環(huán)氧樹脂與混凝土界面粘結(二)
三、試驗結果與討論
1、EM配合比對粘結強度的影響
為了考察不同稠度EM對界面粘結強度的影響，通過改變填料與環(huán)氧漿材的比例，共設計了5組試驗。試驗結果見表1。
從表1可以看出，隨EM稠度的增大，粘結強度也逐漸增大。這是由于EM對混凝土基面的浸潤度增加的結果。但是，現(xiàn)有研究成果證明，隨著稠度的增大，EM中的漿液相對增多，會導致體系的固化收縮應力增大。因此在考慮界面粘結效果的同時，EM的收縮應力也是一個不容忽視的問題，否則對粘結面的耐久性能會產生不利影響。
表1 EM配合比對粘結強度的影響
| 填料：環(huán)氧 | 稠度/cm | 粘結強度/MPa | 破壞類型 |
| 2：1 | 6.8 | 7.2 | 內聚破壞 |
| 3：1 | 4.9 | 6.3 | 混合破壞 |
| 4：1 | 3.8 | 5.1 | 混合破壞 |
| 5：1 | 2.4 | 3.7 | 粘結破壞 |
| 6：1 | 1.6 | 2.2 | 粘結破壞 |
注：內聚破壞指試驗破壞在混凝土試件本體；混合破壞指試驗部分破壞在混凝土本體，部分破壞在粘結面；粘結破壞指試驗破壞在EM與混凝土的粘結界面。
2、不同類型增韌劑對粘結強度的影響
為改善EM的脆性常常在其中摻加一些增韌劑。
增韌劑分活性增韌劑和非活性增韌劑。兩類材料雖然都能夠增加體系的柔韌性，但增韌機理截然不同。
為論證兩類增韌劑對界面粘結力的影響，在其它材料和配比相同的條件下，分別選用活性增韌劑912和常用的非活性增韌劑鄰苯二甲酸二丁脂做對照試驗，試驗結果見表2。
表2 不同類型增韌劑對粘結性能的影響
|
粘結強度/MPa | ||||
|
試驗齡期/d |
28 |
60 |
180 |
360 |
|
912 |
5.50 |
5.68 |
5.60 |
5.62 |
|
二丁脂 |
5.42 |
5.31 |
4.52 |
4.11 |
由表2試驗結果可以看出，隨著齡期的增長摻加非活性增韌劑EM的粘結強度逐漸降低，而摻加活性增韌劑EM的粘結強度略有增加。這是因為：非活性增韌劑雖能夠與環(huán)氧樹脂互相混溶，降低環(huán)氧樹脂分子之間的相互作用力，對于短期內改善EM固化體系的脆性起一定作用，但是并不與固化劑發(fā)生化學反應，只是摻和在環(huán)氧樹脂高分子骨架之間呈流動的液態(tài)。當固化后的EM受到外力壓縮或拉伸時，環(huán)氧樹脂高分子骨架間的二丁酯液滴就會流向壓力較小的空間，致使環(huán)氧樹脂高分子骨架之間形成空隙，造成固化體系抵御外力的能力下降。
另外EM中沒有參與反應的液態(tài)增韌劑會慢慢溢出EM固化體系并揮發(fā)掉，時間愈長溢出就愈多，隨著液滴的溢出，固化體系骨架之間就會形成空隙，造成EM固化體系的薄弱環(huán)節(jié)，致使EM機械性能下降的矛盾更加突出，進一步降低EM的粘結性能，并使其熱變形溫度下降、固化收縮率增大等。這時而活性增韌劑的分子兩端各有一個反應性的活性基團，能夠與固化劑發(fā)生化學反應，將增韌劑分子鏈段——旋轉活化能很低的柔性鏈參與到環(huán)氧樹脂的三維網(wǎng)絡結構中去。當受到外力而變形時，交聯(lián)點之間的增韌劑柔性鏈段就會產生塑性變形，吸收消耗外力能量、提高抗沖擊能力，受外力沖擊或溫度應力時固化結構就會產生屈服，減弱體系的內部應力集中、利于提高粘結性能。
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