CN112782042B - 一种缓凝粘合剂类型的判断方法及其应用 - Google Patents

一种缓凝粘合剂类型的判断方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种缓凝粘合剂类型的判断方法及其应用，该判断方法包括：以待测缓凝粘合剂作为样品，测量样品的锥入度A，然后向样品中加入水，升温保存，测量样品的锥入度B，计算C＝(A‑B)/A×100％；当C＞0时，判断样品为湿气型缓凝粘合剂；当C≤0时，判断样品为热固型缓凝粘合剂。本发明进一步提供了上述判断方法在判断缓粘结预应力钢绞线类型中的应用。本发明提供的上述判断方法可以准确判断缓凝粘合剂的类型，适用于鉴别不同成分及配比的缓凝粘合剂所在的缓粘结预应力钢绞线的类型，能够有效降低由于缓粘结预应力钢绞线类型混淆导致的工程隐患和工程质量事故的发生概率。

Description

一种缓凝粘合剂类型的判断方法及其应用
技术领域
本发明涉及缓粘结预应力类型鉴别技术领域，尤其涉及一种缓凝粘合剂类型的判断方法及其应用。
背景技术
缓粘结预应力作为一种新兴的预应力技术因其突出的性能优势而得到业内人士的普遍认同。缓粘结预应力技术是通过其核心产品缓粘结预应力钢绞线完成一系列的技术使命。目前国内外所涉及的缓粘结预应力钢绞线分为热固型缓粘结预应力钢绞线和湿气型缓粘结预应力钢绞线两大类。
热固型缓粘结预应力钢绞线是由高强度低松弛预应力钢绞线、热固型缓凝粘合剂和高强度带肋护套组成。热固型缓凝粘合剂是由环氧树脂、常温/中温固化剂及多种助剂制备而成，其在一定环境温度下按预先设定的节点随时间推移逐渐固化使缓粘结钢绞线与周围混凝土间产生粘结咬合作用，实现有效粘结。
湿气型缓粘结预应力钢绞线与热固型缓粘结钢绞线一脉相承，由高强度低松弛预应力钢绞线、湿气型缓凝粘合剂和高温下可透水汽的高强带肋护套组成。湿气型缓凝粘合剂是由环氧树脂、湿气分解型潜伏固化剂及多种助剂制备而成，其吸收水分后按预先设定的节点随时间推移逐渐固化使缓粘结钢绞线与周围混凝土间产生粘结咬合作用，实现有效粘结。综上，二者核心差别在于激发固化反应的介质不同，由此带来在不同使用环境与使用结构类型下的属性差异。
当前，国内外对这两种类型的缓粘结预应力钢绞线并没有鉴别检验的方法。为实际工程应用中更好地发挥两种技术的优势，规避相应的局限性，杜绝不良供应商为盲目进入缓粘结预应力钢绞线技术市场，不分使用环境和工况，混淆两种类型的缓粘结预应力钢绞线，由此造成工程隐患甚至工程质量事故的现象发生，需要提出一种能够鉴别缓粘结预应力钢绞线类型的方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种缓凝粘合剂类型的判断方法及其应用，该方法能够判断出缓凝粘合剂的类型，进而判断缓粘结预应力钢绞线的类型。
为了达到上述目的，本发明提供了一种缓凝粘合剂类型的判断方法，该方法包括：以待测缓凝粘合剂作为样品，测量样品的锥入度A，然后向样品中加入水，升温保存，测量样品锥入度B，计算C＝(A-B)/A×100％；当C＞0时，判断样品为湿气型缓凝粘合剂；当C≤0时，判断样品为热固型缓凝粘合剂。
在上述判断方法中，所述湿气型缓凝粘合剂是指固化剂为酮亚胺、同时含有环氧树脂的湿气型缓凝粘合剂；所述热固型缓凝粘合剂是固化剂为常温固化剂和/或中温固化剂的热固型缓凝粘合剂。
本发明通过研究发现，热固型缓凝粘合剂的固化反应速度与其所处工况的温度有关，一般来说，温度高则反应快、温度低则反应慢，在常温条件下需要较长时间才能完成固化；而湿气型缓凝粘合剂从制备起至混凝土浇筑前，其含有的湿气分解型固化剂受环境湿度的影响会出现少量的分解，因此湿气型缓凝粘合剂的固化反应速度慢于热固型缓凝粘合剂。本发明进一步研究发现，湿气型缓凝粘合剂在加入水后稠度会增大，但由于湿气型缓凝粘合剂的固化剂一般为酮亚胺，其吸水后会发生逆向反应，生成多元胺，因此加水后的湿气型缓凝粘合剂中的固化剂会快速分解、分解物在短时间高温下可以快速与湿气型缓凝粘合剂中的环氧树脂发生固化反应，使湿气型缓凝粘合剂的整体稠度下降，即加水后稠度下降率为正；相对地，热固型缓凝粘合剂在加入水后稠度增大，且短时高温不会加速热固型缓凝粘合剂的固化速度，因此，在短时间内(例如2h-8h内)，该类型缓凝粘合剂加水后的稠度会暂时上升，即稠度下降率为负。上述方法中，C即为加水后待测样品的稠度下降率，通过判断C值的正负，能够判断缓凝粘合剂的具体类型是湿气型或是热固型。
在本发明的具体实施方案中，所述锥入度A和锥入度B的测量温度一般控制为24.5-25.5℃。
在本发明的具体实施方案中，所述升温保存的温度和时间一般是满足热固型缓凝粘合剂的固化速度较慢、且湿度型缓凝粘合剂中固化剂与环氧树脂发生固化反应的温度和时间条件。所述升温保存的保存温度一般为25-65℃(例如65℃)，所述升温保存的保存时间一般为2h-8h(例如2h)。
在本发明的具体实施方案中，向样品加入水的重量一般控制为样品重量的1-10％(例如2-6％、1-5％、1-2％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％等)，以避免加水过多导致水无法均匀搅拌至缓凝粘合剂内部、加水过少导致湿气型缓凝粘合剂反应加速不明显的问题。所述判断方法还可以包括自向样品加入水起进行搅拌的操作，也可以边加水边搅拌，所述搅拌的时间一般控制为3-8分钟，例如5分钟。
在本发明的具体实施方案中，所述缓凝粘合剂样品一般是从缓粘结预应力钢绞线中取得的。所述缓凝粘合剂为非牛顿流体，在将缓凝粘合剂从缓粘结预应力钢绞线中取出、移动、装入工作器的过程中，会使缓凝粘合剂样品的稠度发生较大变化。为保证判断结果的准确性，一般在测量锥入度A之前，所述判断方法还包括将样品在常温下保存一段时间的操作，以使样品稠度恢复、消除移动过程引起的稠度变化的影响。在一些具体实施方案中，上述保存时间可以是25℃、保存的时间可以是24h。
在本发明的具体实施方案中，在锥入度A和锥入度B的测量过程中，所用锥体的下落时间一般控制为4.9s-5.1s。
在本发明的具体实施方案中，为提高判断结果的准确性，所用样品一般是5个以上的平行样品，例如采用5个平行样品进行测试。样品的重量可以根据装样的工作器的容量调整，在一些具体实施方案中，每个平行样品的重量一般控制为60g以内。
在本发明的具体实施方案中，所述锥入度A与锥入度B的测定过程通常是将样品置于工作器中进行。测量锥入度所用的方法及工作器尺寸可以参考GB/T269《润滑脂和石油脂锥入度测定法》进行。所述工作器的直径为19±0.25mm，所述工作器的高度为17.5±0.25mm。所述工作器的形状尺寸、锥体和锥杆的形状尺寸可以与GB/T269《润滑脂和石油脂锥入度测定法》中1/4比例润滑脂工作器和1/4比例锥体和锥杆的形状尺寸相同。
本发明进一步提供了上述判断方法在判断缓粘结预应力钢绞线类型中的应用。如果上述方法判断出样品为湿气型缓凝粘合剂，则样品所在的粘结预应力钢绞线为湿气型缓凝粘结预应力钢绞线；如果上述方法判断出样品为热固型缓凝粘合剂，则样品所在的粘结预应力钢绞线为热固型缓凝粘结预应力钢绞线。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的缓凝粘合剂类型的判断方法可以准确判断缓凝粘合剂的类型，判断结果不受缓凝粘合剂成分种类、成分含量的影响，仪器选择范围广、测试操作简单、测试时间短，结果准确，适用于鉴别不同成分及配比的缓凝粘合剂所在的缓粘结预应力钢绞线的类型，能够有效降低由于缓粘结预应力钢绞线类型混淆导致的工程隐患和工程质量事故的发生概率。
附图说明
图1为实施例1采用的工作器的结构示意图。
图2为实施例1采用的锥体和锥杆的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种缓凝粘合剂类型的判断方法，该方法包括以下步骤：
1、从缓粘结预应力钢绞线中取出待测缓凝粘合剂，将300g的待测缓凝粘合剂分为5份，分别装填于5个相同的工作器中。在装入缓凝粘合剂的过程中不断振动工作器，去除缓凝粘合剂中的空气，然后用刮刀沿工作器边缘将缓凝粘合剂表面刮平整，用耐高温材料将工作器密封，并保证耐高温材料不与缓凝粘合剂接触。将5个工作器分别标记为A-1、A2、A-3、A-4、A-5。
本实施例采用的工作器及锥体、锥杆的结构和尺寸与GB/T269《润滑脂和石油脂锥入度测定法》中记载的1/4比例润滑脂工作器及1/4比例锥体、锥杆的结构和尺寸相同。图1为本实施例采用的工作器结构示意图，图2为测量锥入度所用的锥体和锥杆的结构示意图。
本实施例采用的锥体为低密度材料制成，带有一个洛氏硬度为45-50的淬火钢尖，锥杆用镁合金制成，锥体和锥杆的总重量为9.38±0.025g，锥体和锥杆的重量可通过在锥杆的空腔中加入小弹丸进行调节。本实施例采用的工作器的直径为19±0.25mm、高度为17.5±0.25mm；工作器的工作速度可以达到每分钟60±10次，工作行程最长为14mm。
2、将步骤1装填好的5个工作器在25℃烘箱放置24小时，然后迅速对每个工作器中的缓凝粘合剂进行锥入度测定，具体测定方法为：
在25±0.5℃的环境温度中，去掉工作器顶部的耐高温密封材料，这一过程中保证密封材料不与缓凝粘合剂接触、且缓凝粘合剂不被扰动。将锥体对准工作器的中心，锥尖与工作器中的缓凝粘合剂的表面接触，然后使锥体匀速下落，下落总时间为5s±1s，记录锥尖的移动距离即为锥入度，锥入度的单位为0.1mm，数值取小数点后两位，记录测定结果。
将5个工作器中的缓凝粘合剂依次测量锥入度，每个工作器仅测量一次。将5个测定结果记为A组结果。
3、将测量锥入度后的缓凝粘合剂取出，分别称重，向每份缓凝粘合剂中缓慢加入重量为该份缓凝粘合剂重量2％的水，加水过程中保持顺时针搅拌，搅拌时间共5分钟。
4、将缓凝粘合剂重新装填入5个工作器中，装填过程与步骤1的装填过程相同，即：装填每份缓凝粘合剂时不断振动工作器，以去除缓凝粘合剂中的空气，然后用刮刀沿工作器边缘将缓凝粘合剂表面刮平整，再用耐高温材料将工作器密封，并保证耐高温材料不与缓凝粘合剂接触。将5个工作器分别标记为B-1、B-2、B-3、B-4、B-5。
5、将缓凝粘合剂在65℃烘箱放置2h，然后迅速对每个工作器中的缓凝粘合剂进行锥入度测定，测定方法与步骤2中的测定方法相同，将测定结果记为B组结果。
6、将A组结果(工作器A-1至A-5的测量结果)去除最大值和最小值，对剩余3个锥入度测量结果计算算术平均值A；将B组结果(工作器B-1至B-5的测量结果)去除最大值和最小值，对剩余3个锥入度的测量结果计算算术平均值B，计算C＝(A-B)/A×100％，如果C＞0，则该缓凝粘合剂为湿气型缓凝粘合剂，如果C≤0，则该缓凝粘合剂为热固型缓凝粘合剂。
本实施例以12种不同的缓凝粘合剂为待测样品进行测试，每种缓凝粘合剂均由环氧树脂、固化剂、助剂和填料组成，其中，各缓凝粘合剂的环氧树脂、助剂的类型和含量相同，固化剂与填料的类型和含量不同。表1为各缓凝粘合剂样品的具体成分及含量(各成分含量以重量份表示)。
表1
对以上12种缓凝粘合剂采用本实施例提供的方法判断其类型，测试结果总结在表2中。
表2
型号 比率 类型判定
1# 26％ 湿气型
2# 22％ 湿气型
3# 20％ 湿气型
4# 36％ 湿气型
5# 32％ 湿气型
6# 13％ 湿气型
7# 18％ 湿气型
8# 17％ 湿气型
9# 10％ 湿气型
10# -5％ 热固型
11# -9％ 热固型
12# -19％ 热固型
对照表1和表2可以看出，采用本实施例提供的方法判断出的缓凝粘合剂类型与各样品中固化剂的类型分别相同，准确率为100％。
其中，样品1#至样品3#、样品4#至样品6#、样品7#至样品9#共3组样品中，每组样品的成分种类相同，而固化剂和填料的含量不同，每组样品中固化剂的含量均符合缓凝粘合剂对固化剂含量要求的极限值。由此可知，本发明提供的方法能够检测固化剂含量符合要求的缓凝粘合剂的类型。
样品1#样品4#样品7#、样品2#样品5#样品8#、样品3#样品6#样品9#共3组样品中，每组样品的固化剂含量相同，而固化剂的种类不同。由实验结果可知，本发明提供的方法能够准确判断含有不同种类固化剂的缓凝粘合剂的类型。
样品10#至样品12#为含有室温固化剂的缓凝粘合剂，3个样品中的填料种类、填料吸水性能(与水反应性能)不同，且各样品中固化剂的含量均符合缓凝粘合剂对固化剂含量要求的最大值。根据实验结果可知，本发明提供的方法对湿气型缓凝粘合剂与热固型缓凝粘合剂的类型判断均有效，且判断准确性不受填料种类和吸水性能的影响。

Claims (25)

1.一种缓凝粘合剂类型的判断方法，该方法包括：以待测缓凝粘合剂作为样品，测量样品的锥入度A，然后向样品中加入水，升温保存，测量样品的锥入度B，计算C=(A-B)/A×100%；
当C＞0时，判断样品为湿气型缓凝粘合剂；当C≤0时，判断样品为热固型缓凝粘合剂；
所述升温保存的保存温度为25-65℃，所述升温保存的保存时间为2h-8h；
向样品加入水的重量为样品重量的1-10%；
所述湿气型缓凝粘合剂是指固化剂为酮亚胺、同时含有环氧树脂的湿气型缓凝粘合剂；所述热固型缓凝粘合剂是固化剂为常温固化剂和/或中温固化剂的热固型缓凝粘合剂。
2.根据权利要求1所述的判断方法，其中，所述锥入度A和锥入度B的测量温度为24.5-25.5℃。
3.根据权利要求1所述的判断方法，其中，所述升温保存的保存温度为65℃，所述升温保存的保存时间为2h。
4.根据权利要求2所述的判断方法，其中，所述升温保存的保存温度为65℃，所述升温保存的保存时间为2h。
5.根据权利要求1-4任一项所述的判断方法，其中，向样品加入水的重量为样品重量的2-6%。
6.根据权利要求5所述的判断方法，其中，所述判断方法还包括自向样品加入水起进行搅拌的操作。
7.根据权利要求6所述的判断方法，其中，所述搅拌的时间为3-8分钟。
8.根据权利要求1-4、6-7任一项所述的判断方法，其中，在测量锥入度A之前，所述判断方法还包括将样品在25℃保存24h的操作。
9.根据权利要求5所述的判断方法，其中，在测量锥入度A之前，所述判断方法还包括将样品在25℃保存24h的操作。
10.根据权利要求1-4、6-7、9任一项所述的判断方法，其中，在锥入度A和锥入度B的测量过程中，所用锥体的下落时间为4.9s-5.1s。
11.根据权利要求5所述的判断方法，其中，在锥入度A和锥入度B的测量过程中，所用锥体的下落时间为4.9s-5.1s。
12.根据权利要求8所述的判断方法，其中，在锥入度A和锥入度B的测量过程中，所用锥体的下落时间为4.9s-5.1s。
13.根据权利要求1-4、6-7、9、11-12任一项所述的判断方法，其中，所述样品为5个以上的平行样品。
14.根据权利要求13所述的判断方法，其中，每个平行样品的重量≤60g。
15.根据权利要求5所述的判断方法，其中，所述样品为5个以上的平行样品。
16.根据权利要求8所述的判断方法，其中，所述样品为5个以上的平行样品。
17.根据权利要求10所述的判断方法，其中，所述样品为5个以上的平行样品。
18.根据权利要求15-17任一项所述的判断方法，其中，每个平行样品的重量≤60g。
19.根据权利要求1-4、6-7、9、11-12、14-17任一项所述的判断方法，其中，所述锥入度A与锥入度B的测定过程是将样品置于工作器中进行，所述工作器的直径为19±0.25mm，所述工作器的高度为17.5±0.25mm。
20.根据权利要求5所述的判断方法，其中，所述锥入度A与锥入度B的测定过程是将样品置于工作器中进行，所述工作器的直径为19±0.25mm，所述工作器的高度为17.5±0.25mm。
21.根据权利要求8所述的判断方法，其中，所述锥入度A与锥入度B的测定过程是将样品置于工作器中进行，所述工作器的直径为19±0.25mm，所述工作器的高度为17.5±0.25mm。
22.根据权利要求10所述的判断方法，其中，所述锥入度A与锥入度B的测定过程是将样品置于工作器中进行，所述工作器的直径为19±0.25mm，所述工作器的高度为17.5±0.25mm。
23.根据权利要求13所述的判断方法，其中，所述锥入度A与锥入度B的测定过程是将样品置于工作器中进行，所述工作器的直径为19±0.25mm，所述工作器的高度为17.5±0.25mm。
24.根据权利要求18所述的判断方法，其中，所述锥入度A与锥入度B的测定过程是将样品置于工作器中进行，所述工作器的直径为19±0.25mm，所述工作器的高度为17.5±0.25mm。
25.权利要求1-24任一项所述的判断方法在判断缓粘结预应力钢绞线类型中的应用。
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