夯固牌植筋膠的研制及性能測(cè)試

□ 劉雪君　南京夯固建筑技術(shù)發(fā)展有限公司

夯固牌植筋膠的研制及性能測(cè)試

□ 劉雪君南京夯固建筑技術(shù)發(fā)展有限公司

本文通過與傳統(tǒng)的后錨固技術(shù)相比較，提出了研制化學(xué)植筋膠的必要性，理清了研制化學(xué)植筋膠的思路， 經(jīng)過試驗(yàn)成功地使產(chǎn)品工業(yè)化，結(jié)合產(chǎn)品性能論述了不飽和聚酯樹脂植筋膠的特點(diǎn)，并結(jié)合已有的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提出了其主要性能檢測(cè)的常用方法。本產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了或超過了國外先進(jìn)水平。

植筋；不飽和聚酯樹脂；性能檢測(cè)；膠粘劑

1.前言

我國最早應(yīng)用的植筋錨固膠（或稱固定用建筑膠粘劑或稱建筑結(jié)構(gòu)膠）一般是環(huán)氧基錨固膠，其缺點(diǎn)是膠的成本高“完全固化慢”影響后續(xù)施工！國內(nèi)的化學(xué)錨固技術(shù)最初應(yīng)用在礦業(yè)系統(tǒng)，作為臨時(shí)的支撐固定用。其主體樹脂主要采用不飽和聚酷，在促進(jìn)劑存在下，以過氧化物在常溫引發(fā)固化，它具有較快的固化速度（-5分鐘初始凝膠@25度）和初始錨固強(qiáng)度，在冬天也能施工。但是由于主體樹脂含大量的易于水解、不耐酸堿的酷鍵。因此，該錨固體系在水泥的堿性條件下會(huì)逐步水解，導(dǎo)致體系錨固強(qiáng)度快速衰減。因此，用于結(jié)構(gòu)性永久錨固顯然存在非常大的隱患，從嚴(yán)格意義上講它不能作為結(jié)構(gòu)性錨固。而且不飽和聚醋一般采用苯乙烯稀釋和交聯(lián)（-30%重量），VOC及氣味較大，產(chǎn)品不環(huán)保。同時(shí)在包裝和樹脂的存儲(chǔ)期上存在一些尚未解決的問題，導(dǎo)致產(chǎn)品的穩(wěn)定性不高。另外，也有少部分采用環(huán)氧樹脂錨固的，它具有結(jié)構(gòu)性錨固的強(qiáng)度和耐候、耐酸堿性。但是由于環(huán)氧/胺固化體系在室溫固化速度偏慢，一般在24小時(shí)后才能承載，明顯影響施工進(jìn)度，同時(shí)環(huán)氧/胺體系的粘結(jié)劑，由于胺容易氧化，易對(duì)粘接基材產(chǎn)生污染，對(duì)施工條件要求較為苛刻。因此，未能在結(jié)構(gòu)性錨固體系中廣泛推廣。

基于此，研究開發(fā)新型的化學(xué)錨固材料，以達(dá)到進(jìn)口產(chǎn)品的同樣性能，填補(bǔ)國內(nèi)空白，大幅度降低國內(nèi)錨固的費(fèi)用，顯然是化學(xué)錨固領(lǐng)域中一個(gè)十分迫切也是倍受關(guān)注的課題。我們根據(jù)建筑植筋錨固的施工工藝要求， 結(jié)合不飽和聚酯樹脂膠的特點(diǎn)，開發(fā)出一種適合建筑植筋錨固的新膠種—夯固牌植筋膠！

2.主要原材料及技術(shù)指標(biāo)

2.1不飽和聚酯樹脂見表1。

2.2填料

2.3觸變劑

3.配比試驗(yàn)

各組份質(zhì)量比及膠泥稠度、貯存穩(wěn)定性見表 4

注：此配比試驗(yàn)是在5℃—10℃之間進(jìn)行的，最優(yōu)的配比適合在春季使用，而冬季和夏季應(yīng)根據(jù)膠的施工性能來調(diào)整填料及觸變劑的用量。

4.主要性能檢測(cè)及分析

目前，不飽和聚酯樹脂植筋膠還沒有相應(yīng)的國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，我們只能綜合《建筑膠粘劑通用試驗(yàn)方法》GB/T12954-91、《膠粘劑貯存期的測(cè)定方法》GB7751-87、《膠粘劑拉伸剪切強(qiáng)度測(cè)定方法》GB7124-86和《樹脂錨桿錨固劑》MT146.1-2002、《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》JGJ145-2004和《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50367-2006等有關(guān)章節(jié)內(nèi)容來進(jìn)行其性能檢測(cè)。

4.1施工性能試驗(yàn)

稠度，表示樹脂膠泥的軟硬程度，以試錐1min沉入的深度來表示。所用儀器及方法按MT146.1-2002中6.3規(guī)定進(jìn)行，表4中4號(hào)樣稠度值偏小，較難把膠向孔眼中填注，插入鋼筋及錨栓比較費(fèi)力。

適用期（即凝膠時(shí)間），是指膠配制好后，能維持正常施工所持續(xù)的時(shí)間。 在施工現(xiàn)場(chǎng)，一般把樹脂膠泥與固化劑開始混合到膠泥溫度上升2℃的時(shí)間定義為適用期，與MT146.1-2002中3.5所定義的凝膠時(shí)間對(duì)應(yīng)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，植筋施工中一次配膠量以300g—500g為宜，適用期控制在20—50min為宜（冬季、春秋季30—50min，夏季15—20min）。適用期的調(diào)整可通過調(diào)整促進(jìn)劑和固化劑的摻量來進(jìn)行。其測(cè)定方法可按MT146.1-2002中6.4的規(guī)定進(jìn)行，根據(jù)施工溫度需要，測(cè)試溫度可分為4±1℃、17±1℃、28±1℃3種。

4.2抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

方法按MT146.1-2002中6.5進(jìn)行，溫度等同于凝膠時(shí)間測(cè)定時(shí)的3種溫度， 固化劑的摻量以在此溫度下有合適的適用期為準(zhǔn)。齡期均為3種溫度下的24h。經(jīng)檢測(cè)，1—5號(hào)樣抗壓強(qiáng)度均能達(dá)到75Mpa 以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過最小規(guī)定值（60Mpa）。

1.2.1 培訓(xùn)方法 由專職耳鼻喉科?？谱o(hù)士對(duì)實(shí)驗(yàn)組的社區(qū)護(hù)士實(shí)施培訓(xùn)，35～50個(gè)學(xué)時(shí)，形式包括:①舉辦學(xué)習(xí)班:2010年10月10—15日舉辦國家級(jí)繼續(xù)教育醫(yī)學(xué)項(xiàng)目《頭頸部腫瘤患者護(hù)理和新技術(shù)》學(xué)習(xí)班。②臨床見習(xí):耳鼻喉科?？撇》颗R床實(shí)踐，熟悉健康教育方法，練習(xí)專科護(hù)理操作。③統(tǒng)一考核:制定考核標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)完成培訓(xùn)的社區(qū)護(hù)士進(jìn)行統(tǒng)一的理論、實(shí)踐操作考核。④喉切除術(shù)后患者院外訪視模擬示教:由專科護(hù)士模擬訪視過程，統(tǒng)一訪視標(biāo)準(zhǔn)，傳授交流溝通技巧。對(duì)照組不給予培訓(xùn)，直接考核理論及?？茖?shí)踐。

4.3貯存期試驗(yàn)

把1—5號(hào)樣密封放入35℃的烘箱中（以此來縮短試驗(yàn)周期）觀察1個(gè)月。 從結(jié)果看，所有試樣均沒有凝膠硬化情況發(fā)生，其中2、4、5號(hào)沒有分層現(xiàn)象。但考慮到施工性能及成本，2號(hào)樣填料比最高！成本也最低，而施工性能與5號(hào)樣相當(dāng)， 所以最終選擇2號(hào)樣做進(jìn)一步性能試驗(yàn)。

4.4錨固力試驗(yàn)

試驗(yàn)基體為C30混凝土，儀器為ZY-20錨桿拉力計(jì)，錨固膠為2號(hào)樣品，結(jié)果見表5。

從植筋過程看，2號(hào)樣不論對(duì)小孔φ6還是大孔φ22mm均填注方便，鋼筋插入阻力??；固化過程中沒有因淌膠而造成缺膠情況；施工性能良好，省時(shí)省力。

綜上所述，最后以2號(hào)配比進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。冬季配方成品性能指標(biāo)見表6。

5.產(chǎn)品的技術(shù)評(píng)價(jià)

本產(chǎn)品通過采用分子設(shè)計(jì)、剪裁的方法，合成出一類結(jié)合環(huán)氧樹脂具有耐腐蝕、耐候及不飽和聚醋的不飽和性，可以在常溫下快速固化等特點(diǎn)。在樹脂分子中引人不飽和基團(tuán)和軟、硬嵌段，使得樹脂分子具有多重功能性。采用非苯乙烯低揮發(fā)性的單官能團(tuán)及雙官能團(tuán)復(fù)合稀釋本系，使得整個(gè)樹脂體系幾乎沒有任何難聞的氣味，并能有效調(diào)整固化速度。

采用這種樹脂體系生產(chǎn)的化學(xué)植筋膠無論是錨固強(qiáng)度還是耐水、耐候性、環(huán)保要求都能達(dá)國外同類產(chǎn)品的水平，產(chǎn)品經(jīng)國家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，國家建筑材料測(cè)試中心檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明該產(chǎn)品各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均超過企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

夯固化學(xué)植筋膠與國外產(chǎn)品的性能對(duì)比見表 7。

從以上和國外頂尖產(chǎn)品的對(duì)比可以看出：（1）該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)載荷已經(jīng)達(dá)到了德國“慧魚”和瑞士“喜利得”設(shè)計(jì)要求。（2 ）該產(chǎn)品凝膠時(shí)間為12min，分別短于德國“慧魚”和瑞士“喜利得”。（3）該產(chǎn)品不含苯乙烯，無毒，無臭味，達(dá)到了德國“慧魚”和瑞士’喜利得”產(chǎn)品的環(huán)保要求。夯固化學(xué)植筋膠的上述幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到國外同類頂尖產(chǎn)品水平。

6.結(jié)語

經(jīng)過一年多自行研制生產(chǎn)的化學(xué)植筋膠由多家用戶試用一致認(rèn)為性能優(yōu)，使用方便，經(jīng)國家建筑材料測(cè)試中心，國家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢驗(yàn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到或超過國外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。該產(chǎn)品有施工操作方便，固化時(shí)間短，粘接強(qiáng)度高，耐水，耐酸堿、耐候性能好等特點(diǎn)。特別適合用于建筑加固改造錨固、幕墻支架固定、機(jī)器設(shè)備固定、鋼結(jié)構(gòu)固定、墻體拉結(jié)錨固、以及需要和建筑墻體或者地基固定的場(chǎng)所。該產(chǎn)品在研究、開發(fā)中具有如下創(chuàng)新點(diǎn)：1）采用分子設(shè)計(jì)、剪裁的原理，使主體樹脂兼?zhèn)鋭傂?、韌性、其粘接強(qiáng)度達(dá)到環(huán)氧樹脂膠同等強(qiáng)度。2）使主體樹脂中含不飽和基，固化速度快，在常溫下兩小時(shí)達(dá)到強(qiáng)度要求，并能在一5℃條件下固化施工。3）體系采 用了特殊的穩(wěn)定劑，使產(chǎn)品在常溫條件下至少可以保存一年，而國內(nèi)一些產(chǎn)品只能滿足半年的保質(zhì)期或者在低溫保存。4）該主體樹脂具備耐水、酸、堿性、耐凍融性，能作為永久性結(jié)構(gòu)錨固。5）產(chǎn)品不含苯乙烯、具有環(huán)保性、施工中散發(fā)出一股清香，無難聞氣味，對(duì)施工者十分友好。6）本產(chǎn)品技術(shù)線路合理，生產(chǎn)合成過程容易控制，產(chǎn)率高，產(chǎn)品性能優(yōu)良，達(dá)到了國際先進(jìn)、國內(nèi)領(lǐng)先水平，本產(chǎn)品投放市場(chǎng)以來，得到了許多用戶的一致好評(píng)，取得了很好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。