阳离子水性环氧树脂灌浆材料性能研究
　　以阳离子型水性环氧树脂为主剂，开发出一种新型的阳离子型水性环氧树脂灌浆材料。研究了含水量、交联剂、引发剂、促进剂、缓凝剂对阳离子型水性环氧树脂灌浆材料性能的影响并确定了各组分的最佳配比。 　　关键词：灌浆材料；水性环氧树脂；阳离子；性能 　　中图分类号：TV543+.2文献标识码：B文章编号：X（4-05 　　环氧树脂灌浆材料是处理混凝土裂缝和基础防渗补强用得较多的灌浆材料之一，其中又以溶剂型环氧树脂灌浆材料最为常用。但有机溶剂不但价格高，而且具有挥发性，不能适应绿色环保的要求。与溶剂型环氧树脂灌浆材料相比，水性环氧树脂灌浆材料具有诸多优点，如低挥发性、较小的气味、储运和使用安全、对施工环境要求不高，施工设备可以用水清洗等。因此，研究开发适用于各类防渗补强处理工程的环保型水性环氧树脂灌浆材料有很大的发展前景。 　　就目前水性环氧树脂在建筑方面的应用来看，主要是借助于水性环氧树脂优良的机械性能和与水泥良好的配伍性，将其作为辅助成分加入到混凝土或水泥砂浆中，或作为粘接剂制备高强混凝土、防水堵漏材料、混凝土粘接剂、水泥基封底剂、界面处理剂、地坪涂装材料等。而在灌浆材料方面应用较少。国内长江科学院的黄良锐等开发出CWH系水性环氧树脂树脂灌浆材料；中科院广州化学所石红菊等采用环氧树脂和不饱和二元羧酸发生酯化反应的方法开发出水溶性衣康酸环氧树脂灌浆材料。这2种材料都是阴离子型的灌浆材料，阳离子型的水性环氧树脂灌浆材料未见报道。本文采用仲胺改性环氧树脂，制备了阳离子型水性环氧树脂。以此水性环氧树脂为主剂制备了水性环氧树脂灌浆材料。该材料既有较好的强度，又可在水中固化，避免了使用大量的有机溶剂，是一种值得开发的多用途的新型水性环氧灌浆材料。 　　1、试验部分 　　1.1、试验原材料与仪器 　　环氧树脂E-51、二烯丙基胺、N，N-亚甲基双丙烯酰胺：工业品；二乙醇胺、丙烯酸、2，6-二叔丁基对甲酚、过硫酸铵、亚硫酸氢钠、三氯化铁：分析纯。 　　NDJ-4型旋转式黏度计；RFX-65A傅立叶变换红外光谱仪；WDW3020型微机控制电子万能试验机；PHS-25C型雷磁精密数显酸度计。 　　1.2、阳离子型水性环氧树脂的制备 　　阳离子型水性环氧树脂灌浆材料的制备方法参照文献。 　　1.3、阳离子型水性环氧树脂灌浆材料的制备 　　以制备的阳离子型水性环氧树脂为主剂，按照表1的配比配制灌浆材料。
&　　1.4、分析与测试方法 　　黏度：按GB/T，在28℃条件下，用NDJ-4型旋转式黏度计进行测试。 　　抗压强度：按GB/T进行测试，试样采用直径为10.00mm的圆柱体，用WDW3020型微机控制电子万能试验机以5mm/min的速度测定。干养护是指凝胶体放置在自然条件下养护，养护周期为7d；湿养护是指凝胶体凝胶1d后，放置在水中养护，养护周期为6d。灌浆材料胶凝时间：记录浆液混合好的时间T0，取出10mL于烧杯中，转动烧杯直至浆液不再流动，记录时间为Ti，Ti-T0即为浆液的胶凝时间。 　　2、结果与讨论 　　2.1、含水量对灌浆材料的影响 　　2.1.1、含水量对灌浆材料黏度的影响 　　黏度作为浆液流变特性的主要参数，直接影响浆液的流动性和可灌性，同时也决定着灌浆压力、浆液流量等参数的确定，从而影响灌浆效果。灌浆材料的黏度大，其流动性和可灌性变差，需要更大的灌浆压力，相同压力下浆液流量变小。浆液黏度随含水量的变化情况如图1所示。
　　从图1可以看出，随着含水量升高，灌浆材料的黏度逐渐减小。当含水量为50%时，灌浆材料的黏度低至45mPaos；当含水量为65%时，灌浆材料的黏度更是低至10.25mPaos；当含水量为75%时，灌浆材料的黏度仅为3.72mPaos。如此低的黏度，使得这种灌浆材料的可灌性很强。 　　与羧酸根阴离子型水性环氧树脂灌浆材料相比，季铵盐型水性环氧树脂灌浆材料因为体系中存在的是季铵盐阳离子，不具备和水形成氢键的能力，所以这种新型的灌浆材料的黏度较之阴离子型水性环氧树脂灌浆材料有很大程度的降低，使得这种浆材具有更广阔的应用前景。 　　2.1.2、含水量对灌浆材料凝胶体抗压强度的影响 　　作为灌浆材料，除了要有良好的可灌性，还要有良好的力学性能。本试验研究了不同含水量的灌浆材料凝胶体的抗压强度。 　　随着含水量的增大，灌浆材料凝胶体的抗压强度逐渐降低。而且，随着含水量的增加，这种变化的趋势更加明显。当含水量为50%时，干养护条件下凝胶体的抗压强度为5.12MPa，湿养护条件下为2.46MPa；当含水量增大至65%时，凝胶体的抗压强度在干养护和湿养护条件下分别为1.78MPa和0.63MPa，大于同等条件下丙烯酸盐灌浆材料的抗压强度，可以满足防水堵漏工程的应用。本试验选择含水量为50%～65%。 　　2.2、交联剂对灌浆材料的影响 　　2.2.1、主交联剂对灌浆材料抗压强度的影响 　　本试验选择使用两端带有不饱和键的物质作为灌浆材料固化时的主交联剂，尽管这种交联剂本身难溶于水，但是在阳离子型水性环氧树脂的乳化作用下，在含水量为50%的浆液中仍能较好地分散。不同用量的主交联剂对灌浆材料凝胶体抗压强度的影响如图3所示。
　　由图3可以看出，加入主交联剂，可以大大提高灌浆材料凝胶体的抗压强度：干养护条件下，当主交联剂占浆材的质量百分数达到21.6%时，灌浆材料凝胶体的抗压强度达到4.62MPa，为不加主交联剂（抗压强度仅为0.35MPa）时的13倍。这是因为浆液体系中的阳离子型水性环氧树脂含有亲水的季铵盐阳离子官能团和亲油的不饱和双键官能团，而本身不亲水的主交联剂，更容易靠近不饱和双键官能团，有效地增加了浆液聚合反应中的交联点，从而提高凝胶体的强度。但是，主交联剂用量超过一定范围后，浆材凝胶体的抗压强度反而降低。这是因为过多的主交联剂在引发剂作用下，可能发生自聚，破坏了凝胶体的均相体系，宏观上表现为凝胶体抗压强度的下降。综合以上考虑，主交联剂的用量以20%～25%为宜。 　　2.2.2、副交联剂对灌浆材料抗压强度的影响 　　除了使用亲和阳离子环氧树脂双键部分的主交联剂外，本试验还选择使用了微溶于水的N，N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）作为副交联剂。N，N-亚甲基双丙烯酰胺在室温下的溶解度小于4%。但是，在水性环氧树脂体系中，阳离子型环氧树脂的助溶剂作用和体系中存在的丙烯酸都可以促进MBA的溶解，因此MBA在本试验体系的溶解度可以达到8%。MBA用量对浆材凝胶体抗压强度的影响如图4所示。
　　由图4可以看出，随着MBA用量的增大，灌浆材料凝胶体的抗压强度增大。综合考虑材料成本以及MBA的溶解度，选择MBA的质量百分数为3%，此时灌浆材料干养护的抗压强度达到2.21MPa，湿养护的抗压强度达到1.23MPa。 　　2.3、引发剂对灌浆材料的影响 　　采用过硫酸铵-亚硫酸氢钠水溶性氧化还原引发体系。过硫酸铵是一种无毒的工业化学品，室温下易溶于水。施工时可以配成溶液使用，便于现场施工操作。引发剂的用量必须适宜，过多则反应速度太快，难以控制；过少则不易引发，反应不能正常进行，影响聚合物性能。本试验研究了引发剂用量对浆材凝胶时间以及凝胶体抗压强度的影响，试验结果如图5、图6所示。
　　从图5可以看出，当引发剂用量为1.65%时，灌浆材料凝胶体的抗压强度最佳，干养护条件下达到5.31MPa，湿养护条件下也能达到1.21MPa。继续增大引发剂用量，灌浆材料凝胶体的抗压强度反而下降。
　　由图6可以看出，灌浆材料凝胶时间随引发剂用量的增大而减小。当引发剂用量为1.65%时，灌浆材料的凝胶时间约为12min，单纯通过调节引发剂用量很难达到有效控制浆材凝胶时间的目的。本试验选择引发剂的用量为1.62%。 　　2.4、促进剂对灌浆材料的影响 　　加入少量的促进剂，即能有效降低固化温度，还可改善凝胶体的物理力学性能。本试验研究了促进剂用量对浆材凝胶时间和凝胶体抗压强度的影响，试验结果如图7、图8所示。
&　　从图7可以看出，要使凝胶体的抗压强度达到最佳，促进剂的用量必须适宜：当促进剂的质量百分数为0.55%时，效果最佳，干养护条件下的抗压强度为5.41MPa，湿养护条件下的抗压强度为2.45MPa。这是因为同在室温下的固化反应当促进剂用量较小时，氧化还原引发体系能有效引发单体聚合的活化能高，表现为聚合反应不完全，浆材凝胶体的抗压强度低；但是，使用过多的促进剂时，多余的促进剂会和产生的自由基反应，反而降低引发效率，造成浆材凝胶体力学性能的损失。从图8可以看出，随着促进剂用量的增大，浆材凝胶时间缩短。浆材在短时间内固化时，其内部因聚合反应放出的热量不能及时均匀在整个体系中传递，导致凝胶体内部局部过热而出现爆聚现象。浆材凝胶体由于局部爆聚难以形成均相体系，宏观上表现为浆材凝胶体力学性能的损失。因此，选择促进剂的用量应在一个合适的范围。但是，从图8中还可以看到，促进剂的用量对凝胶时间的影响不是很显著：当促进剂的质量百分数增大为1.65%，浆材的凝胶时间从不加促进剂时的6.81min缩短至4.37min，变化不明显。 　　2.5、缓凝剂对灌浆材料的影响 　　改变引发剂和促进剂的用量可以在小范围内控制阳离子型水性环氧树脂灌浆材料的凝胶时间，但是仍难以达到施工应用的要求。凝胶时间太短，浆液来不及渗透到足够大的范围，施工中出现漏灌部位，达不到设计的防渗效果，影响施工质量。凝胶时间过长，又会造成浆液浪费，延长施工时间，影响施工进度和经济效益。阳离子型水性环氧树脂灌浆材料采用水溶性的氧化还原引发体系，室温下引发聚合反应所需的活化能很低，浆材的固化速度很快，无法应用于实际生产，因此必须延长灌浆材料的凝胶时间。三氯化铁是一种无毒、阻聚效率较高的缓凝剂，可以消耗掉体系中的一部分自由基，达到延长凝胶时间的效果。本试验固定引发剂用量，考察了不同缓凝剂用量对浆液凝胶时间和浆材凝胶体抗压强度的影响。结果分别如图9和图10所示。
　　由图9可以看出，不加缓凝剂时浆材在5min内就凝胶，失去流动性。加入质量分数0.111%的缓凝剂时，凝胶时间就可以延长至46min，具有良好的可操作性。 　　由图10可以看出，加入缓凝剂不仅没有降低凝胶体的抗压强度，反而使抗压强度有较大程度的提高。这是因为加入的缓凝剂可反应掉一部分自由基，使阳离子水性环氧树脂聚合反应的自加速速率减缓，延长了浆材的凝胶时间。同时，同一时间内体系中存在的自由基不太多时，更有利于分子链的增长，从而使聚合物的分子量增大，提高了浆材凝胶体的抗压强度。 　　3、结语 　　（1）以制备的阳离子型水性环氧树脂为主剂，开发出一种新型的阳离子型水性环氧树脂灌浆材料。该材料既有较好的强度，又有一定的韧性，且可在水中固化，避免使用大量的有机溶剂，是一种值得开发的多用途的新型水性环氧灌浆材料。 　　（2）当含水量为65%时，树脂的黏度低至10.25mPaos，此时凝胶体的抗压强度在干养护和湿养护条件下仍然分别达到1.78MPa和0.63MPa，大于同等条件下的丙烯酸盐灌浆材料的抗压强度。 　　（3）当主交联剂占浆材的质量百分数为21.6%时，灌浆材料凝胶体的抗压强度达到4.62MPa，当副交联剂的质量百分数为3%时，干养护的抗压强度达到2.21MPa，湿养护的抗压强度达到1.23MPa。 　　（4）采用过硫酸铵-亚硫酸氢钠水溶性氧化还原引发体系。当引发剂用量为1.65%时，凝胶体的抗压强度最佳；当促进剂的质量百分数为0.55%时，效果最佳，干养护条件下的抗压强度为5.41MPa，湿养护条件下的抗压强度为2.45MPa。 　　（5）三氯化铁缓凝剂不仅可以有效延长浆材固化时间，还可以有效提高浆材凝胶体的抗压强度。
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主要用于：轨道基础、桥梁支撑座等受强压力区域灌浆以及铁、铁系杆、拉杆的钢性连接等。
产品简介：
&&& 本品采用优质饱和基环氧树脂、固化剂、多种改型助剂与硬质填料精制而成。具有高强早强、流动性好、韧性优良、耐腐蚀等特点。
产品特点：
1、高强早强：1天抗压强度&50Mpa ,可提供大大优于水泥基材料的抗压强度。
2、低放热峰值：可提供长达60分钟（25℃时）的操作时间，适合大体积灌浆使用。
3、流动性：流动度&300mm，可填充全部空隙，满足设备二次灌浆的要求。。
4、抗蠕变性能：可长期在-50℃至+80℃冻融交替、振动受压的恶劣物理工况下长期使用而无塑性变形，保证设备定位长期精确。
5、韧性：可以化解由动设备传递来的任何可能使水泥基灌浆层爆裂的动荷载。
6、耐腐蚀性：可以承受酸、碱、盐、油脂等化学品长期接触腐蚀。
产品用途：
1、适用于压缩机、泵、冲压机、粉碎机、球磨机等高振动性设备的二次灌浆安装以及易受化学侵蚀的设备基础区域灌浆。
2、适用于轨道基础、桥梁支撑座等受强压力区域灌浆以及铁、铁系杆、拉杆的钢性连接。
3、适用于混凝土、石头、钢、木板等基面作为自流平砂浆使用。
性能指标：
＞18000MPa
＞18500MPa
线性收缩率
HG/T2625-94
HG/T2625-94
＜1.0&10-3mm/mm （180天）
热膨胀系数
＜40&10-6mm/mm/℃（成型28天，0-60℃范围测试）
注: 1、预热、成型及养护在23&2℃、相对湿度50&5%实验条件下进行，其它条件按照相应标准执行。
&& 2、最终数据在23&2℃成型及养护7天后，再在60℃下加速养护6小时后测得。
施工工艺：
一、基层预处理：接触灌浆料的混凝土表面，须凿除其表面浮浆并露出坚实基层，保证灌浆面清洁、干燥、无油脂。&&&&
二、模板支设：模板须安装牢固，搭接处须密封处理（建议使用901快速堵漏剂或YJS-400封缝胶），并在模板内侧涂抹油脂、蜡或粘贴pvc胶带，以便于脱模。
三、施工温度要求：为获得最佳的工作状态，灌浆前最好将材料在15&-25℃&环境下放置24小时；施工时及随后24小时内环境温度控制5&-32℃&，&20℃&最为适宜。夏季施工避免中午高温，必要时应搭建遮阳棚；冬季气温较低时，应在灌浆区域搭建暖棚升温，保证施工环境温度大于&5℃&，施工宜选择中午。
四、材料配制：
1、按照A料：B料：C料=1：3：3的产品配合比检查产品包装数量、规格、型号、生产日期，确保产品在厂家规定的保值期内。
2、先将B料倒入配料用的桶中，边搅拌边缓慢加入C料，然后再将A料倒入桶中搅拌均匀。混合时间约5-10分钟，在气温较低时为了保证混合物的流淌性，可以适当减少C料的用量。
&五、灌浆施工：
1、灌浆应从一侧灌向另一侧，灌浆过程中可挤压但勿震捣，以避免夹杂空气滞留其中，且灌浆工作必须连续尽快完成。&灌浆结束后，用铁锤敲击设备基板，如发出叮叮声表明灌浆层密实，如发出咚咚声表明灌浆层空鼓。
2、灌浆距离大于&1.5m&时，应使用高位漏斗法灌浆，利用重力压差原理辅助灌浆。
3、单次灌浆厚度控制在&25mm&至&350mm&间，灌浆区域超过&&&&1.8m&&&&&&1.8m&时需于灌浆区域设置伸缩缝预留条；单次螺栓孔灌浆深度可达1500mm。
灌浆方式图示：
六、初凝、终凝与温度的关系
温 度&&&&&&&&&&&&
1、配制好的胶液应在45分钟内用完，严禁使用未拌合均匀或已处于初凝状态的胶泥。
2、A料和B料存放时间较长后会出现轻微分层现象，使用前应先搅匀方可使用。
3、严禁在潮湿基层使用本品，如基层潮湿须先做干燥处理，以免影响与基层的粘结力。
4、&使用时注意佩带必要防护用品并保持环境通风，接触皮肤后应及时洗净，如溅入眼内应立即用大量清水冲洗，严重情况须及时就医。
包装储存：
1、A料：标准包装规格为8公斤/桶，宜储存在5℃以上阴凉、通风环境中，避免阳光暴晒，密封状态下，保质期为6个月，可按一般货物运输。
2、B料：标准包装规格为24公斤/桶宜储存在5℃以上阴凉、通风环境中，避免阳光暴晒，密封状态下，保质期为6个月，可按一般货物运输。
3、C料：标准包装规格为24公斤/袋，宜储存在干燥、通风环境中，防水、防潮，未开封状态下保质期为6个月，可按一般货物运输。
郑重声明：
本资料中所提供的数据是基于我公司现有的知识、经验和条件，我们所进行的试验不可能完全囊括所有使用过程中可能产生影响的大量因素。本产品使用超出厂商控制，本公司不承担由于使用不当而产生的任何责任，使用时敬请参照本品说明书，相关问题请咨询当地经销商或本公司技术服务部门。
<span style="text-align: text-transform: background-color: rgb(255,255,255); text-indent: 0 letter-spacing: display: inline !im font: 14px/25px 宋体; white-space: float: color: rgb(51,51,51); word-spacing: 0 -webkit-text-stroke-width: 0px">卷心菜是富含谷胱甘肽（具有免疫增强功能）的另一植物。在当令时，卷心菜在冬季也很容易获得，而且不贵。把各种各样的卷心菜（白的，紫的，中国的）加到汤里，慢慢炖，可以让抗氧化物释放入汤中，从而增加食物的营养价值。本产品网址：/b2b/tanxiao321/sell/itemid-.html