环氧树脂玻璃钢增强结构混凝土的研究

4 工程期辩鹰用2∞j中，第29卷．第9期 环氧树脂玻璃钢增强结构混凝土的研究“ 杜慷慨黄奕辉 欧阳煜 华侨^学材料科学与工程学院．福建泉州3620l 摘要以玻璃纤维织布为增强荆，环氧树脂为粘结制制备玻璃钢，研究了固化剂、稀释剂、偶联荆及玻璃纤维织 布等对玻璃钢力学性能的影响，并用玻璃钢增强结构混凝土，研究表明，以60％聚酰胺一650为固化剂、15％丙酮为 稀释剂、2％K王1—570为偶联剂、用800∥m1的玻璃纤维织布制得的玻璃钢具有较高的拉伸强度，用此玻璃钢增强鲒 构混凝土材抖能使混凝土的弯曲强度提高40％，压缩强度提高30％。 关键词环氧材脂玻璃钢混凝土增强 混凝土结构是当今建筑工程中最常见的·种结 构形式．由于它是吼钢筋作为支撑的结构材料，因而 具有很高的压缩强度。但是当出现施丁=质茸差、混 凝土养护不良、使用年限过长、火灾事故、地震等而 导致结构承载力下降时，需要埘混凝土进行加固处 理。采用台理的补强方法进行加固，可以提高结构 混凝土的抗震性能，延长其使用寿命。在原结构混 凝土表面采用钢筋、钢板增强是一种方法，但此法存 在施工困难、能增加混凝土结构的负荷等缺点w。 玻璃钢具有比强度高、耐腐蚀、施工方便等优 点，且有自锚固性，几乎不加大构件的截面。不增加 结构的负荷12’⋯，因此可采用在原混凝土结构表面包 裹玻璃钢的方法进行结构补强。近年来用玻璃钢增 强结构混凝土的研究得到国内外学者的关注”。 玻璃钢用的树脂可采用不饱和聚酯(uP)、酚醛 树脂(PF)和环氧树脂(EP)等。由于uP的强度不够 高，粘结力不强，不适于制备高强玻璃钢；而以玻璃 纤维增强PF所制得的玻璃钢虽可得到很高的强度， 但必须经高温固化，也不适于混凝士的加固补强。 因此笔者采用EP为粘结剂制备玻璃钢，研究了不 同固化剂、稀释剂、偶联剂等对玻璃钢力学性能的影 响．并探讨了玻璃钢增强混凝土的力学性能。 1实验部分 1．1主要原材料厦仪器 EP：E～44．江苏无锡凤凰树脂厂； 乙二胺、三亚乙基二胺：化学纯，陇西化工厂； 胺类改性固化剂：131，江苏三木集团； 聚酰胺(PA)：PA一650，江西赣西化工厂； 邻苯二甲酸二丁酯、丙酮：工业品，市售； 活性稀释剂：环氧丙烷丁基醚．江苏三术集团； 中碱玻璃纤维织布：200、400、600、800∥矗，厦 fj新华玻璃厂； 混凝土：400’硅酸盐水泥、百子、沙、水的配比 足I：2．42：2．47：O．32，自制； 万能拉力试验机：wE一60型，天水红山试验机 厂。 1．2玻璃钢试样制备 将不同比例的固化剂、稀释剂和偶联剂等与EP 混合，将混合物手工浇铸在玻璃纤维织布上，经推 平、压实，固化后制得玻璃钢。按GB／r1447一1983 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 ，把玻璃钢切成条状，并在铣床上铣去条状玻璃 钢的毛边，制成长250rm、宽25mm的MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1715802810822_0试样，并 在两端粘卜固定片，用万能拉力试验机测定玻璃钢 的拉伸强度。 1．3玻璃钢增强结拘混凝土 用玻璃钢包裹标准混凝土结构，按GBj81—85 测定增强前后混凝土结构的弯曲强度和压缩强度， 其中用于测定弯曲强度的梁底抗弯钢筋是2根直径 为12mm的钢筋；用于测定压缩强度的混凝土不含 钢筋。 2结果与讨论 2．1 固化剂时玻璃铜拉伸强度的影响 EP常用的固化剂有乙：：胺、三亚乙基二胺、 T3l、PA等。试验表明，乙二胺的同化速度快，易挥 发，固化时发热量太大，固化后分子量不均匀，树脂 较脆，且在树脂没有渗透到玻纤织布内部之前就已 固化，使得玻璃钢的拉伸强度很低；二亚乙基_二胺固 化时的发热量虽比乙二胺少，但拉伸强度也不高。 用这两种固化剂所得玻璃钢的拉伸强度都低于150 ^慨。图l为不同固化剂对玻璃钢拉伸强度的影 *福建省科委工业资助项目(98一z一35 收稿日期：2001研-∞ 万方数据 杜慷慨，等：环氧树脂玻璃钢增强结构混凝土的研究 5 响。由图1町看出，以PA一650为固化剂的玻璃钢 优于以131为固化剂的玻璃钢，当PA一650的质量 分数为60％时能得到最高的拉伸强度。这是因为 T3l的凝胶速度和固化速度相对较快，使得树脂对 玻纤的渗透不足，导致拉伸强度较低；而PA一650与 EP的反应是大分了之问的反应，其固化速度较慢， 发热小，固化时间长，能使树脂有足够的时间渗透到 玻璃纤维内部，因而用PA一650固化的玻璃钢具有 最高的拉伸强度。同时根据玻璃钢增强混凝土的特 性，较长的固化时问还能使树脂部分渗透到混凝土 表层，以达到更好的增强效果。 茁 = 世 慧 世 迥 芒 = ＼ 倒 唾 ± 强 OO ol}—吉—1r25 PA一650含量／％ T31含量／％ 【a) (bJ 图1不同固化剂对玻璃钢拉伸强度的髟口向 2．2不同玻纤织布对玻璃钢拉伸强度的影响 本试验采用的中碱玻纤织布有200、400、600、 800∥m2等多种规格，用4～8层玻纤织布制备厚度 3mm左右的玻璃钢。图2为不同规格的玻纤织布 对玻璃钢拉伸强度的影响。从图2可看出，用800 ∥m2的玻纤织布制得玻璃钢的拉伸强度最高。根 据树脂和被增强混凝上的特性，使用太薄的玻璃钢 对混凝土起不到应有的增强作用，而要得到较厚的 玻璃钢，若用200∥m2或400∥矗的玻纤织布制 备，需要辅叠多层玻纤织布，这样会使玻璃钢中的玻 纤含量减少，树脂含鼍增加，导致玻璃钢拉伸强度降 低，同时薄的玻纤织布也不利于操作。 芒350 皇 未300 鐾250 迥 200 2Lm 4【m 6【m 800 织布规格／g·m 2 图2不同规格的破纤织市对玻璃钢拉伸强度的影响 2．3稀释剂对玻璃钢拉伸强度的影响 通常在玻璃钢用基体树脂中加入邻苯二甲酸二 丁酯、丙酮、活性稀释剂等作稀释剂，目的是使树脂 能更好地渗透到玻纤内部。图3为不同稀释剂对玻 璃钢拉伸强度的影响。从图3可看出，3种稀释剂 的加入量都在15％时拉伸强度最高；相互比较而 言，以丙酮为稀释剂所得玻璃钢的拉伸强度最好。 这是罔为邻苯二甲酸二丁酯的粘度较高，不能有效 降低EP的稠度，因而难以使EP渗透到玻纤内部， 同时它的沸点高，不易挥发，以低分子物形式存在于 玻璃钢中，它不利于拉伸强度的提高．因此使所得玻 璃钢的拉伸强度最低；活性稀释剂需要消耗PA一 650，同时使EP分子不均匀地封端，导致固化后EP 的分子量不均匀，因而所得玻璃钢的拉伸强度比以 丙酮为稀释剂的还低；而丙酮的牯度低，且沸点也 低，易挥发，能有效地降低EP的稠度，并促使EP充 分渗入到玻纤内部，且在EP固化过程中，能不断地 挥发，当玻璃钢达到预期的强度时，丙酮已基本挥发 完，不以低分子物存在于玻璃钢中．因此以丙酮为稀 释剂所得玻璃钢的拉伸强度最高。 350 芷300 = ＼250 恺 庐 望2”f ．／／—～鼎150『／ 100L———————————一 O 5 10 15 20 25 稀释剂含量／％ ·一丙酮；：一活性稀释刺； ▲一邻苹二甲酸二丁酯 圈3不同稀释剂对玻璃钢拉伸强度的影响 2．4偶联剂含量对玻璃钢拉仲强度的影响 图4为偶联剂含量对玻璃钢拉伸强度的影响。 从图4可看出，当偶联剂KH一570的质量分数达到 2％时能得到最高的拉伸强度。这是因为偶联剂能 与玻纤表面的羟基反应生成化学键，其分子能与EP 形成共价键，从而提高了玻璃纤维与EP的粘结力。 从图4还可看出，当偶联剂KH一570的加人量大于 2％时，所得玻璃钢的拉伸强度没有继续提高，这是 因为偶联剂只与玻纤表面的活性羟基发生反应，而 表面的羟基参与反应后达到一定程度便饱和，即使 再继续增加偶联剂用量，也不能使玻璃钢的拉伸强 度继续提高。 己350 ≤300 型 鐾250 担200 2 3 4 偶联荆含量／％ 图4偶联剂含量对玻璃钢拉伸强度的影响 2．5玻璃铜增强混凝土的力学性能 表1是玻璃钢增强混凝土的性能。从表l可以 一 万方数据 6 工程塑料应用 200】年，第29巷．第9期 看出，玻璃钢包裹混凝土能使混凝土的弯曲强度和 压缩强度有较大的提高。这是因为玻璃钢有较高的 拉伸强度并能紧贴混凝十，因此能对混凝土产生较 大的增强作用，使混凝土的弯曲强度提高40％，压 缩强度提高30％。从表1还町看出，用2层玻璃钢 包裹混凝上能得到更高的弯曲强度和压缩强度，但 提高的幅度不大，这是因为玻璃钢和混凝土的强度 差别较大，甩玻璃钢增强混凝土时会使应力集中到 混凝土中，导致用多层玻璃钢对混凝士-增强时，其力 学性能未能成正比地提高。 表1玻璃钢增强混麓土的性能 E佯尼_／㈣xmxm 项目 100×160x1400；10。x1∞x2(】D 150xl如×4，0 I型。1H型2’Ⅲ型”I型Ⅱ型 Ⅲ型 I型{Ⅱ型Ⅲ型 弯自强度／№ 264．”。rL302 320 294f嚣0f404压绾强度／^如 提高比例／％ 40l 465l 3l3 39l 292”5 注：1)1型—一混凝土； 2)Ⅱ型——包裹l层玻璃铜的混凝上 3)Ⅲ型——包裹2层玻璃铜的混凝t 3结论 (1)用环氧树脂制备玻璃钢时．要获得较高的强 度，其辅料的最佳配方是：以800∥m1的玻璃纤维 织布为增强剂，60％的聚酰胺一650为同化剂，15％ 的丙酮为稀释剂，并加人2％的KH一570偶联剂。 (2)用环氧树脂玻璃钢增强结构混凝士，可使结 构混凝土的弯曲强度提高40％、压缩强度提高 30％。由于玻璃钢与混凝土的强度差别较大．易产 生应力集中，因此增加玻璃钢的包裹层数不能使混 凝土的强度成正比地提高。 参考文献 l罗建群，等钢筋混凝土外包覆玻璃钢粱的研究玻璃钢／鹱台材 料，1990(4)：15 2李学闵玻璃钢／混凝土复合结构上艺工程塑料血}lI，1996．24 (6)：25 3李学闰玻璃钢／混凝上复台结构 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 1程塑料应用．I州．21 (6)：26 4施卫星．等两种加固钢筋混凝土T型吊车粱方法的抗疲劳性能 试验研究建筑结构学撤．】995(3)：69 S11IDYoN11Ⅲ00]Ⅻ】礓：IEg吸UCrI瓜ERED师DRCEDBYEp0XYRESDjGLASS兀BERPJL蜘CS DLIKarlgl【m．Hu皿gY舳．oIIy8|lgYu (Dep盯叽目ndMakn出蜘I帅吨mdEr辑ne耐rIg，}姗肿u耐ve冈‘y，qIan小0u．FUl肌PrⅡ面oe362011) Al晦11tAcr1ke‰t0f帅lid母iflg8舻nl，diluem，omIpli“g，da蟠矗I】er0ntI-emechaIlicsp雌竹of8poxy难mndHss矗ber幽Ⅱcs toku解dfor陀inforce【I伽ncreks【rLlc哑isstl|di一11lehig}瞄t岫dcsLrer讪0f甜ass6krpl聃ⅡcscaIlko‰rdwiIll800∥矗尊a鲻E— berweaving，h“ing印％polyan“如一650踮蚰bd母吨39ent．15％acd吣ne酗dil№nt锄d2％KH一570ascoupling3妒nts岫rlg【II《吐化 reinforcedcom陀忙s叽ctu陀，c如beh他reasesbv柏％锄dLhecom即8啪ns吨nd山by30％． 1㈣oRDs。啡ym咖，西ass6ber谢喝”1IlgPk¨s，co|lcmte，础蜘“g 南通年产6万t聚甲醛项目获批准 南通经济开发区6万∥a聚甲醛项目日前获江苏省批 准，项目由日本宝理塑料公司、三菱瓦斯化学公司与美国帝 高纳公司联合投资。宝理塑料公司是目前世界上最大的聚 甲醛生产商，在这项目中持有大部分股份并成为项目推进 的主体。目前，投资方已与南通经济开发区管委会签订了土 地预征意见书。 聚甲醛是一种综合性能优异的热塑性工程塑料，可代替 金属材料制作各种机件，如各类家用￡5乏办公用电器的零件、 汽车油箱、风扇、仪表齿轮、水表、喷头、拉链等，用途十分广 泛，目前市场年需求量超过10万t。 (昊) 德意利新品管材生产线通过专家鉴定 口前青岛德意利集团3种新产品通过了由青岛科教局 组织的成果鉴定。专家们一致认为，德意利集团研制的大口 径中空壁缠绕管材牛产线、大口释中空壁缠绕管材和Pvou 内螺旋中空擘管材生产线3种产品，各项技术指标均达到国 际先进水平，具肓较好的社会效益、环境效益和经济效益。 专家们认为，该公司生产的大口径中空壁缠绕管材符合 欧洲PrEN3476—1地下排污管道系统实施技术标准要求，缠 绕粘接牢固，是水泥臂和铸铁管的更新换代产品。研制的 Pvc—u内螺旋中空壁管材生产线属国内首创，整机采用眦 摊制，性能稳定，生产效率商，生产的Pvc—u内螺旋中空壁 管材质轻，隔音效果好，落水时水滑管肇螺旋而下．从根本上 解决r落水噪音问题。该生产线还具有机多用功能，可同 时生产普通Pvc管材、发泡管材、内螺旋发泡管材。(文欣) 扬子石化公司将生产透明聚丙烯系列产品 扬F石化公司在2000年开发成功的高透明、耐高温、高 刚性透明聚丙烯的基础上，叉开始研制开发透明聚丙烯系列 产品。 目前，国内『日场对不同牌号透明聚丙烯产品的需求日益 增加，对此，扬子石化公司紧密结合市场需求．把开发普通级 无规共聚聚丙烯透明产品的系列牌号定为近期研制开发的 重点，并进行小试配方试验和性能测试，现已在1加∥a中试 装置上开发出不同熔体流动速率、不同价伉的透明聚丙烯的 系列产品．力争9月底以前在扬，石化公司17万∥a壤丽烯 装置上进行工业化试生产。 (郑宁采) 万方数据 环氧树脂玻璃钢增强结构混凝土的研究 作者： 杜慷慨， 黄奕辉， 欧阳煜 作者单位： 华侨大学材料科学与工程学院 刊名： 工程塑料应用 英文刊名： ENGINEERING PLASTICS APPLICATION 年，卷(期)： 2001，29(9) 引用次数： 1次 参考文献(4条) 1.罗建群 钢筋混凝土外包覆玻璃钢梁的研究 1990(4) 2.李学闵 玻璃钢/混凝土复合结构工艺 1996(6) 3.李学闵 玻璃钢/混凝土复合结构设计[期刊论文]-工程塑料应用 1994(6) 4.施卫星 两种加固钢筋混凝土T型吊车梁方法的抗疲劳性能试验研究 1995(3) 相似文献(10条) 1.期刊论文 袁坤 采用玻璃钢及环氧树脂包裹保护技术——提高输电线路拉线防腐防盗能力 -广东科技2008(2) 拉线是输电线路拉线式杆塔的重要组成部分,采用玻璃钢及环氧树脂包裹保护技术能有效提高拉线的防盗防腐能力.玻璃钢及环氧树脂包裹保护技术 在制作上可分为全包裹式以及制作方法UT线夹锣母外露式两种制作方法,应根据线路的具体情况选用不同的制作方法. 2.期刊论文 向瑞木 环氧树脂玻璃钢衬里在尿素造粒塔防腐蚀中的应用 -四川化工与腐蚀控制2001,4(6) 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了尿素造粒塔防腐蚀玻璃钢衬里破坏的原因,提出了防范该衬里破坏的有效措施,从而提高其功能和使用寿命,对同类型工程的设计和施工具有参 考价值. 3.会议论文 周渠.杨广勇 环氧树脂玻璃钢的切削加工性研究 1993 4.会议论文 罗纪明.杨足明.许宏林.郑学森 HT-88快固玻璃钢胶粘剂的研制 2003 合成了间苯二胺(MPDA)一丁基缩水甘油醚(BGE)加成物.MPDA与BGE的最佳摩尔比为1:1.2。该预聚物与低分子聚酰胺，酚醛环氧树脂，双酚F环氧树脂 ，液体羧基丁腈橡胶，促进剂，稀释剂，填料等复配的快固玻璃钢胶粘剂(HT-88)在室温下的适用期为30～40min，60℃的凝胶时间为10min,玻璃化温度 160℃，粘接不饱和聚酯玻璃钢的剪切强度为5～7MPa。完全满足了玻璃钢材料粘接的技术要求，在形状复杂的玻璃钢制品生产线上获得了成功的应用。 5.会议论文 李俊菊.黄志雄 环氧树脂水性化方法的研究进展 2006 本文介绍了环氧树脂水性化的几种主要方法:直接乳化法、相反转法、化学法、固化剂法.并分析了影响环氧树脂乳化效果的几种主要因素:乳化剂的 化学结构及其浓度、用量、乳液粒径、环氧树脂的分子量、加水量、温度等.最后介绍了水性环氧树脂乳液在玻璃钢/复合材料中的应用. 6.期刊论文 罗纪明.杨足明.许宏林.郑学森 HT-88快固玻璃钢胶粘剂的研制 -粘接2002,23(6) 合成了间苯二胺(MPDA)-丁基缩水甘油醚(BGE)加成物,MPDA与BGE的最佳量比为1:1.2.该预聚物与低分子聚酰胺、酚醛环氧树脂、双酚F环氧树脂、液 体羧基丁腈橡胶、促进剂、稀释剂、填料等复配的快固玻璃钢胶粘剂(HT-88),在室温下的适用期为30～40min,60℃的凝胶时间为10 min,玻璃化温度 160℃,粘接不饱和聚酯玻璃钢的剪切强度为5～7 MPa. 7.期刊论文 陈平.刘丽丽.朱兴松 有机绝缘子用耐酸性玻璃钢引拔芯棒研究进展 -纤维复合材料2001,18(2) 本文提出了有机绝缘子用耐酸性玻璃钢引拔芯棒用树脂基体的选择原则,并分别阐述了玻璃钢和环氧树脂耐腐蚀性能的研究成果及动态,为今后相关 方面的研究指明了方向. 8.会议论文 孙曼灵.皮红.周希真 环氧树脂低毒室温固化体系的研究 1989 环氧树脂室温固化体系通常多采用脂肪胺类为固化剂，如乙二胺等，其毒性一般较大。作者研究了一种低毒室温固化体系，由新型固化剂 ＤＤＤＭ和６００[*＃*]低分子聚酰胺、三乙醇胺及活性稀释剂Ｕ－４５组成。该体系的毒性大大低于乙二胺体系，而力学性能却高于乙二胺体系。由 于采用了活性稀释剂Ｕ－４５，不仅改善了该体系的工艺性能，同时其力学性能也略有提高。该体系可用于室温固化的玻璃钢、胶粘剂、浇铸料等领域 。（本刊录） 9.期刊论文 陈宗旻.叶学淳.田建辉 环氧酸酐玻璃钢的制造 -上海电机厂科技情报2001(1) 为了改善生产玻璃钢的场所的环保条件及提高玻璃钢制品的耐热、电气和机械性能,本公司把不饱和聚酯粘合树脂改为环氧酸酐类粘合玻璃钢.通过 调整配方和改善工艺条件等手段,解决了玻璃钢制造中树脂流失的问题.现已批量生产. 10.期刊论文 娄小杰.张维军.Lou Xiaojie.Zhang Weijun 提高环氧玻璃钢缠绕管层间性能的工艺研究 -纤维复合 材料1999,16(3) 本文通过对环氧玻璃钢缠绕管半透明现象及缠绕成型工艺的研究,提出了提高环氧玻璃钢缠绕管层间性能的三项工艺改进措施,制造出半透明的环氧 玻璃钢缠绕管. 引证文献(1条) 1.许荔.江晓禹.钱林茂 树脂基纳米涂层复合材料力学性能试验研究[期刊论文]-西南交通大学学报 2005(03) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_gcslyy200109002.aspx 下载时间：2010年1月9日