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1、汕头大学硕士学位论文胶加固梁的破坏挠度比有机胶加固梁少25%,可见无机胶的脆性较大。但[8]Stephen的论文没有给出无机胶的具体配方。目前国内常用的无机胶粘剂有硅酸盐类,磷酸盐类,氧化铜无机胶粘剂以及氯氧镁水泥。其中硅酸盐类无机胶粘剂水化后其水化体系碱度较高,对普通玻纤有较强的腐蚀能力。磷酸盐类和氧化[6,7]铜无机胶粘剂在固化时,通常需要加高热高压,工程应用难以实现。氯氧镁水泥(镁水泥),是一种气硬性胶凝材料,适用于粘结多种基料,已广泛应用于[9,10]包装材料,建材产品,交通设施,养殖用品等领域。我国
2、已将氯氧镁水泥玻[11~13]璃钢应用于受力不大地通风管道,冷却塔,船甲板,小水箱,净化槽等。但氯氧镁水泥的耐水性和与纤维的粘附性均不如有机树脂。基于国内外研究成果以及我国国情,汕头大学提出以氯氧镁水泥为基本材料,通过改性试验研究代替有机胶加固混凝土结构的想法,并进行了实验研究。本文则拟在总结经验的基础上进一步改善氯氧镁水泥的性能。2、国内外研究动态及本课题的基本思路2.1环氧树脂的缺点根据所掌握的资料,国内外绝大部分的FRP的研究都是采用环氧树脂做胶粘剂。由于环氧树脂结构中的碳碳键、醚键的键能较小,高温下容
3、易降解,因此存[6,7]在耐热性差,耐光老化性差等缺点。环氧树脂老化过程可以由图1-1表示。图中方框表示总反应式。(1)、(2)、(3)、(4)表示可能的断裂点。环氧分子在断裂点断裂之后,就会在光和氧的作用下发生氧化反应,也就是俗称的老化。0前苏联学者用人工老化箱,在相对湿度100%,温度55C,光波长380~760ηm的条件下,进行人工老化实验。发现试样在老化时表面产生裂纹和麻点,麻点开始时直径为10-3~10-4mm,125d老化后变为0.02~0.03mm。澳大利亚的[15,16]G.A.George和
4、美国的J.F.Sprouse以及R.E.Sacher采用了诸如色-质(GC-MS)、电子能谱(ESCA)和傅立叶变换红外光谱等分析方法对玻璃布增强的环氧层压材料光热氧化反应进行了研究。该材料是由七层玻璃布与环氧树脂压制而成的。研究结果表明该种玻璃布增强的环氧层压材料的表面在户外曝晒时降解速度很快,将层压材料在户外曝晒12个月或更长一些时间,其表面的树脂被破坏,3汕头大学硕士学位论文玻璃布与树脂剥离。试验还发现,试样被雨淋或定期向试样喷水均可加剧其老化状态。当试样只是曝晒而不与水接触时老化有所缓和,曝晒后的试样
5、尚可用来分析,而当有水时试样完全报废,甚至不能再用来做分析样品。..RCH2CHCO2+CH2OCO+CH2OO.CH3O2..CH3RCH2CH+COCH2CH2.+.COOOCH3hv(1)hv(3)(1)(2)(3)(4)CH3RCH2CHCOCH2CHCH2OCOOOHCH3hv(2)hv(4)CH3..RCH2CHC+OCH2CH2O.+.COOCH3O2O2/PH.RCH2CH+COCH3.HOOCO+PRCH2CHOH+CO2CH3图1-1环氧树脂老化机理2.2氯氧镁水泥的特点及其在加固混凝土探
6、索性研究中存在的问题氯氧镁水泥是一种气硬性胶凝材料,硬化快,强度高,室温情况下2~8h[6,可初步硬化,28d最高拉伸强度可达70~90Mpa,28d抗压强度可达90Mpa以上7];碱性弱,腐蚀性低,可以采用中碱玻璃纤维布做增强材料;而且粘结力强,对于各种无机或者有机掺合料和纤维均有较高的粘结性,易于制成复合材料;其0最大优点是不燃,氧指数可达100,300C可长期使用;有机FRP即使是阻燃的,氧指数也只能在20~40,只能做到离火自熄,阻燃仍是燃,只是被动燃烧此。[10]而且氯氧镁水泥耐磨性好,具有优良的抗
7、盐卤腐蚀性,弹性好,且价格低廉。因此氯氧镁水泥广泛地应用于建筑工程。4汕头大学硕士学位论文玻璃纤维增强氯氧镁水泥无机复合材料(GlassFiberReinforcedMagnesiumOxychlorideCementInorganicCompsoite,缩写为FRIM,代表无机玻璃钢),目前正得到大力发展并广泛应用与工业产品上,如通风管道,冷却塔,[11~13]船甲板,小水箱,净化槽等,具有耐热、隔热、抗盐、无毒、价格低等优点。3与有机FRP一样,密度较小,约1.5~1.8g/cm。但是氯氧镁水泥存在耐水性
8、差的缺点,因此要想将氯氧镁水泥应用于混凝土加固领域,首先必须改善其耐水性能,其次进一步改善其对纤维的渗透性和粘性。[18]针对氯氧镁水泥耐水性的改善,国内外都做了大量地研究。如有机物质的加入,使得氯氧镁水泥成为有机和无机的混合物,在保持其不燃性的同时,密度下降了[19]吸水性也降低了,很多性能都得到了改善。王清香(2001)的试验结果表明,掺加了复合外加剂之后的氯氧镁水泥试块,1993年成型,养护在