:对用正丁基 缩水甘油醚 (BGE)稀释 后的环氧树脂 (E一51)作 为修 复 剂的黏 结强度 影响 因素和黏 结 固化机 理进 行 了研究。水泥基体中咪唑类固化剂 MC120D和四乙烯五胺掺量、黏结试件的修复养护温度和养护时间对修复效果具 有影响。研究表明,固化反应后稀释剂、E一51红外特征峰变化明显,三元体 系发生了交联反应。 关 键 词 :修 复剂 ;环氧树脂 ;固化动 力学 ;活化能 ;反应级数 ; 自修 复混凝土 中图分类号 :TV431 文献标 志码 :A doi:10.3969/j.issn.1000—1379.2013.03.040 AnalysisofBond and Curing PropertiesofSelf-Healing Concrete ZHANG Hao (CollegeofScienceandTechnology,NanchangUniversity,Nanehang330029,China) Abstract:Influencefactorsonbondingstrengthandadhesivecuringmechanismofdilutedepoxyresin(E一51)byN-butylglycidylether(BGE) ashealingagentwerestudied.Thecontentofmatriximidazole curingagentMC120D and tetraethylenepen aminein cement,curingtemperature andcuringtimeofbondingspecimenhadtheeffectonbondingstrength.ResearchshowsthatthediluentandE一5Iinfraredcharacteristicpeaks changeobviously afterthe curingreaction,andthecrosslinkingreactionOCCURSin threeelementsystem. Key words:healingagent;epoxy resin;curingkinetics;activationenergy;reaction order;self-healingconcrete 混凝土是世 界上用量最大 的一种 建筑材料 ,但 其抗拉 强度 较低 ,在环境 的影响下混凝 土结 构 内部极 易产生微 裂纹和 局部 损伤,这些损伤若得不到及时修复,则会影响混凝土的强度和 耐久性 ,甚至可能 引发 宏观 裂缝 ,导 致严 重 的工程 事故 。混凝 土裂缝 自修 复是指混凝 土在 外部 或 内部条件 的作 用 下释 放或 生成新的物质来 自行封闭、愈合裂缝 。混凝土自修复技术对 于提高混凝土结构的安全性和耐久性具有重要意义。 基 于微胶囊技术 的混凝 土微 裂纹 自修 复技 术是 智能 混凝 土新 的发展方 向,其基本 原理 是合 成微 米级 有机 微胶 囊 ,囊芯 为具 有 良好流动性 的修复 剂 。在制 备混 凝 土时将 微胶 囊 和 囊 芯固化材料一 同掺 人 ,硬化 的混凝 土在外部 荷载作 用下使 内 部 微胶囊破裂 ,然后修复剂流人微裂 纹 中并在 固化剂作 用下 发 生黏结 固化 ,从 而起到封堵微裂纹 的作 用。笔者研究 了用 15% 正丁基缩水甘油醚(BGE)稀释后 的环氧树脂 E一51作为修复 剂的黏结 固化性 能。 1 原材料与试验方法 主要原 材料 :普通硅 酸盐水泥 ,矿渣 ,萘系减 水剂 ,石英砂 , PVA纤维 ,环氧树脂 E一51,正丁基缩 水甘油 醚 (BGE),咪唑类 环 氧树 脂固化剂 MC120D,四乙烯五胺 (TEPA)。 配合比为水泥:矿粉:石英砂:水 :1:0.6:0.6:0.67,并以 PVA纤维体积掺量 为 2%制备砂 浆 ,固化剂 按照一 定 比例在制 · 118 · 备砂浆 时掺 入。试件 制备与力学性能测试参 照《水泥胶 砂强度 检验方法 (ISO法 )》(GB/T17671- 1999) 。环氧树 脂 在不 同条件 下的固化热分析采 用 STA409PC型综 合热分 析仪 ,固化 产物分 析采 用 Spectrum OneFTIR光谱仪 。 2 试验结果与讨论 2.1 修 复剂黏 结 强度 分析 MC120D作为固化剂时 ,固化温度较 高 ,在低 温下 固化 时间 长。四乙烯五胺则是 常温 固化剂 ,但容 易挥 发 ,加入水 泥基 体后 可能会在 自修复复合材料 的水化和使用 过程 中流失。下面通过 试 验研究 MC120D和四乙烯五胺加入水泥基体后对环 氧树脂 的 固化效果 ,以及 自修 复复合 材料 的 自修复养护 温度和养 护时 间 对环氧树脂/MC120D/四乙烯五胺体系固化强度的影响。 将标准养护 28d的试件折断,然后在两个断面上涂厚度约 为 0.3mm的环氧树脂(用 15%正丁基缩水甘油醚稀释),将两 段试件对接好 ,放入模具中,两端施加一定压力使试件断面紧 密结合 。将试件 分别置于 30、40、50、60cC的烘箱 中 ,测试 各龄 期环氧树脂的黏结强度及断裂情况。不同养护温度下黏结试 件 的黏结 强度见图 1。可见 ,养 护温度越 高 ,黏结强 度越 高 ,但
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