揚州水產運輸聯盟

低溫環境下橋梁加固結構膠的制備技術 ——交通運輸建設科技成果介紹

易柏易2020-02-21 07:19:30


很多橋梁加固方法,如增大截面、粘貼鋼板、粘貼纖維復合材料等均使用到一種材料----結構膠。結構膠具有粘結強度高,耐腐蝕、收縮小等優點。國內外學者針對低溫(-5℃)環境下用結構膠的研究主要存在以下問題:傳統結構膠無法固化或固化時間太長;現有的低溫結構膠主要為硫脲、硫醇改性,毒性與刺激性較大,不適用于橋梁加固等開放環境;即使勉強用于結構加固工程中,100份環氧樹脂用量下,聚硫醇的用量較大,且價格較高;現有的酚醛胺主要為苯酚改性,苯酚對人體、大氣、水體環境等有較大污染。


本成果突破了傳統結構膠在低于-5℃環境中無法固化、固化太慢等問題,延長了加固工程的施工時間,使病害結構得以及時加固和安全使用,也為特殊環境(水下、潮濕)用結構膠的研發提供了一定的理論基礎。

1、技術原理


多種橋梁加固的方法中均采用一種聚合物材料-結構膠。目前尚無合適膠種用于低溫環境下橋梁加固工程。針對上述問題,科研工作者嘗試從影響環氧樹脂固化過程來改善結構膠在低溫下的反應活性。結構膠的主要組成部分為環氧樹脂與固化劑,固化劑的性能直接關系到整個固化物的性能,本項目采用Mannich改性進行固化劑的合成,以期獲得較為理想的低溫性能。

Mannich改性又稱為酚醛改性,胺甲基化反應,是指含有活潑氫原子的化合物和甲醛(或其它醛)及胺的縮合反應,反應首先是活潑氫原子被胺甲基化所取代,得到β-氨基化合物,即Mannich堿。然后Mannich堿再與含活潑氫原子的化合物進行縮合。反應原理如下:

通過Mannich改性,在固化劑分子中引入了酚羥基,增強的固化劑反應活性,提高胺基與環氧基團的反應速度。同時,在固化劑分子中引入酚醛骨架結構,提高固化物的熱變形溫度,改善樹脂固化物的耐熱性、耐腐蝕性和耐老化性能等。


2、關鍵技術或工藝流程


(1)采用曼尼希反應對多元胺進行改性,建立酚、醛、胺等物質變化對結構膠性能的影響規律,主要考察酚、醛、胺等物質種類及摩爾比,物料的添加順序、反應時間、反應溫度等。

??? (2)建立曼尼希反應中混胺(脂肪胺與脂環胺摩爾比)對結構膠固化過程、固化動力學以及固化性能的影響規律。

??? (3)探索不同固化溫度對結構膠固化性能、固化產物、固化動力學過程等的影響規律。

??? (4)最終建立一種可用于低溫環境下的橋梁加固用結構膠體系,并完成該固化體系的中試及實體工程驗證,突破了低溫環境下橋梁現有用膠的限制。


3、推廣前景


市場現有的低溫類固化劑與結構膠:聚硫醇的市場價為136元/kg,且用量為環氧樹脂的100%。硫脲改性固化劑為18元/kg。本項目固化劑為26元/kg,用量僅為環氧樹脂的40%。以一噸結構膠中含固化劑為135kg進行計算,本固化劑可比聚硫醇成本低1.485萬元,比硫脲改性固化劑高0.108萬元。本固化劑在成本上具有一定的優勢。

本固化劑放棄傳統的苯酚改性,創新性引入了一種生物基多酚,降低了所合成固化劑的毒性與刺激性,減少施工中對施工人員的損傷與環境污染。其次,本低溫固化結構膠的研制及推廣應用可解決低溫環境下結構膠無法施工、施工效果差等問題,延長加固工程年有效施工時間,提高工程質量,減少橋梁損毀事故的發生。


回復留言您感興趣的話題,小編將為您收集整理。


監制:王菲

編輯:雷瑞

這些內容您一定感興趣


  • 環保型彩色路面——交通運輸建設科技成果介紹

  • 瀝青路面無損溫再生技術——交通運輸建設科技成果介紹

  • 2017年度軌道交通領域十大技術突破

  • 快看!這些交通運輸項目獲2017年度國家科學技術獎勵



天天盈配资