硅酮結構膠用于地下糧倉中聚丙烯塑料防水板與混凝土粘接試驗的研究

丁明，王振清，張昊，陶元慶

（河南工業(yè)大學 土木建筑學院，河南 鄭州 450001）

1 防水材料的選擇

針對傳統(tǒng)防水材料存在的問題，在發(fā)展綠色環(huán)保建筑時更加需要新型防水材料[1]。聚丙烯塑料防水板用于地下糧倉防水，具有防水性能好、耐久性高、安全儲糧等優(yōu)點。在綠色儲糧的要求下，塑料可以作為一種環(huán)保節(jié)能的材料，在地下糧倉中大量使用。聚丙烯塑料防水板用于地下糧倉的優(yōu)勢：

（1）無毒無害。選用無毒的塑料，受熱后不會產生有毒氣體。

（2）密封性好。聚丙烯塑料防水板之間通過焊接完成完全密閉，不會發(fā)生滲水漏水的情況。

（3）力學性能強。聚丙烯的結晶度高，結構規(guī)整，因而具有優(yōu)良的力學性能，其強度和硬度較高。

（4）施工簡單，節(jié)省工期，有良好的經濟效益。

2 聚丙烯塑料板與混凝土膠粘方式的優(yōu)勢及膠粘劑選擇

建筑業(yè)的飛速發(fā)展,也為建筑膠粘劑帶來更廣闊的應用領域，建筑膠粘劑對建筑技術的進步也產生著深遠影響[2-3]。可以預見，未來膠粘劑將會在建筑新建和維修領域有著廣闊的前景。將膠粘劑用于地下防水工程加固防水板是一種創(chuàng)新，具有顯著的優(yōu)點：

（1）施工工藝簡單，操作簡便，縮短工期。

（2）膠粘劑無毒無害，穩(wěn)定性高，防水性能和耐久性能好，利于推廣。

（3）用膠粘劑連接和加固材料，不會產生應力集中，使之更耐疲勞，尤其能更好地保證構件的整體性和提高抗裂性。

（4）目前工程常用的硅酮類結構膠粘接力強，力學性能穩(wěn)定，是一種成熟的粘接加固用結構膠。

3 硅酮結構膠用于聚丙烯塑料板與混凝土粘接的拉伸強度試驗

3.1 試件制作與材料準備

本實驗選用聚丙烯塑料防水板（帶加載塑料釘），試樣尺寸為100 mm×100 mm×20 mm，混凝土試塊的尺寸為100 mm×100 mm×100 mm。二者表面幾何中心對齊進行粘接，混凝土試塊的粘接面應作打磨處理。試件及試驗加載裝置見圖1、圖2。

圖1 聚丙烯塑料防水板與混凝土試塊粘接試件

圖2 試件加載示意

3.2 試驗加載與數(shù)據(jù)分析

試驗采用萬能微機伺服液壓加載儀器，涂膠厚度為1.0 mm，加載速率為0.05 kN/s，由拉伸粘接強度公式：σ=F/A，F(xiàn)為破壞荷載，A為粘接截面面積[4]。得到雙組份硅酮結構膠用于聚丙烯塑料防水板與混凝土之間粘結的平均粘接強度為0.439 MPa。地下43.9 m水壓近似為0.439 MPa，故雙組份硅酮結構膠用于聚丙烯塑料與混凝土之間的粘接強度可以滿足目前20 m水深的地下糧倉防水工程要求。

4 硅酮結構膠用于聚丙烯塑料防水板與混凝土粘接的耐水性、耐久性試驗

4.1 試件制作與材料準備

本試驗選用3組聚丙烯塑料防水板（帶加載塑料釘），3組混凝土試塊。二者表面幾何中心對齊進行粘接，涂膠厚度為1.0 mm，混凝土試塊的粘接面應作打磨處理。然后分3組，將粘接完成的試件放入水中浸泡，時間分別為第1組90 d、第2組 180 d、第 3組 360 d。

4.2 試驗加載與數(shù)據(jù)分析

試驗采用萬能微機伺服液壓加載儀器，試驗分為3組，加載速率為0.05 kN/s，測得粘接強度見表1。

表1 試件在水中浸泡時間對粘結強度的影響

由表1可見，與硅酮結構膠用于聚丙烯塑料防水板與混凝土的粘接不浸泡試驗拉伸強度0.439 MPa相比，浸水90、180、360 d 的粘接強度分別為 0.420、0.415、0.391 MPa，粘接強度分別降低了4.33%、5.47%、10.93%。可以得出在1年內，雙組份硅酮結構膠耐水性能穩(wěn)定，用于粘接混凝土與聚丙烯塑料板耐久性能良好。

5 工程模擬閉水性能試驗

5.1 試件制作與材料準備

本次工程模擬試驗目的是探究硅酮結構膠施膠工藝流程和進一步測試聚丙烯-混凝土膠粘接是否可以抵抗實際地下深度的水壓。試驗聚丙烯試件尺寸為1000 mm×1000 mm×10 mm，混凝土板尺寸為800 mm×800 mm×120 mm，粘接面膠粘厚度為1 mm。

將雙組份硅酮結構膠（按結構膠與固化劑質量比為11∶1拌和均勻）涂在混凝土表面上粘接區(qū)域，然后用施膠工具Squaer head nosed trowel（HS6060A帶齒推刀2 mm），帶齒一端平推膠粘劑，使膠粘劑均勻平整地布滿整個粘接區(qū)域，帶齒推刀可以控制施膠厚度為1 mm。施膠時，施加壓力應均勻，使其平整，不可存在露出基層混凝土表面的無膠區(qū)域。施膠工作結束后，可立即覆蓋聚丙烯塑料板。塑料板與混凝土粘接后，應施加壓力使二者緊密貼合。7d后進行閉水性能試驗。

5.2 閉水性能試驗加載及結果分析

模擬地下水壓采用PDY-251A冷熱水自動自吸泵，量程0～0.32 MPa，可以自動將水壓控制在設定的量程內。試驗開始，連接所有水頭接頭，進行試驗。

試驗結果為：（1）硅酮結構膠用于聚丙烯塑料板與混凝土粘接可以抵抗0.25 MPa的水壓力。（2）硅酮結構膠適合斜面施膠，而且固化后密閉性和閉水性良好。

6 結語

通過探討雙組份硅酮結構膠用于聚丙烯塑料板和混凝土粘接拉伸強度等試驗，對防水塑料板與混凝土的連接方式提供了新的理論依據(jù)和實際方法，為今后地下糧倉防水工程施工技術方面提供了新思路，對實際工程有一定的指導意義。

[1] 趙亞東.探究新型防水材料的開發(fā)與應用[J].居業(yè)，2016（3）：18-19.

[2] 汪建國.建筑膠黏劑的應用及研發(fā)進展[J].化學與粘合，2016（5）：382-384.

[3] 戴智，李曉.膠粘劑在建筑工程中應用[J].化學建材，1990（1）：41-42.

[4]GB/T 7124—2008，膠粘劑-拉伸剪切強度的測定（剛性材料對剛性材料）[S].