JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠抗震加固性能研究

程?，?于 敏,楊瑞敏,張 偉,韓 意

(安徽科技學院 建筑學院,安徽 蚌埠 233100)

0 引言

現(xiàn)代建筑主要根據(jù)相關(guān)標準化的要求,根據(jù)設(shè)計規(guī)格預先制成,并通過機器操作完成組裝[1-2]。經(jīng)濟和社會的發(fā)展不斷加快,促使建筑業(yè)施工技術(shù)得到進一步的提高[3]。深入研究建筑結(jié)構(gòu)加固性能,有利于持續(xù)提高建筑結(jié)構(gòu)抗震水平,其已成為目前建筑業(yè)設(shè)計的必然要求[4-5]。建筑結(jié)構(gòu)抗震屬于建筑業(yè)設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié),若要提高建筑結(jié)構(gòu)自身抗震性能,必須做好抗震工作[6-7]。

20世紀90年代以來,國內(nèi)外對建筑膠黏劑的應用非常普遍。比如日本阪神大地震后,損壞橋梁等建筑的鋼筋混凝土柱及梁等均大量使用結(jié)構(gòu)膠(乳液雙組分型)進行加固和修復。在對建筑結(jié)構(gòu)膠普遍應用的基礎(chǔ)上,相關(guān)學者一方面加強了對粘接構(gòu)件承載性能與行為的研究,另一方面不斷建立更完善的施工規(guī)范化標準[8]。

目前,國內(nèi)外的建筑結(jié)構(gòu)膠制備技術(shù)正向著高水平系列化發(fā)展,如混凝土修補膠、接縫專用膠、可用于金屬預制件拉伸的高強膠、快速錨固膠等。而國內(nèi)學者針對建筑結(jié)構(gòu)膠的研究則是向著多樣化發(fā)展。這其中,以環(huán)氧乙烯基酯結(jié)構(gòu)膠、環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠的應用效果更為顯著。環(huán)氧乙烯基酯結(jié)構(gòu)膠以丙烯酸、環(huán)氧樹脂為主要原料,在合成環(huán)氧乙烯基酯樹脂后,通過乙烯基丙基MT硅樹脂完成改性處理,經(jīng)固化后完成制備[9]。材料中的乙烯基丙基MT硅樹脂能夠提高環(huán)氧乙烯基酯樹脂的拉伸強度和斷裂伸長率,使其具有較好的耐老化性能。但高溫環(huán)境會對環(huán)氧乙烯基酯結(jié)構(gòu)膠的彈性壓縮能力產(chǎn)生破壞,導致其易產(chǎn)生壓縮彈性變形,降低了其抗震和抗沖擊能力。環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠是在真空灌膠環(huán)境下,以環(huán)氧樹脂和改性芳胺固化劑為主要原料,配合填料、偶聯(lián)劑、觸變劑及碳纖維完成制備[10]。但由于在制備環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠的過程中加入了較多的改性組分,導致固化后環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠的均勻性和致密性受到影響,降低了其拉伸強度、壓縮強度以及耐久性,在地震力、剪力等強沖擊力的作用下,環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠的粘接性能失效。

針對目前常用結(jié)構(gòu)在抗震加固性能方面存在的不足,以上述傳統(tǒng)的制備方法為基礎(chǔ),將提高結(jié)構(gòu)膠的拉伸強度、壓縮強度和壓縮彈性作為研究目標,本研究以JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠為研究對象,在制備的基礎(chǔ)上,重點分析了其抗震加固性能。

在本文的研究中,分別以高活性酚醛胺(T-31)、聚酰胺樹脂(PA)作為主、輔固化劑,利用氣相白炭黑、超細石英砂、石棉纖維、納米材料、環(huán)氧樹脂等材料,完成對JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的制備,并在高溫環(huán)境下分析材料摻量變化的情況及結(jié)構(gòu)膠拉伸強度、壓縮強度的變化趨勢,從而確定材料的最佳配比如下:固化劑質(zhì)量比為45∶15、氣相白炭黑摻量為4.5%、超細石英砂摻量為10%、石棉纖維摻量為10.5%、納米SiO2摻量為3.5%、納米CaCO3摻量為2.5%,并通過試驗對比結(jié)果突出了研究成果的抗震加固有效性。

1 材料方法

1.1 試驗材料設(shè)計

環(huán)氧樹脂:工業(yè)級,來自無錫博瑞宇化工科技有限公司;

聚酰胺樹脂(固化劑PA、T-31):工業(yè)級,來自湖北鑫潤德化工有限公司;

硅烷偶聯(lián)劑:工業(yè)級,來自南京全希化工廠;

氣相白炭黑:工業(yè)級,來自湖北匯富納米材料股份有限公司;

水泥:工業(yè)級,來自珠海市華潤水泥廠家;

超細石英砂:工業(yè)級,來自靈壽縣黑山石英砂廠;

石棉纖維:工業(yè)級,來自瓜州縣柳園學?；S;

高活性酚醛胺:工業(yè)級,來自山東德源環(huán)氧科技有限公司。

納米材料:納米SiO2、納米CaCO3,工業(yè)級,來自南京先豐納米材料科技有限公司。

具體試驗材料的優(yōu)點如表1所列。

表1 試驗材料優(yōu)點Table 1 Advantages of test materials

1.2 JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠制作

使用合適的環(huán)氧樹脂、氣相白炭黑在玻璃燒杯中進行攪拌,攪拌速度是1 100～1 350 r/min;導進固化劑、硅烷偶聯(lián)劑進行攪拌,攪拌速度是550～650 r/min;導進水泥、超細石英砂、石棉纖維進行攪拌[12-13]。把混合料放在密閉環(huán)境中,去除氣泡后放在模具里,12小時后脫模,獲取JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠試樣。

1.3檢測方法

根據(jù)GB/T2567—2019標準[14],使用萬能試驗機檢測所制備JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠抗震加固性能,采用日本日立公司的S-3400N型掃描電子顯微鏡和型號為JEM-1200EXII的透射電子顯微鏡進行觀察。

JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠抗震加固性能主要通過力學性能指標體現(xiàn)。在本研究中,性能測試主要通過拉伸強度、壓縮強度以及壓縮彈性模量指標體現(xiàn)。

2 檢測方案與結(jié)果分析

2.1 固化劑質(zhì)量比測試與結(jié)果分析

通常來說,固化劑配比越低,相應的成本就會越低。但是為了保證材料制備質(zhì)量,固化劑不能過少,否則結(jié)構(gòu)膠的脆性將有所提高。結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗,將聚酰胺樹脂(固化劑PA、T-31)的比例設(shè)定在1～3之間,即達到21∶21、29∶19、33∶18、41∶16、45∶15。其余材料的用量如下:氣相白炭黑摻量是4.5%,超細石英砂摻量是40%、石棉纖維摻量是10.5%,納米SiO2摻量是3.5%,納米CaCO3摻量是2.5%。在此條件下分析固化劑質(zhì)量比對JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠抗震加固性能的影響。

測試結(jié)果如圖1所示。

圖1 固化劑質(zhì)量比變化下的壓縮強度與壓縮 彈性模量的測試結(jié)果Fig.1 Test results of compressive strength and compressive elastic modulus with varying curing agent mass ratio

通過分析圖1可以發(fā)現(xiàn),在固化劑質(zhì)量比由21∶21變化至45∶15的逐漸增加的過程中,JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的壓縮強度與壓縮彈性均呈現(xiàn)出下降的態(tài)勢,且二者的下降幅度相當,最終分別下降至70.0 MPa、1.6 GPa。

PA:T-31固化劑質(zhì)量比變大會使得JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠壓縮強度和壓縮彈性模量變小,此時結(jié)構(gòu)膠的韌性伴隨固化劑摻量變大而變大。產(chǎn)生這種情況的原因在于,T-31固化劑分子結(jié)構(gòu)是一種短鏈模式,和環(huán)氧樹脂交聯(lián)后衍生的交聯(lián)點距離不大,交聯(lián)鍵進行內(nèi)旋轉(zhuǎn)運動時受到約束。PA屬于大分子固化劑,與環(huán)氧樹脂固化后交聯(lián)點距離變大,交聯(lián)鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)運動的空間越大。此時,交聯(lián)鍵運動的自由度增加,使材料的壓縮彈性模量變小、韌性加強。因此,把固化劑T-31和PA結(jié)合后,不僅可以使JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的使用壽命變長,還可以優(yōu)化其韌性,此時JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的抗震加固性能也得以優(yōu)化。因此,為了是JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠具有線性組合的抗震加固性能,固化劑配比需要設(shè)成45∶15。

2.2 氣相白炭黑摻量測試與結(jié)果分析

經(jīng)相關(guān)學者研究發(fā)現(xiàn),橡膠類材料的耐高溫老化性能會隨著氣相法白炭黑用量的增加先升后降,且以用量為4%～45%為宜[15]。因此,借鑒相關(guān)學者的研究成果,為分析氣相白炭黑摻量變化下的壓縮強度與壓縮彈性模量,本研究將測試過程中的氣相白炭黑摻量依次設(shè)成0%、1.5%、2.5%、3.5%、4.5%。其余材料的用量如下:固化劑質(zhì)量比設(shè)成45∶15,超細石英砂摻量是40%、石棉纖維摻量是10.5%,納米SiO2摻量是3.5%,納米CaCO3摻量是2.5%。在此條件下,分析氣相白炭黑摻量對JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠抗震加固性能的影響。

氣相白炭黑的FS電鏡照片如圖2所示。

圖2 氣相白炭黑的FS電鏡照片F(xiàn)ig.2 FS electron microscope image of fumed silica

分析圖2可知,氣相白炭黑的團聚物由許多原生粒子構(gòu)成,粒徑在7～16 nm之間,原生粒子的相互作用構(gòu)成一次團聚物,正是這種聚合物,會與分子發(fā)生氫鍵作用,生成氫鍵結(jié)構(gòu),抑制了交聯(lián)鍵的運動,使JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的固化性能得到增強。

測試結(jié)果如圖3所示。

圖3 氣相白炭黑摻量變化下的壓縮強度與壓縮 彈性模量的測試結(jié)果Fig.3 Test results of compressive strength and compressive elastic modulus with varying content of fumed silica

通過分析圖3可以發(fā)現(xiàn),在氣相白炭黑摻量由0%增加至4.5%的過程中,JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的壓縮強度與壓縮彈性均呈現(xiàn)出下降的態(tài)勢,最終分別下降至70.0 MPa、1.6 GPa。

產(chǎn)生上述結(jié)果的原因在于,JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的壓縮強度和壓縮彈性模量會隨著氣相白炭黑摻量增大而變小,增加了JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的韌性。當氣相白炭黑加入環(huán)氧樹脂中,會與分子發(fā)生氫鍵作用,生成氫鍵結(jié)構(gòu),抑制了交聯(lián)鍵的運動,使交聯(lián)聚合物里面交聯(lián)鍵數(shù)量變少,降低交聯(lián)密度,交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的均勻性變差。氣相白炭黑雖然對JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的觸變性與韌性進行優(yōu)化,但是對JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的壓縮強度存在負面影響,所以在制作JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠時,氣相白炭黑的摻量可設(shè)成4.5%,此時JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的固化性能最佳。

2.3 超細石英砂摻量測試與結(jié)果分析

為分析超細石英砂摻量對JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠抗震加固性能的影響,將JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠中的超細石英砂摻量依次是0%、10%、20%、30%、40%,固化劑質(zhì)量比設(shè)成45:15,氣相白炭黑摻量是4.5%,石棉纖維摻量是10.5%,納米SiO2摻量是3.5%,納米CaCO3摻量是2.5%。在此條件下,分析超細石英砂摻量對JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠抗震加固性能的影響。

測試結(jié)果如圖4所示。

圖4 超細石英砂摻量變化下的壓縮強度與壓縮 彈性模量的測試結(jié)果Fig.4 Test results of compressive strength and compressive elastic modulus with varying content of ultrafine quartz sand

通過分析圖4可以發(fā)現(xiàn),在氣相白炭黑摻量由0%增加至40%的過程中,JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的壓縮強度與壓縮彈性均呈現(xiàn)出上升的態(tài)勢。其中,壓縮強度由75 MPa上升至93 MPa,壓縮彈性模量由1.6 GPa上升至3.4 GPa。

JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的壓縮強度和壓縮彈性模量會隨著超細石英砂摻量變多而變大。產(chǎn)生這一結(jié)果的原因在于超細石英砂是剛性材料,其壓縮強度與壓縮彈性模量很大,將超細石英砂加入環(huán)氧樹脂中,可以幫助環(huán)氧樹脂穩(wěn)固自身,從而增加JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的壓縮強度和壓縮彈性模量,JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠得到優(yōu)化。而超細石英砂顆粒分布于環(huán)氧樹脂基體中,超細石英砂顆粒與環(huán)氧樹脂發(fā)生作用,環(huán)氧樹脂表面會形成了大量環(huán)氧樹脂分子鏈,組合成無機-有機復合界面。當受到外力作用時,外力會沿著復合界面產(chǎn)生作用,此時界面將出現(xiàn)小裂縫,耗損很多能量。JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的壓縮強度因超細石英砂摻量的變多而變大,JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的彈性模量也變大,結(jié)構(gòu)膠和基材的粘接性能將會變差。因此,在實際應用中需要將超細石英砂摻量設(shè)成10%。

2.4 石棉纖維摻量測試與結(jié)果分析

為分析石棉纖維摻量對JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠抗震加固性能的影響,將JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠中的石棉纖維摻量依次是0%、5.5%、10.5%、15.5%,固化劑質(zhì)量比設(shè)成45:15,氣相白炭黑摻量是4.5%,超細石英砂摻量是40%、納米SiO2摻量是3.5%,納米CaCO3摻量是2.5%。在此條件下,分析石棉纖維摻量對JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠抗震加固性能的影響。

石棉纖維在掃描電鏡下放大10 000倍的SEM如圖5所示。

圖5 石棉纖維的SEM圖像Fig.5 SEM image of asbestos fiber

圖5中,石棉纖維呈現(xiàn)出長寬較大、表面光滑、沒有明顯的分絲帚化現(xiàn)象,擁有大量的活性基團,可以平均分散于環(huán)氧樹脂基體中,增強樹脂拉伸強度,防止環(huán)氧樹脂基體產(chǎn)生應變。

測試結(jié)果如表2所列。

表2 高溫環(huán)境下石棉纖維摻量變化對結(jié)構(gòu)膠抗震加固性能的影響Table 2 Effect of the variation of asbestos fiber content on seismic performance of structural adhesive at high temperature

分析表2可知,隨著石棉纖維的摻量增加,JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的抗拉強度增加。如果其摻量為10.5%,那么其抗拉強度將達到最大值。

產(chǎn)生上述結(jié)果的原因在于,在石棉纖維量較少的情況下,將石棉纖維加入環(huán)氧樹脂基體中時,石棉纖維會分散于環(huán)氧樹脂基體中,產(chǎn)生分散相、連續(xù)相,從而增加樹脂拉伸強度,在增強體系承受外力時,外力主要作用于纖維中,在一定程度上能夠防止環(huán)氧樹脂基體產(chǎn)生應變。石棉纖維能夠使作用于環(huán)氧樹脂上的力分布得更均勻,并隨著樹脂/纖維的應力減小,從而使結(jié)構(gòu)膠的抗拉強度得到優(yōu)化。若石棉纖維摻量過多,JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的黏度變大,則大量纖維在JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠中伸展度變差,團聚力變強,拉伸強度將變差。為此,石棉纖維摻量的最佳值是10.5%,此時JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的拉伸強度為最大值,其抗震加固性能最佳。

2.5 納米材料測試與結(jié)果分析

為分析石棉纖維摻量對JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠抗震加固性能的影響,將JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠中的納米SiO2摻量依次是0%、1.5%、2.5%、3.5%、4.5%、5.5%,納米CaCO3摻量依次是0%、2.5%、4.5%、6.5%、8.5%、10.5%,固化劑質(zhì)量比設(shè)成45:15,氣相白炭黑摻量是4.5%,超細石英砂摻量是40%、石棉纖維摻量是10.5%。在此條件下,依次分析納米SiO2摻量、納米CaCO3摻量對JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠抗震加固性能的影響。

納米SiO2和納米CaCO3的SEM圖像如圖6所示。

圖6 納米SiO2及CaCO3的SEM圖像Fig.6 SEM images of nano-SiO2 and nano -CaCo3

通過觀察6中的納米SiO2和納米CaCO3的結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn),納米SiO2和納米CaCO3不是分散為單顆粒形式存在,而是多個顆粒聚合形式存在,能夠優(yōu)化結(jié)構(gòu)膠基體。

測試結(jié)果如表3所列。

表3 納米材料摻量對結(jié)構(gòu)膠抗震加固性能的影響分析Table 3 Influence of nanomaterials content on seismic strengthening performance of structural adhesive

分析表3結(jié)果可知,在JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠中逐漸增加納米SiO2,其拉伸強度、壓縮強度先變大后變小,整體變動幅度較小。如果納米SiO2摻量是3.5%,其拉伸強度為55.74 MPa,此時為最大值,壓縮強度也為最大值。原因是納米SiO2粒子自身的強度與模量較為顯著,納米SiO2摻量變多,結(jié)構(gòu)膠基體的強度便得以優(yōu)化。納米SiO2摻量較少,納米SiO2粒子在結(jié)構(gòu)膠基體樹脂里分布均勻性較好,特別是納米SiO2摻量為3.5%時,納米SiO2粒子在結(jié)構(gòu)膠基體樹脂里分布均勻,拉伸強度最顯著。當納米SiO2摻量為5.5%時,納米SiO2粒子將會優(yōu)化JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的觸變性、黏度,氣泡將不便處理,拉伸強度、壓縮強度便會變小。納米SiO2摻量變多,JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的壓縮彈性模量變大。原因是納米SiO2粒子的自身模量顯著,可以優(yōu)化JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的彈性模量。彈性模量變大,JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠抵抗拉伸變形的性能被優(yōu)化。

分析表3結(jié)果還可知,納米CaCO3摻量較多時,JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的拉伸強度變小,當納米CaCO3摻量不大于8.5%時,拉伸強度變小的幅度不大,如果納米CaCO3摻量為10.5%,拉伸強度為35.31 MPa。此時拉伸強度變小的原因是JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠中氣泡和納米鈣分散后聚合于一體,當摻量較少時,JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的氣泡處理難度小,同時納米粒子聚集的條件不多,JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠強度較高。如果納米CaCO3摻量是10.5%,JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的黏度變大,氣泡處理難度變大,留在結(jié)構(gòu)膠里的氣泡很多,這時納米粒子聚集性較好,JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的韌性則較差、易開裂,抗震加固性能下降。納米CaCO3摻量增多后,JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠抗震加固性能指標中壓縮彈性模量變大。因為納米CaCO3自身屬于剛性粒子,模量顯著,可優(yōu)化JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的壓縮彈性模量,抗震加固性能得以優(yōu)化。因此,綜合考慮,納米CaCO3摻量最優(yōu)值應為2.5%。

3 抗震加固性能對比

為進一步驗證本研究設(shè)計的JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的抗震加固性能,將其與目前常用的環(huán)氧乙烯基酯結(jié)構(gòu)膠、環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠展開對比。

試驗試件為3組相同的隱式混凝土幕墻結(jié)構(gòu),分別將本研究設(shè)計的JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠、環(huán)氧乙烯基酯結(jié)構(gòu)膠、環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠作為試驗對象。隱式混凝土幕墻結(jié)構(gòu)參數(shù)如表4所列。

表4 試驗試件結(jié)構(gòu)參數(shù)Table 4 Structural parameters of test specimen

試驗在伺服系統(tǒng)中完成,在37 ℃環(huán)境下,沿水平方向輸入人工地震波,地震強度變化為3～8級。對照檢驗結(jié)果以結(jié)構(gòu)膠連接處發(fā)生彎折或倒塌為驗證標準,并測試不同實驗組混凝土幕墻的抗倒塌安全儲備系數(shù)。

抗倒塌安全儲備系數(shù)ν的計算方式如下:

(1)

式中:κ表示建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)倒塌的臨界地震強度;σ表示建筑結(jié)構(gòu)在罕見地震作用下的相應地震強度。

測試結(jié)果如表5所列。

表5 不同結(jié)構(gòu)膠的測試結(jié)果Table 5 Test results of different structural adhesive

分析表5可知,在高溫環(huán)境地震作用下,應用JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的隱式混凝土幕墻結(jié)構(gòu)的抗倒塌安全儲備系數(shù)為4.75,與應用環(huán)氧乙烯基酯結(jié)構(gòu)膠、環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠的幕墻結(jié)構(gòu)的抗倒塌安全儲備系數(shù)相比更高,說明其地震作用需求更高。應用JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠后,隱式混凝土幕墻結(jié)構(gòu)分別在地震強度為6.7級和7.5級時發(fā)生彎折形變和折斷,說明JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠可以有效加固建筑幕墻連接處。此外,JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠膠體的抗拉強度和抗彎強度均處于較高的水平,說明其抗震、抗倒塌性能更強,有利于對建筑結(jié)構(gòu)的加固。

4 結(jié)論

本文在制備JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的基礎(chǔ)上,測試了不同固化劑、氣相白炭黑、超細石英砂、石棉纖維、納米材料配比下,結(jié)構(gòu)膠的抗震加固性能。

經(jīng)測試發(fā)現(xiàn):(1)固化劑質(zhì)量比變大會使得JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠壓縮強度和壓縮彈性模量變小,此時結(jié)構(gòu)膠的韌性伴隨固化劑摻量變大而變大;(2)JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的壓縮強度和壓縮彈性模量會隨著氣相白炭黑摻量增大而變小,從而增加了JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的韌性;(3)JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的壓縮強度和壓縮彈性模量會隨著超細石英砂摻量變多而變大;(4)石棉纖維的摻量不應過多,否則會導致JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的黏度變大,則大量纖維在JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠中伸展度變差,削弱拉伸強度;(5)納米SiO2粒子的自身模量顯著,使用在環(huán)氧樹脂基體里,兩相符合將會優(yōu)化JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠的彈性模量;(5)納米CaCO3摻量增多,JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠抗震加固性能指標中的壓縮彈性模量會在一定程度內(nèi)變大。

因此,在經(jīng)過測試后發(fā)現(xiàn),當固化劑質(zhì)量比為45:15、氣相白炭黑摻量為4.5%、超細石英砂摻量為10%、石棉纖維摻量為10.5%、納米SiO2摻量為3.5%、納米CaCO3摻量為2.5%時,JGN型耐高溫建筑結(jié)構(gòu)膠性能最好,其抗震加固性能可得以優(yōu)化。本研究結(jié)果可作為建筑結(jié)構(gòu)膠抗震加固性能優(yōu)化、建筑結(jié)構(gòu)膠應用方案中的參考資料,具有一定的參考價值。