环氧树脂在桥面铺装防水层中的应用研究近年来,我国大跨度桥梁建设发展迅速,但桥面容易出现早期损坏,尤其是路面损坏。桥面铺装防水粘结层的损坏是导致铺装层病害的主要原因。桥面病害如鼓包、净裂缝、裂缝、沥青面层剥离、沥青面层与桥面分离、桥梁主体钢筋锈蚀等,直接关系到桥面的防水排水能力。因此,作为桥梁施工过程中的一个重要环节,防水粘结层的设计非常重要,而环氧树脂具有优异的力学性能,附着力强,
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环氧树脂在桥面铺装防水层中的应用研究
近年来,我国大跨度桥梁建设发展迅速,但桥面容易出现早期损坏,尤其是路面损坏。桥面铺装防水粘结层的损坏是导致铺装层病害的主要原因。桥面病害如鼓包、净裂缝、裂缝、沥青面层剥离、沥青面层与桥面分离、桥梁主体钢筋锈蚀等,直接关系到桥面的防水排水能力。因此,作为桥梁施工过程中的一个重要环节,防水粘结层的设计非常重要,而环氧树脂具有优异的力学性能,附着力强,稳定性好。使用环氧树脂作为防水粘结层的下密封层是一种较好的方法。本文选择了典型的桥面铺装防水体系结构,研究了几种环氧树脂原材料的性能和不同的组合方案,并结合实际工程应用评价了环氧树脂在桥面铺装防水层中的应用效果。
原材料性能测试
材料选择
试验中粗骨料为玄武岩,矿粉和细骨料为石灰石,摊铺层为GA-10沥青混凝土,即浇注混凝土。它是一种依靠自身流动性达到密实度的沥青混合料。孔隙率小于1%,具有良好的防水性能。根据《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》,参照国外规范,符合相应的技术标准。
混凝土路面防水系统方案为“GA-10混凝土环氧防水粘结层桥面”。测试中使用的三种不同类型的环氧树脂分别是甲、乙和丙。
如何选择一个好的水性环氧产品?
我们如何选择一个好的水性环氧产品?可以从以下几个表象来判断。水性环氧树脂固化体系的完全交联度和均相度决定了水性环氧树脂的质量。交联度越高,程度越均匀,水性环氧树脂的质量越好,其性能越接近同类溶剂型环氧树脂。水性环氧树脂的质量在很大程度上取决于以下四个因素:a)相容性:在体系中,环氧树脂和固化剂颗粒的相容性越好,越有利于固化剂颗粒和环氧树脂颗粒的内部扩散,越有可能发生均匀的固化反应。b)粒径:粒径越小,环氧树脂和固化剂的分散相颗粒越能充分相互渗透,从而趋于均匀固化程度。C)亲水亲油平衡值:环氧树脂和环氧固化剂之间的亲水亲油平衡值越接近,越有利于在水相中实现一致的共存稳定状态。如果差异较大,亲水性较强的组分将逐渐积聚在水相中,导致树脂相和固化剂之间的相分离甚至分层。d)分散均匀性:在多相体状态下,只有通过一定的外部机械搅拌作用,树脂相和固化剂相才能在水相中均匀分布。事实上,无论是水基还是油基环氧树脂,在应用中均匀混合是非常重要的。这与前面提到的环氧树脂配比的重要性是一样的。配比不正确或混合不均匀将导致全部或部分剩余部分不参与交联反应,无法体现价值。(一些朋友认为,在使用油基环氧树脂的过程中,可以通过简单混合甚至不流动混合来实现固化。事实上,有一个很大的误解。因为所用的油性环氧树脂是E-20,其中75%被固体环氧树脂溶解,即使不添加固化剂,溶剂在挥发后也能形成非常硬的假干膜状态(类似于结晶糖状态),但是该干膜没有被固化剂交联和固化,并且在加热后软化或变成液体。干膜没有任何性能,也就是说,先前表示的环氧树脂属于热塑性树脂,当单独使用时没有实际应用价值)。
环氧树脂的改性研究发展
郑亚萍利用二氧化硅纳米粒子对环氧树脂体系进行了大量的改性研究。纳米粒子与环氧树脂的均匀混合是通过分散剂实现的。本发明解决了纳米粒子因粒径过小而容易团聚的问题。结果表明,二氧化硅/环氧树脂复合体系具有良好的相容性,这是由于二氧化硅颗粒表面羟基的存在和界面强的分子间作用力。通过扫描电镜观察和分析,改性体系中纳米粒子为分散相,环氧树脂为连续相。纳米颗粒以第二聚集体的形式更均匀地分散在树脂基质中。由于其良好的附着力,在受到冲击时可以吸收冲击能量,从而达到增韧的目的。傅万里用扫描电镜观察了纯环氧树脂和环氧树脂/粘土纳米复合材料的冲击断裂,发现前者的断裂为光滑脆性断裂形态,而后者的断裂为骨状,表现为韧性断裂形态。这是因为纳米刚性粒子作为复合材料体系中的应力集中体,不仅能引起银纹,而且能终止银纹。同时,由于纳米粒子的强刚性,裂纹在扩展过程中遇到纳米粒子时会发生偏转或偏转吸收能量,达到增韧的目的。纳米二氧化硅颗粒可以大大改善环氧树脂的冲击和拉伸性能。7.热致液晶聚合物增韧环氧树脂的研究(TCLP)液晶聚合物是一种分子中含有液晶单元的高分子化合物。通常,液晶根据其物理条件可分为溶致液晶和热致液晶。用热致液晶TCIP增韧环氧树脂不仅能提高其韧性,而且能保证环氧树脂的其他力学性能和耐热性不降低。
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