缓粘结胶粘剂部分耐低温性能试验

2022年01月13日 19:59 兆福基


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引言


目前缓粘结预应力已广泛应用于铁路与公路桥梁、工业与民用建筑等各类预应力混凝土结构中,工程项目分布在全国各地。我国幅员辽阔,气候类型复杂多变,其中严寒地区冬季平均温度为-20℃左右,最北端的漠河历史最低温度达-52.3℃。缓粘结预应力在严寒地区使用时,其缓粘结胶粘剂的最终力学指标是否会受到影响,是业内的一个关注重点。我司针对这个问题,对不同固化反应程度的缓粘结胶粘剂开展了极限低温下的力学性能研究,以期为缓粘结预应力在低温下的应用提供技术支撑。


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试验目的



本试验旨在通过检测同一批次缓粘结胶粘剂在张拉适用期内、未完全固化前、完全固化后三种状态下经历设定的30天、-55℃的极限低温条件作用后的快速固化拉伸剪切强度与标准条件下的快速固化拉伸剪切强度的对比,初步评价设定条件下极限低温作用对不同固化反应程度的缓粘结胶粘剂的快速检验力学指标的影响。


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试验方法



配制8000克标准张拉适用期为6个月的缓粘结胶粘剂,分别按以下步骤和试验方法进行试验。


3.1

标准试样(A试样)的制作步骤和试验方法


从配制的8000克缓粘结胶粘剂中称量出500克缓粘结胶粘剂,标记为“A试样”。

(1)将A试样于25℃恒温下放置30天。

(2)取出A试样,加入5克固化促进剂并搅拌均匀。

(3)按GB/T 7124的规定制作5个拉伸剪切试件;按GB/T 531.1的规定制作5个硬度试件。

(4)将制好的试件在25℃下静置24小时后放置于80℃的温度箱内养护24小时,随后关闭温度箱,令试件自然恢复至室温。

(5)按GB/T 7124 的规定进行拉伸剪切强度测试;按GB/T531.1的规定进行硬度测试。 


3.2

张拉适用期内试样(B试样)的制作步骤和试验方法


从配制的8000克缓粘结胶粘剂中称量出500克缓粘结胶粘剂,标记为“B试样”。

(1)将B试样于-55℃恒温下放置30天,随后于25℃恒温下放置7天。

(2)取出B试样,加入少许固化促进剂并搅拌均匀。

(3)按GB/T 7124的规定制作5个拉伸剪切试件;按GB/T 531.1的规定制作5个硬度试件。

(4)将制好的试件在25℃下静置24小时后放置于80℃的温度箱内养护24小时,随后关闭温度箱,令试件自然恢复至室温。

(5)按GB/T 7124 的规定进行拉伸剪切强度测试;按GB/T531.1的规定进行硬度测试。 


3.3

半固化状态试样(C试样和D试样)的制作步骤和试验方法


从配制的8000克缓粘结胶粘剂中称量出2份,一份5500克缓粘结胶粘剂标记为“C试样”,一份500克缓粘结胶粘剂标记为“D试样”。

3.3.1C试样的制作步骤和试验方法

(1)向C试样中加入少许固化促进剂并搅拌均匀。

(2)按GB/T 7124的规定制作5个拉伸剪切试件;按GB/T 531.1的规定制作5个硬度试件;按GB/T 269 中全尺寸润滑脂工作器的规定制作10个稠度试件。

(3)将制好的试件置于25℃恒温下。

(4)对稠度进行监测,当稠度降到30(0.1mm)~10(0.1mm)时,立即将拉伸剪切试件和硬度试件放置在-55℃恒温下30天,随后于25℃恒温下放置48小时,再放置于80℃的温度箱内24小时,最后关闭温度箱,令试件自然恢复至室温。

(5)按GB/T 269 中全尺寸不工作锥入度的规定进行稠度测试;按GB/T 7124 的规定进行拉伸剪切强度测试;按GB/T531.1的规定进行硬度测试。

3.3.2 D试样的制作步骤和试验方法

(1)向D试样中加入少许固化促进剂并搅拌均匀。

(2)按GB/T 7124的规定制作5个拉伸剪切试件;按GB/T 531.1的规定制作10个硬度试件。

(3)将制好的试件置于25℃恒温下。

(4)对硬度进行监测,当硬度达到20 D~30 D时,立即将拉伸剪切试件和硬度试件放置在-55℃恒温下30天,随后放于25℃恒温下放置48小时,再放置于80℃的温度箱内24小时,最后关闭温度箱,令试件自然恢复至室温。

(5)按GB/T 7124 的规定进行拉伸剪切强度测试;按GB/T531.1的规定进行硬度测试。 


3.4

完全固化状态试样(E试样)的制作步骤和试验方法


从配制的5000克缓粘结胶粘剂中称量出500克缓粘结胶粘剂,标记为“E试样”。

(1)向E试样中加入少许固化促进剂并搅拌均匀。

(2)按GB/T 7124的规定制作5个拉伸剪切试件;按GB/T 531.1的规定制作5个硬度试件。

(3)将制好的试件在25℃下静置24小时后放置于80℃的温度箱内养护24小时,随后关闭温度箱,令试件自然恢复至室温。

(4)将试件于-55℃恒温下放置30天,随后取出放于25℃恒温下放置7天。

(5)按GB/T 7124 的规定进行拉伸剪切强度测试;按GB/T531.1的规定进行硬度测试。 


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1 拉伸剪切强度测试的试验图片

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2 硬度测试的试验图片

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试验数据



每组试件的拉伸剪切强度和硬度的测试值在去除最大值与最小值后计算剩余3个测试值的算术平均值作为该组试件最终的拉伸剪切强度和硬度,并且剩余3个测试值均不应超过平均值的±10%。以此原则,计算A、B、C、D、E五组实验数据,详见表1。

表1  试样的拉伸剪切强度和硬度

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3 缓粘结胶粘剂低温检测报告



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试验结论



通过本试验的测试可以看出:缓粘结胶粘剂在张拉适用期内、未完全固化前、完全固化后三种状态下经历设定的-55℃ 30天的极限低温,其快速固化拉伸剪切强度和硬度差异不大。由此,初步判定缓粘结胶粘剂在严寒地区使用时,低温环境对其固化后的力学性能影响较小。鉴于本次测试的样本及设定条件有限,故对于目前常用的缓粘结胶粘剂在特定低温条件下的耐低温性能的综合研究,还待后续北京兆福基新材料科技发展有限公司中国铁路设计集团有限公司为保障缓粘结预应力技术在严寒地区的应用共同开展的试验研究内容进一步扩展及实验方法的诸多创新,将得到更全面的反映与完善,同时也会将已完成的研究内容与成果陆续推送、发表。



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北京兆福基基于多年在缓粘结行业的研究与实践积累,愿携手行业同仁共建“缓粘结学术交流”专栏,共促缓粘结技术发展。

下期,我们不见不散~



关于兆福基


    北京兆福基新材料科技发展有限公司是北京市高新技术企业、产学研示范机构,并在江西省新余市和河北省衡水市设立有大型生产及试验基地。公司基于创始团队在预应力行业30余年丰富研发与实践积累,具备独立研发、生产、设计、施工、检测为一体的服务能力,致力于为客户提供各种高端的缓粘结预应力产品、专业的缓粘结预应力设计与施工、深度的缓粘结材料检测及技术支持的整套服务体系:

铁路与公路桥梁工程:适用于桥梁T形梁、箱型梁等梁体及桩体。可用于横向筋、竖向筋、纵向筋。

市政工程:应用于地铁、综合管廊、道路等超长结构墙体、板等需抗裂部位。

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