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沈春林，褚建軍，陳哲敏，王玉峰

（1.蘇州中材非金屬礦工業(yè)設計研究院有限公司，江蘇蘇州215151；2.浙江奧邦防水防腐材料工程有限公司，浙江長興313119）

摘要：以環(huán)氧樹脂為底涂材料，分別配置水性環(huán)氧砂漿、水性環(huán)氧凈漿、無溶劑環(huán)氧砂漿、無溶劑環(huán)氧凈漿，應用于混凝土基層上，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)分析其在使用上和性能上的優(yōu)缺點。發(fā)現(xiàn)將環(huán)氧樹脂凈漿與環(huán)氧樹脂砂漿聯(lián)合使用效果較佳，且利用偶聯(lián)劑可增強聚脲施工時間的寬裕度。

關鍵詞：環(huán)氧樹脂；水性環(huán)氧；聚脲；處理劑

中圖分類號：TQ633文獻標識碼：A文章編號：1007－9548（2010）02－0027－03

1·引言

隨著我國市政建設的蓬勃發(fā)展，城市高鐵、立交橋、高架橋、高速客運專線、高速鐵路等路橋工程建筑的大量興建，路橋防護、保證路橋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量達到設計使用年限是當前重要的課題。路橋工程如果發(fā)生滲漏，將會導致鋪裝層脫落、堿-集料反應、鋼筋腐蝕，進而引起混凝土脹裂，嚴重影響路橋的使用壽命。

噴涂聚脲防水涂料是一種無溶劑、無污染的環(huán)保產(chǎn)品，可噴涂、快速固化、強度高、延展性好、防水耐磨、耐油污，能夠滿足各種橋梁的防護需要。當聚脲施涂在混凝土基層上時，需要在混凝土上刮涂、輥涂或噴涂一層底涂材料，主要目的是增強防水涂層對基層的黏結(jié)力，并封閉混凝土基層中過量的水汽和空氣。如不使用基層處理劑，聚脲在施工以后會出現(xiàn)孔眼、鼓包及與基層剝離的現(xiàn)象。

由于環(huán)氧樹脂涂料對新鮮的水泥面和聚脲（SPUA）防水涂料均有良好的附著力，所以在新鮮的混凝土表面上做好底涂后，可以在底涂面上直接噴涂聚脲（SPUA）防水涂料。環(huán)氧樹脂涂料作為底涂材料，其作用及特性如下：①滲透到混凝土毛細孔，填塞毛細孔，封閉混凝土基層中過量的水汽和空氣；②優(yōu)異的耐堿性和抗泛堿性；③增強防水涂層對混凝土基層間的黏結(jié)力；④便于施工。

本文以環(huán)氧樹脂涂料為底涂材料，分別配制水性環(huán)氧砂漿、水性環(huán)氧凈漿、無溶劑環(huán)氧砂漿、無溶劑環(huán)氧凈漿，應用于混凝土基層上，根據(jù)試驗中的現(xiàn)象及數(shù)據(jù)分析其在使用上和性能上的優(yōu)缺點。

2·試驗部分

2.1試驗材料

AB-I型環(huán)氧樹脂、AB-II型環(huán)氧樹脂、固化劑、填料、助劑、偶聯(lián)劑。AB-I、AB-II型環(huán)氧樹脂為浙江奧邦防水防腐材料工程有限公司的產(chǎn)品。

2.2試驗儀器

萬能電子拉力機、拉拔頭、鋼絲刷、刮板。

2.3試樣制備

采用強度等級42.5的普通硅酸鹽水泥，以水泥和砂的配比為1∶1制成700mm×70mm×20mm試驗用混凝土試塊。

用鋼絲刷將混凝土試塊表面處理干凈并打毛，露出本體混凝土基面，若要在潮濕基面上施工，則需要將砂漿塊浸入（23±2）℃的水中浸泡24h后擦干表面。將環(huán)氧底涂用刮板均勻地刮在混凝土基面上，按相應的要求養(yǎng)護。在進行聚脲噴涂前在試塊中心留出40mm×40mm的表面，其余部分用膠帶貼上，聚脲噴涂的厚度為（1.5±0.1）mm，在室溫條件下放置，5d以后用環(huán)氧樹脂黏結(jié)金屬拉拔接頭，并保證拉拔接頭水平。7d后進行拉拔試驗。

2.4結(jié)果測定

黏結(jié)強度按式⑴計算：

σ＝F/A⑴

式中：σ為黏結(jié)強度，MPa；F為試件的最大拉力，N；A為黏結(jié)面積，mm2。

每種底涂方式做3個以上的試件，去除表面未被粘住面積超過20％的試件，測試結(jié)果按3個結(jié)果的算術平均值表示，不足3個試件應重新試驗，結(jié)果計算精確到0.01MPa。

3·砂漿塊用不同環(huán)氧底涂處理后黏結(jié)強度的測定

3.1對比試驗1

對砂漿塊基層進行處理后，按下面A～D這4種不同的底涂處理方式，分別施涂于干、濕2種界面上。5d后用環(huán)氧樹脂黏結(jié)金屬拉拔接頭，并保證拉拔接頭水平。7d后進行拉拔試驗，試驗數(shù)據(jù)見表1。

環(huán)氧樹脂噴涂聚脲基材處理劑的性能研究

A：水性環(huán)氧樹脂凈漿1道；

B：水性環(huán)氧樹脂砂漿1道；

C：無溶劑環(huán)氧樹脂凈漿1道；

D：無溶劑環(huán)氧樹脂砂漿1道；

Ⅰ：干界面；Ⅱ：濕界面。

根據(jù)試驗過程中的現(xiàn)象及數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，用水性環(huán)氧樹脂凈漿、無溶劑環(huán)氧樹脂凈漿處理混凝土試塊的過程中，底涂黏度低、流動性好、有較好的滲透作用，但由于涂層過薄，黏附力受到了較大的影響；水性環(huán)氧樹脂砂漿、無溶劑環(huán)氧樹脂砂漿在處理混凝土試塊的過程中，附著力很好，但存在破孔現(xiàn)象。由此可見，單獨用1道底涂是不合理的，應將環(huán)氧樹脂凈漿與環(huán)氧樹脂砂漿配合起來使用較為合理。

3.2比對試驗2

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對砂漿塊基層進行處理后，按下面A～D這4種不同的底涂處理方式，分別施涂于干、濕2種界面上。5d后用環(huán)氧樹脂黏結(jié)金屬拉拔接頭，并保證拉拔接頭水平。7d后進行拉拔試驗，試驗數(shù)據(jù)見表2。

環(huán)氧樹脂噴涂聚脲基材處理劑的性能研究

A：先水性環(huán)氧樹脂凈漿1道，表干后再水性環(huán)氧樹脂砂漿1道；

B：先水性環(huán)氧樹脂凈漿1道，表干后再無溶劑環(huán)氧樹脂凈漿1道；

C：先無溶劑環(huán)氧樹脂凈漿1道，表干后再水性環(huán)氧樹脂砂漿1道；

D：先無溶劑環(huán)氧樹脂凈漿1道，表干后再無溶劑環(huán)氧樹脂砂漿1道；

Ⅰ：干界面；Ⅱ：濕界面。

在試驗的過程中發(fā)現(xiàn)，先涂環(huán)氧樹脂凈漿，再涂環(huán)氧樹脂砂漿，環(huán)氧樹脂砂漿上未出現(xiàn)破孔現(xiàn)象，說明利用環(huán)氧樹脂凈漿的強滲透性，能很好地封閉混凝土的孔洞，而再涂環(huán)氧樹脂砂漿是利用了其強的附著力，并提高了封孔的效率。兩者聯(lián)合使用，明顯地改善了混凝土的界面性質(zhì)。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)可見，黏結(jié)強度有了很大的提高，且數(shù)據(jù)的離散性很小。

但干界面的黏結(jié)強度比濕界面的要好，說明在進行環(huán)氧樹脂涂料施工的時候，基層應控制含水率。當混凝土基層潮濕的時候，內(nèi)部水分接近飽和狀態(tài)，此時進行底涂施工，環(huán)氧樹脂涂料封閉了大量的水在混凝土基層內(nèi)。當環(huán)境溫度升高后，混凝土內(nèi)部液態(tài)水變成氣態(tài)水，氣態(tài)水造成混凝土內(nèi)部水汽壓力增大。如果聚脲層、底涂層和混凝土的黏結(jié)強度不夠，或者黏結(jié)界面有疏松、缺陷，會形成鼓包或黏結(jié)破壞。

3.3對比試驗3

對砂漿塊基層進行處理后，按下面A～H這8種不同的底涂處理方式，分別施涂于干界面上。5d后用環(huán)氧樹脂黏結(jié)金屬拉拔接頭，并保證拉拔接頭水平。7d后進行拉拔試驗，試驗數(shù)據(jù)見表3。

環(huán)氧樹脂噴涂聚脲基材處理劑的性能研究

A：先水性環(huán)氧樹脂凈漿1道，表干后再水性環(huán)氧樹脂砂漿1道，表干后再噴涂聚脲1層；

B：先水性環(huán)氧樹脂凈漿1道，表干后再水性環(huán)氧樹脂砂漿1道，1d后再噴涂聚脲1層；

C：先水性環(huán)氧樹脂凈漿1道，表干后再水性環(huán)氧樹脂砂漿1道，2d后再噴涂聚脲1層；

D：先水性環(huán)氧樹脂凈漿1道，表干后再水性環(huán)氧樹脂砂漿1道，3d后再噴涂聚脲1層；

E：先水性環(huán)氧樹脂凈漿1道，表干后再水性環(huán)氧樹脂砂漿1道，4d后再噴涂聚脲1層；

F：先水性環(huán)氧樹脂凈漿1道，表干后再水性環(huán)氧樹脂砂漿1道，2d后再噴涂聚脲1層，在噴涂聚脲之前2h涂刷偶聯(lián)劑；

G：先水性環(huán)氧樹脂凈漿1道，表干后再水性環(huán)氧樹脂砂漿1道，3d后再噴涂聚脲1層，在噴涂聚脲之前2h涂刷偶聯(lián)劑；

H：先水性環(huán)氧樹脂凈漿1道，表干后再水性環(huán)氧樹脂砂漿1道，4d后再噴涂聚脲1層，在噴涂聚脲之前2h涂刷偶聯(lián)劑。

根據(jù)試驗過程中的現(xiàn)象及數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，C、D、E砂漿塊的破壞均發(fā)生在聚脲與環(huán)氧樹脂砂漿界面之間，且黏結(jié)強度也隨著做好環(huán)氧樹脂底涂封閉后的砂漿塊放置的時間延長，黏結(jié)強度減小。但是F、G、H砂漿塊的破壞形式均為混凝土破壞，且黏結(jié)強度與A、B試塊接近，說明偶聯(lián)劑起到相當大的作用，提高了黏結(jié)強度。分析其原因是：當環(huán)氧樹脂表干后，留有大量的—OH、—NH和—NH2，能與聚脲中的—NCO產(chǎn)生化學搭橋作用。如環(huán)氧樹脂表干后未能迅速噴涂聚脲，空氣中的CO2和H2O會破壞氨基等活性基團，造成黏結(jié)不牢，黏結(jié)強度降低。由此可見當混凝土基層做過封閉處理以后，噴涂聚脲施工應在1～2d內(nèi)完成，如果由于特殊原因未能及時施工，可以考慮在環(huán)氧底涂上涂刷1層偶聯(lián)劑溶液的方法來提高黏結(jié)強度。

4·結(jié)語

環(huán)氧樹脂封閉底涂能有效滲透到混凝土毛細孔內(nèi)部并填塞毛細孔，封閉混凝土基層中過量的水汽和空氣，提高了聚脲與混凝土基層的黏結(jié)強度。并且先涂刷環(huán)氧樹脂凈漿，再涂刷環(huán)氧樹脂砂漿復合使用的效果最佳，偶聯(lián)劑的使用延長了在環(huán)氧底涂做好之后再做聚脲噴涂的時間間隔，給實際施工帶來了便利。