肖智安

摘 要：為了更好地驗(yàn)證橋梁加固用環(huán)氧樹脂膠粘劑性能，現(xiàn)利用橋梁填料工藝，通過利用硅微粉、高嶺土、膨潤土、滑石粉、碳酸鈣、水泥和粉煤灰7種不同橋梁填料配置環(huán)氧樹脂膠粘劑，然后，將該膠粘劑分別放置在3種不同施工環(huán)境下，研究鋼對鋼拉伸剪切強(qiáng)度的具體影響，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)7種橋梁填料主要成分、密度以及環(huán)氧樹脂的特點(diǎn)，全面分析鋼對鋼拉伸剪切強(qiáng)度的影響因素，并針對環(huán)氧樹脂膠粘劑性能，選出合適的環(huán)氧樹脂膠粘劑填料，以保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。結(jié)果表明，在橋梁填料工藝下，橋梁加固用環(huán)氧樹脂膠粘劑具有良好的性能，被廣泛地應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化中，為保證橋梁結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性提供有力的保障。

關(guān)鍵詞：橋梁填料;橋梁加固;環(huán)氧樹脂;膠粘劑性能

中圖分類號：TQ433.4+37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-5922（2021）07-0026-03

Study on performance of epoxy resin adhesive for bridge reinforcement under bridge filling process

Xiao Zhian

（SouthwestTransportationConstructionGroupCo.， Ltd.， Kunming 650217， China）

Abstract：In order to better verify the performance of epoxy resin adhesive for bridge reinforcement， the bridge filler technology is used to prepare epoxy resin adhesive by using seven different bridge fillers， namely， silica powder， kaolin， bentonite， talc powder， calcium carbonate， cement and fly ash， and then the adhesive is placed in three different construction environments to study the tensile shear strength of steel to steel On this basis， according to the main composition， density and the characteristics of epoxy resin of seven kinds of bridge fillers， the influencing factors of steel to steel tensile shear strength are comprehensively analyzed， and according to the performance of epoxy resin adhesive， the appropriate epoxy resin adhesive filler is selected to ensure the stability， reliability and safety of bridge structure. The results show that the epoxy resin adhesive for bridge reinforcement has good performance under the bridge filler technology， and is widely used in the design and optimization of bridge structure， which provides a strong guarantee for the firmness and stability of bridge structure.

Key words：bridge filler; bridge reinforcement; epoxy resin; adhesive performance

最近幾年，雖著車輛荷載力不到增強(qiáng)以及交通車輛不到增多，我國對橋梁結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性提出了更高的要求，旨在保證人們出行的可靠性和安全性。在這樣的背景下，環(huán)氧樹脂膠粘劑應(yīng)運(yùn)而生，該膠粘劑憑借著自身良好的性能，被廣泛地應(yīng)用于膠粘劑、涂料加固等各個(gè)領(lǐng)域中，為保證橋梁結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性發(fā)揮出重要作用。因此，為了進(jìn)一步提高環(huán)氧樹脂膠粘劑的性能，如何利用橋梁填料不斷提高橋梁加固用環(huán)氧樹脂膠粘劑性能是相關(guān)部門必須思考和解決的問題。

1 試驗(yàn)過程

1.1 試驗(yàn)原料、儀器及設(shè)備

在本次試驗(yàn)中，所選用的原料主要以橋梁填料為主[1]，該填料包含以下7種不同的成分，如硅微粉、高嶺土、膨潤土、滑石粉、碳酸鈣、水泥和粉煤灰;所選用的儀器設(shè)備主要有以下3種：型號為GDW4025試驗(yàn)箱、斜拖試驗(yàn)、型號為FS-0.4分散機(jī)、型號為6050E噴砂機(jī)。

1.2 結(jié)構(gòu)膠的配方組成

試驗(yàn)被劃分為A組試驗(yàn)和B組試驗(yàn)，其中，在A組試驗(yàn)中，結(jié)構(gòu)膠在配置的過程中，主要按照如表1所示的混合比，利用環(huán)氧樹脂、橋梁填料、稀釋劑和觸變劑等各種成分進(jìn)行配置的，高速分散機(jī)均勻分散時(shí)間為40min，通過利用三軸研磨機(jī)，將研磨遍數(shù)控制為3遍，所得到的A組配方具有細(xì)膩、均勻、觸變性能良好等特征[2]，B組固化劑在整個(gè)配置中，主要按照一定的比例進(jìn)行配置，在此基礎(chǔ)上，將配置后的材料放置于A組中，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，使其能夠混合均勻，以達(dá)到保證攪拌脫泡的目的。總之，為了進(jìn)一步保證試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性和有效性，試驗(yàn)人員要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，加強(qiáng)對結(jié)構(gòu)膠的科學(xué)配置，只有這樣，才能選用科學(xué)合理的橋梁填料，從而為有效地環(huán)氧樹脂膠粘劑性能，保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和可靠性，滿足人們安全出行需求打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.3 試樣制備及測試

為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，試驗(yàn)人員要重視對試樣的制備和測試。首先，將拉伸剪切試件的寬度、長度分別設(shè)置為25mm和12.5mm，然后，使用鉛筆，在鋼片粘接端處畫出一條橫線，在此基礎(chǔ)上，利用噴砂機(jī)，去除鋼片表面的油污、鐵銹，確保鋼片表面的光滑性和干凈性，同時(shí)，還要采用固化的方式[3]，利用鋼對鋼拉伸剪切試件，將試件養(yǎng)護(hù)溫度控制在23℃以下，同時(shí)，將試件養(yǎng)護(hù)時(shí)間設(shè)置為7d，對試樣整體性能進(jìn)行測試，測試后的試件如圖1試件樣圖A所示，從圖中可以看出，該鋼片表面表面光滑，沒有出現(xiàn)生銹現(xiàn)象。

此外，試驗(yàn)人員還可以借助濕面施工方式，嚴(yán)格按照加固材料鑒別相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，將濕面施工、固化型鑒定進(jìn)行有效結(jié)合。此外，還要將A、B兩組試驗(yàn)分別放置在高低溫箱中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間統(tǒng)一控制為0.5h，同時(shí)，還要將其放置于5℃溫箱中進(jìn)行拌膠處理，然后，采用粘接的方式[4]，利用濕毛巾，對其進(jìn)行擦試處理，確保粘接端的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性，然后，對試驗(yàn)進(jìn)行測試，測試后的試件如圖2試件樣圖B所示，從圖中可以看出，該鋼片表面出現(xiàn)了較為嚴(yán)重銹蝕現(xiàn)象。

鋼片表面銹蝕現(xiàn)象較為嚴(yán)重，為此，試驗(yàn)人員要采用水下養(yǎng)護(hù)的方式，將固化處理后的試樣進(jìn)行精準(zhǔn)測試，確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。一旦發(fā)現(xiàn)鋼片表面出現(xiàn)嚴(yán)重的生銹現(xiàn)象[5]，試驗(yàn)人員要利用鋼對鋼拉伸剪切試件，將水下養(yǎng)護(hù)時(shí)間控制在7d之內(nèi)，然后，采用再次固化的方式，對高低溫箱進(jìn)行拌膠處理，避免因鋼片表面出現(xiàn)生銹現(xiàn)象而嚴(yán)重影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，試驗(yàn)人員要根據(jù)相關(guān)要求，將試樣制備工作和測試工作落實(shí)到位。當(dāng)剪切試件處于水下施工或者水下固化狀態(tài)時(shí)，試驗(yàn)人員要將A、B兩組分別放置于5℃的溫箱內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為0.5h，同時(shí)，還要分別對其進(jìn)行攪拌處理，在此基礎(chǔ)上，將所有鋼片放置于水下，然后，在水下，對鋼片進(jìn)行粘接操作，確保鋼片安裝的穩(wěn)固性，當(dāng)鋼片在水下養(yǎng)護(hù)40d后，對其進(jìn)行測試，測試后的試件如圖3試件樣圖C所示，從圖中可以看出，該鋼片表面出現(xiàn)了非常嚴(yán)重銹蝕現(xiàn)象。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

不同橋梁填料膠粘劑力學(xué)性能如表2所示，從表中的數(shù)據(jù)可以看出，在整個(gè)環(huán)氧樹脂膠粘劑中，第3組的固化性能表現(xiàn)最差，這是由于膨潤土具有密度小、吸油性良好等特征，與環(huán)氧樹脂膠粘劑無法相容;第4組、5組和6組均利用了混凝土材料，其環(huán)氧樹脂膠粘劑性能符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求[6]，這是由于滑石粉、碳酸酐造環(huán)氧樹脂膠粘劑中具有分散均勻、相容性良好等特征。在進(jìn)行濕面施工的過程中，僅僅第3組沒有大膽濕面施工相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，因此，嚴(yán)重影響了橋梁結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性。而硅微粉具有疏水功能，因此，很好地避免水汽對其產(chǎn)生的不良影響。此外，水泥與水汽接觸后，可以發(fā)生硬化反應(yīng)，極大地提高了環(huán)氧樹脂膠粘劑力學(xué)性能。在進(jìn)行水下施工的過程中，為了保證環(huán)氧樹脂膠粘劑的性能，試驗(yàn)人員要將固化性能的較差的試樣進(jìn)行針對性處理，同時(shí)，還要將A組中添加各種含有硅酸鹽的橋梁填料，然后，利用該橋梁填料的溶解性特征，進(jìn)一步提高試樣的親水性，確保粘接性能不斷下降。在第一組試樣中，發(fā)現(xiàn)所選用的硅微粉含有大量的二氧化硅，而二氧化硅在水中表現(xiàn)出比較高惰性，親水性能較差，但是，在這個(gè)環(huán)氧樹脂膠粘劑中能夠均勻分散，因此，這種橋梁填料被視為比較理想的固化結(jié)構(gòu)材料。另外，橋梁填料含有大量的水泥，因此，這種類型的橋梁填料具有價(jià)格低廉、固化性能良好等特征，能夠極大地保證試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，最后，以硅微粉為橋梁填料的環(huán)氧樹脂膠粘劑在水下環(huán)境中表現(xiàn)出較高的剪切強(qiáng)度，這是由于硅微粉屬于一種惰性填料，不會和水產(chǎn)生任何反應(yīng)，在整個(gè)環(huán)氧樹脂膠粘劑中均勻地分布，因此，含有硅微粉的橋梁填料可以用在環(huán)氧樹脂膠粘劑的填料，而膨潤土具有較低的剪切強(qiáng)度，吸油性能較高、難以與環(huán)氧樹脂進(jìn)行有效地融合，難以均勻分散，所以，膨潤土不適合用作環(huán)氧樹脂膠粘劑填料。

此外，在進(jìn)行水下施工環(huán)氧樹脂膠粘劑中，發(fā)現(xiàn)第2組、第3組、第6組和第7組均具有固化性能低特征，這是由于環(huán)氧樹脂A組橋梁填料含有大量的金屬硅酸鹽，硅酸鹽具有一定的溶解性，能夠與水進(jìn)行快速融合，使得硅酸鹽的親水性不斷增強(qiáng)，造成硅酸鹽的粘接性能不斷下降。但是第1組的固化性能較好，這是由于第1組的硅微粉內(nèi)部含有二氧化硅，二氧化硅在水中通常表現(xiàn)出一定的惰性，因此，二氧化硅的親水性相對較差，在環(huán)氧樹脂膠粘劑中分散相對均勻，因此，第1組環(huán)氧樹脂膠粘劑通常被作為比較理想的橋梁填料，為進(jìn)一步提高環(huán)氧樹脂膠粘劑性能打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?？傊?，為了進(jìn)一步地提高環(huán)氧樹脂膠粘劑的性能，試驗(yàn)人員要橋梁填料工藝下，選用合適的橋梁填料，只有這樣，才能充分發(fā)揮和利用環(huán)氧樹脂的應(yīng)用價(jià)值，實(shí)現(xiàn)環(huán)氧樹脂膠粘劑性能不斷提高。

3 結(jié)語

綜上所述，通過以上試驗(yàn)，得到以下結(jié)論：

（1）通過將水泥用作環(huán)氧樹脂膠粘劑的填料，使得環(huán)氧樹脂膠粘劑具有價(jià)格低廉，相容性良好，分散均勻等特征，還能避免沉淀現(xiàn)象的發(fā)生，為進(jìn)一步提高黏接性能發(fā)揮出重要作用。

（2）硅微粉不能與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，便于更好地過濾和處理不溶物。

（3）通過將水泥用作橋梁填料的重要環(huán)氧樹脂膠粘劑，可以提高環(huán)氧樹脂膠粘劑性能，為保證橋梁結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（4）通過將水泥用作環(huán)氧樹脂膠粘劑的橋梁填料，盡管可以提高環(huán)氧樹脂膠粘劑性能，但是由于水下粘接度過低，無法保證橋梁結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性，因此，水泥不適用于對環(huán)氧樹脂膠粘劑橋梁填料的配置。由此可見，在橋梁填料工藝下，為了最大限度地提高環(huán)氧樹脂膠粘劑性能，試驗(yàn)人員要嚴(yán)格按照以上試驗(yàn)結(jié)論，采用橋梁加固的方式，不僅地優(yōu)化和完善環(huán)氧樹脂膠粘劑性能，只有這樣，才能更好地普及和推廣環(huán)氧樹脂膠粘劑，為進(jìn)一步提高橋梁的穩(wěn)定性、可靠性和安全性，滿足人們的安全出行提供有力的保障。

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