环氧树脂建筑结构胶配方设计中固化剂的选用(荐)

2009 年 7 月 6 日第十七卷第 13 期应 用 科 技收稿日期： 2009-06-16作者简介： 周建民（1962－），男，总工程师，长期从事环氧树脂固化剂研究开发。环氧树脂建筑结构胶配方设计中固化剂的选用周建民李 慧（，湖南 长沙 ）20 世纪 50～70 年代，地震的破坏给建筑界提出了严峻的课题， 即如何修复或加固那些不足以推倒重来的建筑。 以1971 年美国加州圣佛南多地震破坏后对137m 高市政大厦的修复为代表，建筑修补和加固便成为业界关心的课题， 而 20世纪的日本阪神大地震后的道路、 桥梁和建筑物的修复和加固则把环氧树脂建筑结构胶全面地展现在我们面前。 在国内，20 世纪 80 年代以中科院大连化物所的 JGN 建筑结构胶开发和国外建筑结构胶在我国的实际应用为契机， 我国的环氧树脂建筑结构胶及其应用已全面进入实用阶段。 环氧树脂建筑结构胶经过20~30 年的培育已成为当今建筑修补与加固用的主要胶种，发展十分迅速。 本文对建筑结构胶的分类、组成、特点和应用作了扼要介绍， 特别对配方设计中固化剂的选用作了深入的探讨， 并根据市场需求和应用情况对建筑结构胶的未来作了展望。

环氧树脂建筑结构胶的分类、组成、特点和应用1 分类按其应用用途大致分为：加固用、锚固和锚栓用、 修补用和其他用途建筑结构胶；按施工状态分类可分为：灌注用、涂敷用和特殊型建筑结构胶 （如药包型）。国内环氧树脂建筑结构胶品种大致有粘钢加固建筑结构胶、结构灌注胶、植筋锚固胶、裂缝低粘灌封胶、碳纤维加固专用胶等产品。2 组成通过剖析建筑结构胶的经典配方，我们发现环氧树脂建筑结构胶大致有如下几种材料组成： 环氧树脂及其复合体系 （如 E44、E51、E20 和 AG80 等的复合体系）、增韧剂、固化剂、填料和其他助剂，为满足建筑结构胶的性能要求，有些还需要加入一些其他组分，如稀释剂、偶联剂、溶剂等，其中固化剂的性能决定了整个环氧树脂建筑结构胶的基本性能。因此， 固化剂的选择成为环氧树脂建筑结构胶的性能优劣之关键所在。3 特点环氧树脂建筑结构胶大致有如下几个方面的特点： ①能粘接不同性质的材料；②粘接强度高；③粘接处受力均匀，不易产生应力集中现象，耐疲劳抗裂性、整体性好；④粘接工艺简单、操作方便、施工速度快、效率高、工期短、成本低、效果好；⑤建筑结构胶固化时间短，适用于各类应急、抢修工程的补强、加固等。

4 应用环氧树脂建筑结构胶可广泛适用于结构粘钢加固、碳纤维粘贴加固、混凝土裂缝注胶维护加固、湿式外包钢加固、混凝土中钻孔埋植钢筋(或螺栓)、混凝土表面及内部缺陷修补、 新老混凝土界面处理和混凝土表面涂刷防护等方面。固化剂的选用环氧树脂的本身性质决定了固化剂的重要作用。 固化剂作为配方中最重要的决定因素需在配方设计中加以认真考虑。 由于环氧树脂建筑结构胶的应用环境各异， 下列几个关键因素应作为配方设计的重中之重：①固化因素：高活性；②环境因素：憎水性；③结构要求：胶接强度和耐湿热持久性；④施工因素：适宜的粘度、可操作性、安全性；⑤经济因素等。1 环氧树脂的开环活性在建筑结构胶中使用的环氧树脂一般是双酚 A 型环氧树脂， 采用胺类固化剂配方体系， 这主要基于建筑结构胶施工环境等诸多因素。 环氧树脂的开环反应活性由本身结构包括取代基的电子效应所决定。 在各类环氧树脂中，缩水甘油基型环氧树脂反应活性比较大， 脂环族环氧树脂的活性相对要低得多， 部分脂环族环氧树脂可以用芳香胺固化， 绝大部分只能用有机酸酐或是 BF3固化，不易配制常温固化型胶粘剂。 双酚 A 环氧树脂可以按一定比例用改性胺或低分子聚酰胺等在室温固化。 通常，用聚酰胺固化双酚 A 环氧树脂， 室温拉伸剪切强度可达 20MPa，但在低温下（

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