摘 要：為研究建筑結(jié)構(gòu)緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土中緩凝粘合劑的應(yīng)用配比，將固化劑與硅膠按照2∶100的比例配制成膠液，澆注后使其固化獲得制備好的硅膠模具，應(yīng)用試驗(yàn)材料制備緩凝粘合劑，設(shè)計(jì)10種鄰苯二甲酸二丁酯與環(huán)氧樹脂的混合比例，制備10種不同的樣品，分2批配制緩凝砂漿，用于包裹預(yù)應(yīng)力筋，當(dāng)混凝土試塊澆筑9 d后，對緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋實(shí)施張拉操作。依照配比的順序共制備30個緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土試件。結(jié)果表明，當(dāng)鄰苯二甲酸二丁酯加入量為25、20 g，環(huán)氧樹脂加入量為120、125 g時(shí)，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土試件的力學(xué)性能與抗震性能均較好。

關(guān)鍵詞：緩凝粘合劑；環(huán)氧樹脂；緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土

中圖分類號：

TQ437+.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：

A文章編號：

1001-5922（2024）01-0001-04

Application of retarding adhesive in retard-bonded prestressed concrete of building structure

FENG Jingqiao1，WANG Bo2，WANG" Zijin1，YAN Donghan1

（1.Jilin Earthquake Agency，Changchun 130117，China;

2.Key Laboratory of Building Collapse Mechanism and

Disaster Prevention，Sanhe 065201，Hebei China）

Abstract：To study the application ratio of retarding adhesive in retard-bonded prestressed concrete of building structure，the curing agent and silicone were mixed in a ratio of 2∶100 to prepare the glue solution，which was poured and cured to obtain the prepared silicone mold.The retarding adhesive was prepared using the test materials，10 kinds of mixtures of dibutyl phthalate and epoxy resin were designed，and 10 different samples were prepared.The retarding mortar was prepared in two batches for wrapping the prestressed reinforcement.After the concrete test block were cast for 9 days，the retard-bonded prestressed reinforcement were tensioned.A total of 30 retard-bonded" prestressed concrete specimens were prepared according to the sequence of proportions.The results showed that when the amount of dibutyl phthalate was 25 and 20 g，and the amount of epoxy resin was 120" and 125 g，the mechanical and seismic properties of the retard-bonded prestressed concrete specimens were good.

Key words：retarding adhesive;epoxy resin;retard-bonded prestressed concrete

在后張法中，可以將預(yù)應(yīng)力混凝土建筑結(jié)構(gòu)直接分為2種類型：一種是有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土建筑結(jié)構(gòu)；另一種則是無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土建筑結(jié)構(gòu)。其中后者使用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，不進(jìn)行灌漿，混凝土與鋼筋間保持一定程度的滑動［1］。這種結(jié)構(gòu)施工工序較少，安全性低、抗震性能差，難以在強(qiáng)震地區(qū)使用［2］。前者使用粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，然而該結(jié)構(gòu)施工工藝十分復(fù)雜，且在施工中必須使用大型張拉設(shè)備［3］。

為克服這2種結(jié)構(gòu)各自的缺陷，并結(jié)合二者的優(yōu)點(diǎn)，研究緩凝粘合劑在建筑結(jié)構(gòu)緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土中的應(yīng)用。

1 試驗(yàn)材料與儀器

1.1 試驗(yàn)材料

在試驗(yàn)中，使用的材料包括環(huán)氧樹脂、稀釋劑、固化劑等，具體如表1所示［4］。

1.2 試驗(yàn)儀器設(shè)備

主要試驗(yàn)儀器設(shè)備［5］：

NETZSCH STA 449C型差示掃描量熱儀，皆準(zhǔn)儀器設(shè)備有限公司；

XD-121A型微機(jī)控制電子拉力試驗(yàn)機(jī)，鉑悅儀器有限公司；

LX-A型邵氏硬度計(jì)，東來檢測儀器有限公司；

HMD-3型恒溫箱，鉑溫儀器有限公司；

ONK630型真空機(jī)，納士機(jī)械有限公司；

EXJ-2型攪拌機(jī)，盛達(dá)傳動攪拌設(shè)備制造有限公司；

9000-20000型烘箱，善志儀器設(shè)備有限公司；

SE85型黏度計(jì)，東來檢測儀器有限公司；

FF243型智能張拉設(shè)備以及DE-KFAK型地震載荷模擬裝置，雷姆專業(yè)設(shè)備生產(chǎn)廠。

1.3 緩凝粘合劑制備

在制備緩凝粘合劑前首先對硅膠模具進(jìn)行制備。將固化劑與硅膠按照2∶ 100的比例配制成膠液，對膠液進(jìn)行充分?jǐn)嚢韬髮⑵浞湃胝婵諜C(jī)中將其中的氣泡脫除，接著直接澆注入模具中，放入恒溫箱中后使其固化，當(dāng)完全固化后即獲得制備好的硅膠模具［6］。緩凝粘合劑的制備過程具體如下：

（1）混合鄰苯二甲酸二丁酯與環(huán)氧樹脂并進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，?dāng)攪拌至黏稠狀后，按照3∶7的比例混合正丁醇與甲苯，混合后取20 g加入到鄰苯二甲酸二丁酯與取環(huán)氧樹脂的混合物中，加入10 g領(lǐng)苯二甲酸二丁酯后進(jìn)行充分?jǐn)嚢柚钡交旌暇鶆颍?］；

（2）在攪拌機(jī)中加入上一步驟的混合物與40 g填料。其中石膏粉、滑石粉、水泥的配比為1∶1∶2；

（3）在上一步驟的混合物中加入固化劑50 g，其中二氰二胺、腰果酚、聚酰胺的配比為2∶2∶1。攪拌均勻后將樣品放入烘箱中，完成緩凝粘合劑的制備［8］。

設(shè)計(jì)10種鄰苯二甲酸二丁酯與環(huán)氧樹脂的混合比例，分別制備10種不同的樣品，具體如表2所示［9］。

1.4 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土試件制備

在制備緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土試件前，需要制備混凝土［10］。在制備混凝土?xí)r，水、減水劑、中砂、石灰石碎石以及硅酸鹽水泥的用量分別為20、50、78、120和0.5 kg。

在澆筑混凝土?xí)r，共制備30個立方體試塊，試塊尺寸為700 cm×300 cm×300 cm，在25 ℃的溫度條件下對試塊進(jìn)行9 d的養(yǎng)護(hù)［11］。

其中緩凝砂漿分別按照

各種材料用量及表2進(jìn)行配比，共配置10種緩凝砂漿［12］。該批緩凝砂漿主要用于使用塑料布包裹預(yù)應(yīng)力筋。其中，河砂、水泥、水、減水劑、膨脹劑與緩凝粘合劑的第1批緩凝砂漿配置用量分別為13、13、4、0.7、0.07和0.265 kg，第2批則分別為13、13、6、0.7、0.07和0.265 kg。

其中緩凝砂漿同樣分別按照表2進(jìn)行配比，共配置10種緩凝砂漿。該批緩凝砂漿主要用于使用PVC塑料管對預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行包裹。

在制備緩凝砂漿時(shí)，試驗(yàn)中的緩凝時(shí)間為11 d。當(dāng)混凝土試塊澆筑9 d后，對緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉。此時(shí)緩凝砂漿還未完全凝結(jié)，當(dāng)完成張拉后，緩凝砂漿會逐漸凝結(jié)硬化。依照表2配比的順序共制備30個緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土試件，其中試件A1～A10用于測試?yán)魪?qiáng)度，試件B1～B10用于測試彎曲強(qiáng)度，試件C1～C10用于測試抗震性能。

2 性能測試

2.1 緩凝粘合劑固化過程研究

隨著固化時(shí)間的增加，緩凝粘合劑的黏度變化情況如圖1所示。

隨著固化反應(yīng)不斷進(jìn)行，緩凝粘合劑的固化過程表現(xiàn)出3個階段，第1個階段是固化初期，此時(shí)緩凝粘合劑為具備流動性的液體狀態(tài)，黏度最大，超過80 MPa·s。第2個階段是固化中期，固化反應(yīng)增大，黏度大幅降低。第3個階段是固化后期，緩凝粘合劑呈現(xiàn)固體狀態(tài)，黏度消失。

隨著固化時(shí)間的增加，緩凝粘合劑的硬度變化情況如圖2所示。

在固化后期，開始能夠測量緩凝粘合劑的硬度，隨著固化反應(yīng)不斷進(jìn)行，緩凝粘合劑的硬度逐漸增加，最終達(dá)到最大。

2.2 力學(xué)性能測試

首先使用微機(jī)控制電子拉力試驗(yàn)機(jī)對試件的拉剪強(qiáng)度進(jìn)行測試，測試結(jié)果如表3所示。

由表3可知，在緩凝粘合劑樣品序號為7、8時(shí)，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土試件拉剪強(qiáng)度較大。當(dāng)鄰苯二甲酸二丁酯加入量為15 g，環(huán)氧樹脂加入量為130 g時(shí)，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土試件的拉剪強(qiáng)度達(dá)到最高，為52.853 MPa；此后在鄰苯二甲酸二丁酯加入量逐漸增加，環(huán)氧樹脂加入量逐漸減少的情況下，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土試件的拉剪強(qiáng)度大幅下降。

使用智能張拉設(shè)備對試件的抗彎性能進(jìn)行測試，在測試中，采用的加載方式為三分點(diǎn)兩點(diǎn)靜力同步單調(diào)加載方式，需要進(jìn)行多次加載，直到試件達(dá)到最大承載力。設(shè)置的加載速度為5 kN/min，以達(dá)到緩慢加載的效果。首先對極限彎矩與開裂彎矩進(jìn)行測試，測試結(jié)果如表4所示。

由表4可知，當(dāng)鄰苯二甲酸二丁酯加入量為20 g，環(huán)氧樹脂加入量為125 g時(shí)，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土試件的開裂彎矩與極限彎矩均達(dá)到最高，其中開裂彎矩達(dá)到256.30 kN·m，極限彎矩達(dá)到448.63 kN·m。當(dāng)鄰苯二甲酸二丁酯加入量為25 g，環(huán)氧樹脂加入量為120 g時(shí)，試件的開裂彎矩與極限彎矩也較高。

2.3 抗震性能測試

利用C1～C10試件對抗震性能進(jìn)行測試。在測試中，使用的加載裝置為地震載荷模擬裝置，有2種加載制度，一種是恒軸力加載制度，另一種是拉-壓變軸力加載制度，在預(yù)應(yīng)力筋與混凝土中部布設(shè)應(yīng)變片，對對應(yīng)位置的應(yīng)變進(jìn)行測量，測量結(jié)果如表5所示。

由表5可知，當(dāng)鄰苯二甲酸二丁酯加入量為25、20、15 g，環(huán)氧樹脂加入量為120、125、130 g時(shí)，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土試件的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)變與混凝土應(yīng)變都較小，分別在40、27 kPa左右。

3 結(jié)語

在緩凝粘合劑與緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的制備與關(guān)聯(lián)性研究中發(fā)現(xiàn)，鄰苯二甲酸二丁酯與環(huán)氧樹脂的配比會影響緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的性能。通過多種測試發(fā)現(xiàn)了較佳配比，取得了一定研究成果。

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