【正文】 摘 要錨固用建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑又稱為化學(xué)錨固劑。它是區(qū)別于一般金屬栓錨固的另外一種新型固定方法。本實(shí)驗(yàn)采用環(huán)氧樹脂乳液與固化劑T31分別按100：10，100：15，100：20，100：25，進(jìn)行配制。將細(xì)砂與水泥分別按130：50，150：50，170：50進(jìn)行配制。再將兩組分混合。從而得到耐高溫錨固劑。目前市售的化學(xué)錨固劑，只能承受100℃左右的溫度，難以滿足消防要求。本實(shí)驗(yàn)制得一種用水泥為主劑的錨固劑，使錨固劑耐高溫性大大提高。采用環(huán)氧樹脂乳液和固化劑配合固化做為增強(qiáng)劑，既提高了錨固劑的強(qiáng)度又提高其耐高溫性，滿足了消防要求。關(guān)鍵詞:錨固劑；耐高溫；環(huán)氧樹脂乳液；水泥；拉拔強(qiáng)度ABSTRACTAnchor adhesive with the building structure, also known as chemical anchoring agent. It is different from other mon metal bolt anchor a new fixation. In this study, epoxy resin emulsion and the curing agent T31 by 100:10,100:15,100:20,100:25 respectively, were prepared. The fine sand and cement were prepared by 130:50,150:50,170:50 for. Then two submixing. Anchor agent to get heat.General mercial chemical anchoring agent, can only withstand temperatures of about 100 ℃, can not meet fire protection requirements. In this study, obtained by a kind of trying to cementbased agent with the anchor agent, so that high temperature greatly enhance the anchoring agent. Assistant agents for epoxy resin emulsion and the curing agent with curing as a reinforcing agent, it can improve the strength of anchoring agent further improve its heat resistance, to meet fire protection requirements.Key words: Anchoring。 High temperature。 Epoxy resin emulsion。 cement。 drawing strength目 錄摘 要 IABSTRACT II目 錄 III1 緒論 1 環(huán)氧樹脂膠粘劑 1 1 22實(shí)驗(yàn)原理 2 水泥凝固的原理 2 環(huán)氧樹脂乳液的固化機(jī)理………………………………………………….. .43 實(shí)驗(yàn)部分 5 實(shí)驗(yàn)原料 5 5. 錨固膠粘劑的研制 6 細(xì)砂與水泥的配制 6 環(huán)氧樹脂與固化劑的混合 6 固化后拉拔測(cè)試………………………………………………………...74 結(jié)果與討論 9 固化劑用量對(duì)錨固性能影響 9 9結(jié)論 10致謝 11參考文獻(xiàn) 12附錄A外文文獻(xiàn) 14附錄B中文翻譯 261 緒論環(huán)氧樹脂是指一個(gè)分子結(jié)構(gòu)中含兩個(gè)或多個(gè)α或1，2環(huán)氧基，一定條件下能形成三維交聯(lián)網(wǎng)狀固化物的總稱[1]。結(jié)構(gòu)式為 由于高分子材料的發(fā)展及使用膠粘劑是提出新的要求，現(xiàn)有環(huán)氧樹脂膠粘劑大多有多種成分組成，使其具有較全面的性能，一般的主要組分有：（1） 粘料樹脂：它是環(huán)氧樹脂膠粘劑的基本組分，是主要的成膜物質(zhì)，它使膠粘劑具有粘附特性及機(jī)械特性。它既可以是純環(huán)氧樹脂，亦可以是環(huán)氧樹脂和橡膠及其他改性混合物質(zhì)。（2） 固化劑（也稱硬化劑）：它可以使線型環(huán)氧樹脂高分子通過化學(xué)反應(yīng)，形成網(wǎng)狀或體型結(jié)構(gòu)，從而使膠粘劑固化。一般環(huán)氧樹脂均能在酸性或堿性固化劑作用下固化，將固化劑引進(jìn)環(huán)氧樹脂中后，使分子間距、固化物結(jié)構(gòu)與形態(tài)、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性都發(fā)生很大變化。因此固化產(chǎn)物的性能很大程度上取決于固化劑。（3） 增塑劑與增韌劑：一般環(huán)氧樹脂高分子物質(zhì)固化后膠性能較脆，加入增塑劑或增韌劑可以改善或提高耐沖擊的韌性強(qiáng)度。有時(shí)亦可改進(jìn)工藝性能。（4） 促進(jìn)劑：為了加速環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)、降低固化溫度、縮短固化時(shí)間、提高固化程度，可加入促進(jìn)劑，各種促進(jìn)劑都有一定的適用范圍，應(yīng)加選擇使用。（5） 填料：加入填料往往可以降低固化收縮率，降低成本等。加入得當(dāng)還可以改善沖擊韌性、膠接強(qiáng)度、耐熱性等。有時(shí)為使膠粘劑具有指定性能，如導(dǎo)電、耐溫及施工性等，亦要加入特定填料。填料的種類很多，要視具體要求進(jìn)行選樣，并要考慮到填料的粒度、形狀和填加量等因素，這是配制環(huán)氧樹脂膠粘劑的一個(gè)重要問題。（6） 其他輔料：為滿足膠粘劑的性能要求，還需要加入一些其他組分：如稀釋劑、偶聯(lián)劑、防老劑、顏色及香料等。配制合乎要求的膠粘劑，應(yīng)綜合進(jìn)行考察，因?yàn)槟z粘劑的配方是頭等重要 　　環(huán)氧樹脂水性化是指將環(huán)氧樹脂以微粒、液滴或膠體形式分散在水中而配得穩(wěn)定的分散體系。國外自20世紀(jì)50年代就開始了環(huán)氧樹脂的水性化研究，其中將環(huán)氧樹脂制成乳液是最常用的研究途徑。水性環(huán)氧樹脂配合固化劑最為廣泛的用途是用作涂料。本實(shí)驗(yàn)環(huán)氧樹脂乳液固含量60%。2實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)水泥與適量的水調(diào)和時(shí)，開始形成的是一種可塑性的漿體，具有可加工性。隨著時(shí)間的推移，漿體逐漸失去了可塑性，變成不能流動(dòng)的緊密的狀態(tài)，此后漿體的強(qiáng)度逐漸增加，直到最后能變成具有相當(dāng)強(qiáng)度的石狀固體。如果原先還摻有集合料如砂、石子等，水泥就會(huì)把它們膠結(jié)在一起，變成堅(jiān)固的整體，即我們常說的混凝土。這整個(gè)過程我們把它叫做水泥的凝結(jié)和硬化。從物理、化學(xué)觀點(diǎn)來看，凝結(jié)和硬化是連續(xù)進(jìn)行的、不可截然分開的一個(gè)過程，凝結(jié)是硬化的基礎(chǔ)，硬化是凝結(jié)的繼續(xù)。但是在施工中為了保證施工質(zhì)量，要求在水泥漿體失去其可塑性以前必須結(jié)束施工，因此人們根據(jù)需要以及水泥漿體的這個(gè)特性，人為地將這整個(gè)過程劃分為凝結(jié)和硬化兩個(gè)過程。凝結(jié)是指水泥漿體從可塑性變成非可塑性，并有很低的強(qiáng)度的過程；硬化是指漿體強(qiáng)度逐漸提高能抵抗外來作用力的過程。此外，對(duì)凝結(jié)過程還人為地進(jìn)一步劃分為初凝和終凝，用加水后開始計(jì)算的時(shí)間來表示。例如，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：普通硅酸鹽水泥初凝不得早于45min，終凝不得遲于12h。使用時(shí)施工澆灌過程的時(shí)間，必須早于45min；到終凝后，才能脫去模板開始下一個(gè)周期生產(chǎn)。 水泥的凝結(jié)和硬化，是一個(gè)復(fù)雜的物理—化學(xué)過程，其根本原因在于構(gòu)成水泥熟料的礦物成分本身的特性。水泥熟料礦物遇水后會(huì)發(fā)生水解或水化反應(yīng)而變成水化物，由這些水化物按照一定的方式靠多種引力相互搭接和聯(lián)結(jié)形成水泥石的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致產(chǎn)生強(qiáng)度。 按結(jié)晶理論認(rèn)為水泥熟料礦物水化以后生成的晶體物質(zhì)相互交錯(cuò)，聚結(jié)在一起從而使整個(gè)物料凝結(jié)并硬化。按膠體理論認(rèn)為水化后生成大量的膠體物質(zhì)，這些膠體物質(zhì)由于外部干燥失水，或由于內(nèi)部未水化顆粒的繼續(xù)水化，于是產(chǎn)生“內(nèi)吸作用”而失水，從而使膠體硬化。所以現(xiàn)在比較統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)是：水泥水化初期生成了許多膠體大小范圍的晶體如CSH(B)和一些大的晶體如Ca(OH)2包裹在水泥顆粒表面，它們這些細(xì)小的固相質(zhì)點(diǎn)靠極弱的物理引力使彼此在接觸點(diǎn)處粘結(jié)起來，而連成一空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，叫做凝聚結(jié)構(gòu)。由于這種結(jié)構(gòu)是靠較弱的引力在接觸點(diǎn)進(jìn)行無秩序的連結(jié)在一起而形成的，所以結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度很低而有明顯的可塑性。以后隨著水化的繼續(xù)進(jìn)行，水泥顆粒表面不大穩(wěn)定的包裹層開始破壞而水化反應(yīng)加速，從飽和的溶液中就析出新的、更穩(wěn)定的水化物晶體，這些晶體不斷長大，依靠多種引力使彼此粘結(jié)在一起形成緊密的結(jié)構(gòu)，叫做結(jié)晶結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)比凝聚結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度大得多。水泥漿體就是這樣獲得強(qiáng)度而硬化的。隨后，水化繼續(xù)進(jìn)行，從溶液中析出新的晶體和水化硅酸鈣凝膠不斷充滿在結(jié)構(gòu)的空間中，水泥漿體的強(qiáng)度也不斷得到增長。 影響水泥凝結(jié)速率和硬化強(qiáng)度的因素很多，除了熟料礦物本身結(jié)構(gòu)，它們相對(duì)含量及水泥磨粉細(xì)度等這些內(nèi)因外，還與外界條件如溫度、加水量以及摻有不同量的不同種類的外加劑等外因密切相關(guān)。由于水泥的這種結(jié)構(gòu)，致使目前市售水泥一般可承受350℃的高溫。本實(shí)驗(yàn)由于水泥的加入，其耐高溫性能將遠(yuǎn)遠(yuǎn)提高。?近年來，以水為溶劑或分散介質(zhì)的水性環(huán)氧樹脂越來越受到重視。水性環(huán)氧樹脂通常是指以微?；蛞旱涡问椒稚⒃谝运疄檫B續(xù)相的分散介質(zhì)中而配制的穩(wěn)定分散體系。一般可分為水乳型環(huán)氧樹脂膠液(環(huán)氧樹脂水乳液)以及水溶性環(huán)氧樹脂膠液(環(huán)氧樹脂水溶液)兩類，既保持了溶劑型環(huán)氧樹脂的優(yōu)點(diǎn)，還具有合理的固化時(shí)間并有著很高的交聯(lián)度和很大的粘度可調(diào)范圍，操作性能好，施工工具可直接用水清洗，可與其它水性聚合物體系混合使用，以及價(jià)廉、無氣味、VOC含量低、不燃，儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過程中安全性高等特點(diǎn) 。隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，水性環(huán)氧樹脂的應(yīng)用前景良好。國內(nèi)外已研究和開發(fā)了很多新的品種，并將其不斷地推廣到各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域。 水性環(huán)氧樹脂乳液在配制時(shí)根據(jù)組成及成膜后性質(zhì)的不同要求，需調(diào)節(jié)環(huán)氧與固化劑 的摩爾比，當(dāng)使用分子質(zhì)量較大的固體環(huán)氧時(shí)，尚需加入乙二醇醚一類的成膜助劑。顏填料則可分別添加在環(huán)氧及固化劑內(nèi)，最好質(zhì)量相近。由于這是一種以溶有固化劑的水為連續(xù)相，環(huán)氧樹脂為分散相的多相體系，涂裝后水分在適當(dāng)蒸汽壓條件下會(huì)逐漸揮發(fā)。有人認(rèn)為隨水分大部分揮發(fā)，環(huán)氧顆粒相互接觸形成球體緊密堆積而聚結(jié)，而含固化劑的剩余水分則填充于其間，繼而固化劑不斷擴(kuò)散人環(huán)氧，二者相互作用而交聯(lián)固化成膜，殘余水分及其他添加助劑則擴(kuò)散到膜表面揮發(fā)。但隨著交聯(lián)固化的進(jìn)行，環(huán)氧顆粒內(nèi)質(zhì)量增大，黏度及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度升高，會(huì)大大影響固化劑向內(nèi)部擴(kuò)散的速度，但速度過快并不利于成膜過程的進(jìn)行，透射電鏡測(cè)試也顯示了其相應(yīng)的兩相結(jié)構(gòu)，初步成膜后其固化反應(yīng)實(shí)際上繼續(xù)進(jìn)行，到完全固化需要持續(xù)一定時(shí)間。由水的揮發(fā)，顆粒聚結(jié)，固化劑。擴(kuò)散及交聯(lián)固化成膜的反應(yīng)機(jī)制充分說明，水分的揮發(fā)及固化劑擴(kuò)散速度是極重要的技術(shù)關(guān)鍵，環(huán)氧分散相的粒徑愈小，固化劑與環(huán)氧的相容性愈好，少量成膜助劑的使用及合適的水蒸發(fā)的控制手段都將直接影響成膜的過程及性質(zhì)。陳聲銳指出 水分的蒸發(fā)分2個(gè)階段，先是流體狀態(tài)時(shí)其蒸發(fā)速率恒定，二是成膜后水分需從內(nèi)部擴(kuò)散到表面蒸發(fā)速率較慢，并指出固化成膜時(shí)的溫度、膜厚度及環(huán)境相對(duì)濕度皆制約著水分的蒸發(fā)。 本實(shí)驗(yàn)所用固化劑為T31，T31是叔胺類的，一般叔胺和環(huán)氧樹脂是按陰離子聚合機(jī)理進(jìn)行，固化劑首先作用于環(huán)氧基，使其開環(huán)，生成氧陰離子，這個(gè)氧陰離子再攻擊環(huán)氧基，開環(huán)加成。然后這樣一直進(jìn)行下去。所制得的錨固劑既有水泥的耐高溫性能，又有環(huán)氧樹脂乳液良好的粘結(jié)性能，由于市售T31比較廉價(jià)，所以大大降低了成本。 3 實(shí)驗(yàn)部分水泥（325） 本溪工源水泥廠環(huán)氧樹脂乳液（固含量60%） 杭州安邦新材料發(fā)展有限公司固化劑（T31） 沈陽新潤樹脂研究所細(xì)砂（20目 含水量0%） 市售水 自來水 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備本實(shí)驗(yàn)中主要的的測(cè)量設(shè)備見表 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備儀器名稱型號(hào)數(shù)量物理天平JA11031真空干燥箱DZF6020型1分析天平AR2140型1攪拌棒多個(gè)塑料杯多個(gè)鋼筋棒12篩子20目1 錨固膠粘劑的研制本實(shí)驗(yàn)為了選取水泥與細(xì)砂的最佳配比，選取三組數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)。用直徑為6cm的紙杯秤取50g水泥，在水泥量不變的條件下再分別加入細(xì)砂130g，150g，170g。水泥/g細(xì)砂/g第一組 50130第二組50150第三組50170本實(shí)驗(yàn)為了選取環(huán)氧樹脂乳液與固化劑的最佳配比，選取四組數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)。用直徑為6cm的紙杯量取30g環(huán)氧樹脂乳液，在環(huán)氧樹脂乳液不變的條件下再分別加入固化劑(T31)3g，6g。并在室溫下均勻攪拌。環(huán)氧樹脂乳液/%固化劑（T31）/%第一組10010第二組10015第三組10020第四組10025 利用