李福志 張新建 李歡

收稿日期：2013-09-16

作者簡介：李福志（1947-），男，高級工程師，原武漢粘接學(xué)會(huì)常務(wù)副理事長兼秘書長。中國環(huán)氧樹脂應(yīng)用技術(shù)學(xué)會(huì)理事，華中分會(huì)秘書長，多年從

事膠粘劑及環(huán)氧樹脂開發(fā)應(yīng)用工作，已發(fā)表論文80余篇。

摘要：介紹了應(yīng)用納米橡膠改性環(huán)氧作水下結(jié)構(gòu)膠之研制過程，其中針對水下固化粘接機(jī)理、納米橡膠在環(huán)氧膠粘劑中的增韌機(jī)理、特種水下固化劑的選用、自制潤濕劑的合成、納米無機(jī)粉料的觸變作用等進(jìn)行優(yōu)化組合開發(fā)出具有高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)膠，并應(yīng)用于水下粘接、堵漏、補(bǔ)強(qiáng)加固等方面。

關(guān)鍵詞：納米橡膠改性環(huán)氧；特種水下固化劑；高分子潤濕劑；觸變劑

中圖分類號：TQ433.4+3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-5922（2013）11-0036-02

1 概述

中交集團(tuán)二航工程局是以港口、碼頭、橋梁、道路為主并延伸至水庫、大壩、大型建筑、工礦設(shè)施的承包施工單位。在施工應(yīng)用中大量應(yīng)用了一些新型材料，其中包括用于加固的建筑結(jié)構(gòu)膠（植筋膠、粘鋼膠、碳纖維膠等）。針對水工建筑，特別是水下建筑的粘接補(bǔ)強(qiáng)，該局需要一種高性能水下膠粘劑，9508廠承擔(dān)了研制任務(wù)，二航工程局負(fù)責(zé)膠粘劑的應(yīng)用試驗(yàn)，取得了較好效果。

2 研制過程

2.1 水下環(huán)境粘接的基本要求

①膠粘劑在水下不流散、不溶于水且能斥水；②膠體進(jìn)入水下界面后能直接對粘接面浸潤、涂覆及較快固化定位；③固化后有很強(qiáng)的粘附力及長久耐水性；④水下施工簡單、方便、不污染環(huán)境。

2.2 水下膠粘劑配方設(shè)計(jì)思路

普通環(huán)氧樹脂及一般的固化劑在水下固化困難，濕潤性差，粘接性能差，耐水性也不強(qiáng)。主要原因是：①普通環(huán)氧樹脂雖不溶于水，但胺固化劑一般都溶于水，在水下活性降低，固化不完全；②普通環(huán)氧樹脂不易粘附在被粘物上，而會(huì)分散、流失；③增韌劑也大都溶于水，水下起不到增韌作用。

為了解決這些問題，采用納米橡膠改性環(huán)氧樹脂為主粘料，選用斥水性強(qiáng)的特種胺改性固化劑，添加在水中對被粘面有潤濕作用的潤濕劑（自制）、具有觸變功能的納米填料作增強(qiáng)材料，及其他輔料制成了水下環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠，并進(jìn)行了優(yōu)化配比試驗(yàn)。

2.3 參考配方（質(zhì)量份）

納米橡膠改性環(huán)氧樹脂 30～50

普通環(huán)氧樹脂 70～50

特種水下固化劑溫表 50

（湖南長沙普照生化科技有限公司）

潤濕劑（自制） 適量

納米二氧化硅 適量

促進(jìn)劑 1～2

偶聯(lián)劑 1～3

活性填料（偶聯(lián)化硅微粉） 適量

其他改性助劑 適量

甲乙組分配比：m甲∶m乙≈1∶1

2.4 膠粘劑主要性狀及技術(shù)指標(biāo)

①甲組分為灰白色黏稠糊狀物，乙組分為淺黃至棕黃色黏稠糊狀物。

②甲、乙組分混合黏度為4～5萬mPa·s。

③100 g配比物水下初凝時(shí)間為45～60 min，適用期不大于30 min，初固時(shí)間為2～3 h，72 h完全固化（常溫，水下）。

按照中華人民共和國交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T 215—95，水下膠粘劑技術(shù)要求、試驗(yàn)方法及技術(shù)指標(biāo)見表1。

3 應(yīng)用實(shí)例

1）天津港貨運(yùn)碼頭破損加固：該貨運(yùn)碼頭在?？控涊啎r(shí)因操作失誤，致使碼頭支柱破裂、失穩(wěn)。在清理破損面后，在岸上配好水下結(jié)構(gòu)膠，涂敷在橡膠板上，由潛水員下潛至水下12 m破損處，用刮涂的方法進(jìn)行修補(bǔ)。歷經(jīng)2次漲、落潮后，下潛觀察，固化完好。破壞性試驗(yàn)是混凝土破壞，膠粘面牢固無脫落，1個(gè)星期后投入正常使用。至今已有10年仍運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

2）湖北漳河水庫、廈門某水庫，因管涌出現(xiàn)險(xiǎn)情。將水下結(jié)構(gòu)膠在岸上配好后，由潛水員對準(zhǔn)漏點(diǎn)直接堵漏，固持約0.5 h后立即止住管涌。漳河水庫應(yīng)用已8年，后檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)粘貼牢固。廈門某水庫是今年上半年施工的，已有3個(gè)月，長期效果有待觀察。

3）湖北黃石某港口碼頭的現(xiàn)場修補(bǔ)。也是在今年上半年加固的，經(jīng)驗(yàn)收合格，投入了正常使用。

4）某商場漬水和某污水處理廠加固工程均采用水下結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行堵漏，效果良好。

4 結(jié)語

本膠粘劑研發(fā)已有10年，水下粘接、修補(bǔ)效果較好，但由于水下環(huán)境條件復(fù)雜，膠粘劑還需要完善和改進(jìn)，如快速粘接、低溫粘接、常溫固化耐高溫、腐蝕性環(huán)境下粘接等方面還有待改進(jìn)。

致謝：湖南省長沙普照公司范總及費(fèi)工提供了特種固化劑及指導(dǎo)意見，中交二航局技術(shù)人員提供了施工條件及應(yīng)用，特致謝意！

參考文獻(xiàn)

[1]胡玉明.環(huán)氧固化劑及添加劑[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011：7.

[2]中華人民共和國交通部.JT/T 215-95水下膠粘劑技術(shù)要求和試驗(yàn)方法[D].1995-09-07.