“表面特征”對(duì)環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘的影響

以環(huán)氧樹脂為主料研制而成的低粘度建筑結(jié)構(gòu)膠，是應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件及結(jié)構(gòu)工程中粘接的新型材料，已廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中承受較大載荷的各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的粘接、加固和補(bǔ)強(qiáng)工程、橋梁工程、飛機(jī)跑道、公路修建的補(bǔ)強(qiáng)加固，或防滲堵漏灌漿等領(lǐng)域，并顯示出諸多優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際施工中粘接質(zhì)量受諸多因素的影響，且施工方對(duì)了解較少，而了解較多的供應(yīng)商一般又不參與施工。針對(duì)這一信息不對(duì)稱局面有必要專門進(jìn)行知識(shí)普及，內(nèi)容是“工藝參數(shù)對(duì)環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘有何影響”，重點(diǎn)在“粘合表面特征”。

    在膠粘劑的工程應(yīng)用中影響粘接質(zhì)量的因素主要是：環(huán)境因素、固化工藝參數(shù)、被粘物表面處理等，低粘度結(jié)構(gòu)膠不但面臨這些問題，而且由于其粘度低極易流淌造成粘合面缺膠，給施工帶來許多困難，對(duì)此研究是非常緊迫的任務(wù)且具有工程實(shí)用價(jià)值。從低粘度結(jié)構(gòu)膠的施工角度講，由于粘度低很容易造成流膠、粘接面缺膠現(xiàn)象，其固化工藝對(duì)粘接效果有相當(dāng)大的影響，稍有變化就會(huì)影響到粘接效果。要得到性能優(yōu)良、穩(wěn)定的粘接效果，除合理的選擇膠粘劑和采用適當(dāng)?shù)慕宇^設(shè)計(jì)外，采用正確合理的粘接工藝是十分重要的，粘接工藝合理與否是粘接工作成敗的關(guān)鍵。

   實(shí)踐表明，影響因素中首要的就是對(duì)粘接強(qiáng)度的影響。表面特征影響到結(jié)構(gòu)膠對(duì)其表面的浸潤(rùn)性進(jìn)而影響到粘接質(zhì)量，如在粘鋼加固中，混凝土表面因碳化作用和Ca(OH)₂的析出而形成疏松粉層導(dǎo)致粘接強(qiáng)度下降，因此在施膠之前必須使混凝土表面清潔、平整。通常對(duì)于很舊很臟的混凝土構(gòu)件的粘合面，應(yīng)先用硬毛刷沾高效洗滌劑刷除表面油垢污物，再對(duì)其打磨除去2～3mm厚表層直至露出新面；如混凝土表面不是很舊很臟可直接對(duì)粘合面進(jìn)行打磨，去掉1～2mm厚表層并用壓縮空氣除去粉塵或用清水沖洗干凈，待完全干燥后用潔凈棉布沾丙酮擦拭表面即可。對(duì)于鋼板表面一般不同程度地吸附了一層有機(jī)或無機(jī)的污染物，為了保證粘接效果必須除去這些污染物，一般用工業(yè)酒精擦拭并用平砂輪打磨表面直至出現(xiàn)金屬光澤，打磨粗糙度盡可能大。總之在結(jié)構(gòu)膠使用之前應(yīng)保證粘合面的清潔、平整和適宜的粗糙度的要求以獲得良好的粘接效果。

    此外粘接強(qiáng)度還與被粘物表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)和幾何形狀有關(guān)，在膠接前對(duì)被粘物表面進(jìn)行化學(xué)處理和偶聯(lián)劑處理都能明顯提高粘接強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)表明用偶聯(lián)劑對(duì)被粘物表面進(jìn)行處理，2種試驗(yàn)條件均使剪切強(qiáng)度提高，鋼一混凝土粘接拉伸試驗(yàn)中混凝土破壞，且試驗(yàn)條件b可使剪切強(qiáng)度提高到25.47MPa，比未處理時(shí)提高了37.2%?？梢娺@是一種有效的強(qiáng)化粘接手段?？紤]到施工現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，偶聯(lián)劑處理不經(jīng)高溫效果更顯著，有資料表明：偶聯(lián)劑處理的被粘物表面，自然干燥后施工其鋼一鋼剪切強(qiáng)度可提高20%。

溫度對(duì)粘接強(qiáng)度也有明顯的影響，試驗(yàn)表明，溫度高時(shí)做成的試驗(yàn)試件比溫度低時(shí)強(qiáng)度要高。

實(shí)際施工中都應(yīng)嚴(yán)格要求基礎(chǔ)面保持干燥，潮濕面須烘干或充分風(fēng)干；否則，環(huán)氧樹脂和基面之間容易產(chǎn)生圓形凹窩現(xiàn)象，粘結(jié)面就象不沾油那樣發(fā)生環(huán)狀散孔或在界面上會(huì)形成水膜，大大降低粘結(jié)強(qiáng)度和涂層抗壓、抗拉強(qiáng)度，甚至發(fā)生短時(shí)間即告脫落。

     我們根據(jù)環(huán)氧樹脂的主要結(jié)構(gòu)和固化機(jī)理進(jìn)行剖析，認(rèn)為只有想辦法降低環(huán)氧樹脂在固化反應(yīng)時(shí)的表面張力或界面張力，才能充分提高環(huán)氧樹脂砂漿和環(huán)氧樹脂膠泥的潤(rùn)濕性和粘接力，而選擇合適的表面活性劑是一種簡(jiǎn)便有效的途徑。