高性能注射式锚固胶的制备及性能研究.pdf
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1、晕耘宰 月哉陨蕴阅陨晕郧 酝粤栽耘砸陨粤蕴杂晕耘宰 月哉陨蕴阅陨晕郧 酝粤栽耘砸陨粤蕴杂0前言我国后锚固技术的应用始于 20 世纪 70 年代后期,最早的应用领域是核电工程,核电工程中设备和管道数量众多,传统的预埋件难以进行设计和施工,后锚固技术得以应用。到20 世纪 90 年代,国外锚固胶厂家进入我国市场,促使了国内后锚固技术快速发展。锚固胶是应用于后锚固技术的化学类胶粘剂,在后锚固施工中,锚固胶常常搭配带肋钢筋或螺栓使用,锚固胶固化后,依靠锚固胶优异的粘结能力,钢筋或螺栓与混凝土基材能够形成粘结整体,有效进行应力传递。由于锚固胶施工效果等同预埋,且具有施工简便、操作灵活等特点,被广泛应用于
2、新建结构及既有建筑的结构加固施工中1-6。经过 30 多年的发展,国内锚固胶技术逐渐成熟,锚固胶材料相关标准及规范如 GB 507282011 工程结构加固材料安全性鉴定技术规范、GB 371272018 混凝土结构工程用锚固胶 相继颁布实施,标准中要求锚固胶:劈裂抗拉强度高性能注射式锚固胶的制备及性能研究罗仕刚1,姚淑芳2,3,徐温1,安绍都2,3,魏莹1,周洪芝1(1.卡本科技集团股份有限公司,天津300385;2.中国建筑科学研究院有限公司,北京100013;3.建研院检测中心有限公司,北京100013)摘要:针对国内铁路及机场领域用锚固胶技术的不足,进行了高性能注射式锚固胶的制备及性能
3、研究,研究了不同固化剂组成以及稀释剂用量下,锚固胶的低温施工性能和力学性能。结果表明:采用改性脂肪胺类固化剂与改性酚醛胺类固化剂复配、活性稀释剂用量为环氧树脂质量的 35%时,锚固胶在 5 益低温环境下,挤胶轻松,24 h 约束拉拔强度 16.8 MPa,劈裂抗拉强度 19.4 MPa,抗弯强度 100 MPa,抗压强度 121 MPa,热变形温度 66.5 益,符合高铁及机场领域用锚固胶的高性能要求。关键词:高性能注射式锚固胶;低温;施工性能;力学性能中图分类号:TU58+1文献标识码:A文章编号:1001-702X(2023)09-0125-04Preparation and study
4、on the performance of high performance injection anchorage adhesiveLUO Shigang1,YAO Shufang2,3,XU Wen1,AN Shaodu2,3,WEI Ying1,ZHOU Hongzhi1(1.Carbon Technology Group Co.Ltd.,Tianjin 300385,China;2.China Academy of Building Research,Beijing 100013,China;3.CABR Testing Center Co.Ltd.,Beijing 100013,Ch
5、ina)Abstract:In response to the technical shortcomings of anchoring adhesives used in the domestic railway and airport fields,thepreparation and performance research of high performance injection anchorage adhesive are carried out.By studying the constructionperformance of anchor adhesive and the me
6、chanical properties of anchor adhesive under different curing agent compositions anddiluent addition,high performance injection anchorage adhesive which can meet the performance requirements of high-speed railand airport fields has been developed.The results show that using a combination of modified
7、 fatty amine curing agent and modi原fied phenolic amine curing agent,with the addition of 35%epoxy resin mass fraction active diluent,the anchoring adhesive is easi原ly extruded in a low temperature environment of 5 益,the 24 hour restrained tensile strength is 16.8 MPa,the splitting tensilestrength is
8、 19.4 MPa,the bending strength is 100 MPa,the compressive strength is 121 MPa,and the HDT is 66.5 益,which meetsthe high-performance requirements of anchoring adhesive for high-speed rail and airport applications.Key words:high performance injection anchorage adhesive,low temperature,construction per
9、formance,mechanical properties基金项目:中国建筑科学研究院有限公司青年科研基金项目(20210112331030022)收稿日期:2023-06-09;修订日期:2023-07-19作者简介:罗仕刚,男,1989 年生,工程师,主要从事建筑加固材料研发工作,E-mail:。通讯作者:周洪芝,高级工程师,E-mail:。中国科技核心期刊125新型建筑材料圆园23援09逸8.5 MPa,抗弯强度逸50 MPa,抗压强度逸60 MPa。随着技术的发展,新型注射式锚固胶采用双管独立包装,搭配静态混合器,即可实现不同组分混合,操作简单,无需配胶,在工程中广泛使用7-9。铁路
10、及机场工程在建造时,同样存在预埋件难以设计和施工,需要进行后锚固施工的情况。有别于常规的民用建筑工程,铁路及机场由于其结构及使用途径的特殊性,对后锚固施工用锚固胶有更高的性能要求,在力学性能方面:要求劈裂抗拉强度逸13 MPa,抗弯强度逸85 MPa,抗压强度逸100 MPa,热变形温度逸65 益;在施工性能方面:要求 5 益低温环境下锚固胶施工方便,24 h 约束拉拔强度逸11 MPa。这些指标都远远超出 GB 507282011 及 GB 371272018 要求,国内常见锚固胶产品性能大多无法达到,这方面的市场大多被进口产品垄断。为填补国内高性能注射式锚固胶技术的不足,本文进行高性能注射
11、式锚固胶的制备与性能研究,开发出满足铁路以及机场工程领域应用要求的高性能注射式锚固胶10-14。1试验1.1原材料环氧树脂:BE-188,工业级,长春化工(盘锦)有限公司;改性脂肪胺类固化剂 G1、改性酚醛胺类固化剂 G2、聚醚胺类固化剂 G3、改性聚酰胺类固化剂 G4:工业级,市售;触变剂:疏水型气相二氧化硅,H-18,工业级,上海外电国际贸易有限公司;硅微粉:DG400,工业级,江苏联瑞新材料股份有限公司;活性稀释剂:1,4-丁二醇缩水甘油醚,XY622,工业级,安徽新远科技有限公司;硅烷偶联剂:KH-560,工业级,湖北新蓝天新材料股份有限公司。1.2试验仪器设备双行星动力混合机:5 L
12、,佛山市金银河智能装备股份有限公司;电子万能试验机:UTM5105SLXY,深圳三思纵横科技股份有限公司;锚杆拉拔仪:ZM-30,北京中煤兴业科技有限公司;电子秤:YP3001N,上海力辰仪器科技有限公司;恒温恒湿箱:HWS-70BX,天津市泰斯特仪器有限公司;双组分气动挤枪:JM-705,天津市金锚集团有限责任公司。1.3制备方法1.3.1锚固胶 A 组份的制备将 BE-188、稀释剂、KH-560 加入双行星动力混合机中,常温常压下低速搅拌分散 10 min;加入触变剂,中速搅拌分散30 min;然后再加入硅微粉,低速搅拌分散 15 min,抽真空脱泡,同步高速搅拌分散 30 min,即制
13、得锚固胶 A 组份。A 组份配方如表 1 所示。表 1A 组份配方质量份1.3.2锚固胶 B 组份的制备胺类固化剂采用复配方式,先将复配胺类固化剂加入双行星搅拌釜中,加入触变剂,中速搅拌分散 30 min,然后加入硅微粉,低速搅拌分散 15 min,抽真空脱泡,同步高速搅拌分散 30 min,即制得锚固胶 B 组份。B 组份配方如表 2 所示。表 2B 组份配方质量份1.3.3锚固胶的制备将制备好的 A 组份和 B 组份按相应比例灌入对应的双组份连体胶瓶,胶瓶尾部封堵到位,即得到高性能注射式锚固胶。1.4性能测试与表征1.4.15 益施工性能测试5 益下 24 h 约束拉拔强度:依据 GB 5
14、07282011 附录K,在低温 5 益下进行锚固胶24 h 约束拉拔强度测试。5 益下挤出性:原包装采用制备的高性能注射式锚固胶,喷嘴采用对应的双组分静态混合管,气动挤枪接入 300 kPa压力稳定气源,参考 GB/T 13477.42017 建筑密封材料试验方法 第 4 部分:原包装单组分密封材料挤出性的测定 在低温 5 益下进行锚固胶挤出性测试。1.4.2力学性能测试依据 GB/T 507282011 附录 E 进行锚固胶劈裂抗拉强度测试;依据 GB/T 25672021 树脂浇铸体性能试验方法进行锚固胶抗弯、抗压强度测试;依据 GB 371272018 进行锚固胶热变形温度测试。A11
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