專利名稱：緩粘結預應力筋用高性能緩粘結材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種緩粘結預應力筋用緩粘結膠粘劑材料及制備方法。
背景技術：
緩粘結預應力技術秉承了無粘結預應力技術簡便宜行的施工優點，又克服了有粘結預應力技術施工工藝復雜、節點使用條件受限的弊端，其簡單的施工工藝、優良的力學指標，使結構的抗震性能得到顯著改善。緩粘結預應力鋼筋采用特定的緩凝材料，保證了緩粘結預應力鋼筋在張拉前不凝結，張拉后逐漸凝結硬化達到與有粘結預應力鋼筋相似的力學效果。緩粘結預應力的核心技術是緩凝材料的研制，目前普遍使用的是由水泥、水、砂和復合緩凝添加劑按照一定比例攪拌而成的緩凝砂漿。然而，用緩凝砂漿制成的緩粘結預應力筋從配制到使用中間間隔時間較短，不宜大量使用，工廠化生產難度較大，一般是在工地現場制作，且制作繁瑣，成品外部僅用塑料布包裹很容易損壞，搬運過程中其線形曲率不能太大，因而施工時比較麻煩。由于要求外包于預應力筋的緩凝砂漿厚度比較大(一般為5cm)， 致使整根緩粘結筋比較粗，因而對混凝土構件橫截面的削弱較大。同時這種緩粘結預應力筋只能用于跨度較小的結構構件，而且只宜布成直線形式。針對以上諸多問題，近年來，國內外一些研究工作中開展了一些新興緩粘結技術的探索工作。日本神鋼鋼線工業株式會社與日本京都大學開展了以樹脂為緩凝材料的新一代緩粘結預應力鋼筋的試驗研究，翻開了緩粘結預應力技術新的一頁(神橋制鋼技報2003，53(1): 103)。天津市建筑科學研究院、天津港灣工程研究所等單位申請的專利 CN1425731A公開了一種預應力筋用緩粘結膠粘劑材料，其由環氧樹脂、增塑劑、固化劑和填料組成，其中固化劑為雙氰胺或咪唑。這種緩粘結預應力筋用膠粘劑常溫常壓下固化反應緩慢，要1 2年才能逐漸達到固化狀態，只有在一定的外界條件(如加熱和光照)下才能盡快發生固化反應，因此在某些施工條件下無法保證其完全固化，也就無法達到所需要的強度等性能指標要求。而且咪唑有毒，對皮膚、粘膜有刺激性和腐蝕性，這限制了其使用范圍。中國京冶工程技術有限公司等單位申請的專利CN1775889A也公開了一種預應力筋用緩粘結膠粘劑，它由雙酚-A型環氧樹脂、活性稀釋劑雙酚A 二甘油醚和固化劑聚酰胺等組成。這種緩粘結預應力筋用膠粘劑材料具有較好的韌性和高沖擊強度，但用聚酰胺作為固化劑其固化速度較快，室溫下一周止半個月就可以使環氧樹脂固化，又因為其分子較大，受空間位阻影響，其固化不完全，并且得到的固化產物耐熱性比較低。綜上所述，當前的預應力筋用緩粘結材料表現出的性能無法滿足緩粘結預應力技術中有關固化時間、粘結強度、耐熱性能和環保性能等指標的完全要求。
發明內容
本發明的目的在于避免現有技術的不足提供一種凝結速度和固化時間可根據工程實際需要進行調控的預應力筋用緩粘結膠粘劑材料及其制備工藝。這種緩粘結材料在前期具有良好的流動性；經擠壓涂覆、包裹工藝后，與預應力筋具有良好的附著性，能夠將空隙填充并緊密包裹；隨著時間的推移，緩粘結材料在固化劑的作用下逐漸固化，與鋼筋、外包護套之間的粘結力不斷增大；最終在一定的時間內，緩粘結材料完全固化，并與鋼筋和外包護套之間產生強粘結力并具有優異的力學性能，能夠完全滿足道路、橋梁、水利建設中對緩粘結預應力鋼筋的要求和需要。為實現上述目的，本發明采取的技術方案為一種緩粘結預應力筋用高性能緩粘結材料，所述材料包括重量比為100 5 25環氧樹脂、固化劑。進一步，所述的材料還包括有相對于100份環氧樹脂重量比為5 10的活性稀釋劑、5 30的增韌劑、1 10的增塑劑和50 300的填料。進一步，所述的固化劑為苯胼改性雙氰胺。進一步，所述材料的密度為1 1. 5g/cm3，pH在7 8，固含量大于99. 5%，固化時間為1-12個月。進一步，所述的環氧樹脂為低分子量雙酚A型環氧樹脂E44、E51 一種或兩種的組
口 O進一步，所述的活性稀釋劑為苯基縮水甘油醚、聚乙二醇縮水甘油醚、十二-十四烷基縮水甘油醚中的一種或三種的組合。進一步，所述的增韌劑為活性丁腈橡膠、熱塑性聚氨酯的其中一種或兩種的組合。進一步，所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯的其中一種或兩種的組合。進一步，所述的填料為水泥、輕質碳酸鈣、硅灰石的其中一種或三種的組合。本發明還提供一種緩粘結預應力筋用高性能緩粘結材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟
(1)填料預處理將所述的填料預先用粉碎機進行粉碎細化，使填料的粒徑小于 50 μ m ；然后用干燥機進行干燥處理；
(2)確定配料根據實際工程對固化時間的要求，確定緩粘結材料各組分的配比并進行精確稱量；
(3)配料攪拌將環氧樹脂、固化劑、活性稀釋劑、增韌劑和增塑劑加入到捏合機中攪拌混和均勻后，將步驟(1)中制備出的填料投入到捏合機中繼續攪拌，得到攪拌混合均勻的混合材料；
(4)配料研磨將攪拌好的混合材料經三輥機反復研磨3 5次，以使配料混和更加均勻同時排除攪拌中卷入的氣泡，完畢后，制得所述的材料，所述材料的密度為1 1. 5g/cm3, pH在7 8，固含量大于99. 5%，固化時間在1-12個月之間。本發明的有益效果是
1.用本發明制備的緩粘結材料為緩凝組分制備的預應力鋼筋，與目前普遍使用的以緩凝砂漿作為緩凝組分制備預應力筋來說，具有許多優勢(1)緩粘結預應力筋從配制到使用中間間隔時間可以調節；(2)預應力筋所有的制作工作均在工廠里完成，適于流水作業， 可大批量生產；(3)緩粘結材料外部用塑料波紋管包裹，其對內部的緩粘結材料形成很好的保護，在鋼筋張拉前像無粘結鋼鉸線一樣，搬運時能承受較大的彎曲，且不必擔心會破壞緩粘結材料的保護層，因而在運輸、就位、吊裝、綁扎時均比用緩凝砂漿制成的緩粘結預應力筋要方便的多；(4)預應力筋不像外包緩凝砂漿的緩粘結筋那樣臃腫，外包于預應力筋的緩粘結材料和套管的總厚度不大，因而對構件橫截面的削弱較小。2.本發明可根據工程實際的要求和需要，控制緩粘結材料的固化時間在1-12個月的適宜范圍之內，并且本發明制備的緩粘結材料在固化過程中對外界環境無特殊要求， 在室溫條件下進行即可，無需加熱。這樣有效解決了當前產品在常溫常壓下要么固化速度較快、要么需要很長時間或經過加熱才能固化的缺點。3.本發明未使用非活性稀釋劑，而僅使用活性稀釋劑。活性稀釋劑分子中含有環氧基團，能夠與固化劑起化學反應和環氧樹脂一起固化，從而可有效避免由于非活性稀釋劑的滲出所引起的制品體積收縮過大、機械強度低等一系列問題。而且使用的大分子量活性稀釋劑同時還對環氧樹脂具有增韌作用，從而賦予固化物具有良好的韌性。4.本發明使用了活性丁腈橡膠、熱塑性聚氨酯作為增韌劑，通過與環氧樹脂發生反應，使環氧樹脂固化物中存在微相分離的海島型兩相結構，可以實現整個體系的強韌性， 同時賦予固化物具有良好的彈性、密封性、耐溶劑性能和抗沖擊性，從而改善了環氧樹脂膠粘劑剝離強度低的缺點和易開裂的缺陷。5本發明制備的緩粘結材料呈弱堿性，并且不含揮發成分、無異味、對人體、環境無害，并在整個固化過程中幾乎沒有體積上的變化，也不會釋放出水或其它小分子的氣體及化合物，故固化物的收縮率很低。而且，形成的致密三維網狀結構阻斷了外界腐蝕性介質到達鋼筋的通道，對預應力筋起到了極好的防腐作用，有利于結構的耐久性。6.本發明制備的緩粘結材料在固化劑及活性稀釋劑、增韌劑的作用下，逐漸固化的過程中內聚力及韌性顯著增強，和被粘結預應力鋼筋和護套之間產生極強的粘結力，從而使固化后的產品具有優異的力學性能、較好的耐熱性和絕緣性。其中其固化產物的拉伸剪切強度最大可達到30 MPa，抗壓強度最大可達到100 MPa0
圖1 用本發明實施例1制備的預應力鋼筋剖視圖2 本發明實施例2制備的緩粘結材料固化前(a)和固化后(b)的紅外光譜圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。實施例1 5 —種緩粘結預應力筋用高性能緩粘結材料，所述材料包括重量比按照表1所述的環氧樹脂、固化劑，所述的環氧樹脂為低分子量雙酚A型環氧樹脂E44、E51， 所述的固化劑為苯胼改性雙氰胺。表 權利要求
1.一種緩粘結預應力筋用高性能緩粘結材料，其特征在于，所述材料包括重量比為 100 5 25環氧樹脂、固化劑。
2.如權利要求1所述的緩粘結預應力筋用高性能緩粘結材料，其特征在于，所述的材料還包括有相對于100份環氧樹脂重量比為5 10的活性稀釋劑、5 30的增韌劑、1 10的增塑劑和50 300的填料。
3.如權利要求1所述的預應力筋用緩粘結材料，其特征在于，所述的固化劑為苯胼改性雙氰胺。
4.如權利要求1至3任一所述的預應力筋用緩粘結材料，其特征在于，所述材料的密度為1 1. 5g/cm3, pH在7 8，固含量大于99. 5%，固化時間為1_12個月。
5.如權利要求2所述的預應力筋用緩粘結材料，其特征在于，所述的環氧樹脂為低分子量雙酚A型環氧樹脂E44、E51 一種或兩種的組合。
6.如權利要求2所述的預應力筋用緩粘結材料，其特征在于，所述的活性稀釋劑為苯基縮水甘油醚、聚乙二醇縮水甘油醚、十二 -十四烷基縮水甘油醚中的一種或三種的組合。
7.如權利要求2所述的預應力筋用緩粘結材料，其特征在于，所述的增韌劑為活性丁腈橡膠、熱塑性聚氨酯的其中一種或兩種的組合。
8.如權利要求2所述的預應力筋用緩粘結材料，其特征在于，所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯的其中一種或兩種的組合。
9.如權利要求2所述的預應力筋用緩粘結材料，其特征在于，所述的填料為水泥、輕質碳酸鈣、硅灰石的其中一種或三種的組合。
10.一種緩粘結預應力筋用高性能緩粘結材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)填料預處理將所述的填料預先用粉碎機進行粉碎細化，使填料的粒徑小于 50 μ m ；然后用干燥機進行干燥處理；(2)確定配料根據實際工程對固化時間的要求，確定緩粘結材料各組分的配比并進行精確稱量；(3)配料攪拌將環氧樹脂、固化劑、活性稀釋劑、增韌劑和增塑劑加入到捏合機中攪拌混和均勻后，將步驟(1)中制備出的填料投入到捏合機中繼續攪拌，得到攪拌混合均勻的混合材料；(4)配料研磨將攪拌好的混合材料經三輥機反復研磨3 5次，以使配料混和更加均勻同時排除攪拌中卷入的氣泡，完畢后，制得所述的材料。
全文摘要
本發明涉及一種緩粘結預應力筋用緩粘結膠粘劑材料及制備方法。一種緩粘結預應力筋用高性能緩粘結材料，所述材料包括重量比為1005～25環氧樹脂、固化劑；本發明還提供緩粘結預應力筋用高性能緩粘結材料的制備方法，該方法包括填料預處理、確定配料、配料攪拌、配料研磨等幾個步驟，制得所述的材料。本發明具有從配制到使用中間間隔時間可以調節、所有的制作工作均在工廠里完成，適于流水作業，可大批量生產、在鋼筋張拉前像無粘結鋼鉸線一樣，搬運時能承受較大的彎曲，且不必擔心會破壞緩粘結材料的保護層，因而在運輸、就位、吊裝、綁扎時很方便等優點。
文檔編號C09J163/02GK102295905SQ201110183820
公開日2011年12月28日 申請日期2011年7月1日 優先權日2011年7月1日
發明者趙建昌 申請人:甘肅泰達建筑技術發展有限公司