时正交试验得到的修补砂浆较不加乳液时抗冲击和耐磨性能分别提高16.5倍和29.3%,且早期收缩更小。XRD和SEM试验分析结果表明,聚合物乳液失水凝聚在砂浆内部形成了区域连续的空间网状结构,这种结构有效分散了砂浆内部的应力集中,增强了砂浆的韧性,提高了砂浆的力学性能。