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1、热固性树脂第18卷第5期2003年9月·16·ThermosettingResinVol.18No.5Sep.2003①填料对环氧树脂混凝土力学性能影响李智超,黄张洪(辽宁工程技术大学,辽宁阜新123000) 摘 要:研究了填料对环氧树脂胶粘剂和树脂混凝土力学性能的影响。碳化硼、氧化铝、水泥和氧化锌均可提高胶粘剂、树脂混凝土强度,其中碳化硼提高幅度最大,因而填料在树脂混凝土中具有重要作用。关键词:环氧树脂;混凝土;填料;机械性能中图分类号:TQ4331437文献标识码:A文章编号:1002-7432(2003)05-0016-021 前 言21211 胶
2、粘剂力学性能测试树脂混凝土是用树脂代替或部分代替水泥作胶胶粘剂拉伸剪切强度采用Q235钢搭接试片,粘剂的混凝土,树脂混凝土作为一种新型复合材料试片尺寸3mm×25mm×100mm,两个试片搭接以其高强度、高阻尼特性已应用于机械行业制造机长度(25±015)mm。拉伸剪切强度τ按下式计算:[1,2]τ=P/S床底座、导轨、刀架等。同样在建筑、交通、水利和化工部门也得到重视。树脂混凝土是用胶粘式中P———试样剪切破坏负荷(MN),2剂将粗细骨料粘结在一起。而填料是胶粘剂中不可S———试样搭接面积(m)。缺少的组成部分,填料起着提高力学性能,改进某胶粘剂压缩强度
3、采用20mm×20mm×20mm些物理性能的作用。胶粘剂中填料种类、用量的变浇铸的立方体试样。压缩强度σ按下式计算:化对力学性能有直接影响,由此可知,填料种类、σ=P/F用量的变化也必然影响树脂混凝土的力学性能,目式中P———破坏负荷(MN),2前填料对树脂混凝土力学性能的影响缺少系统研F———试样横截面积(m)。究。为此,本文研究4种不填料对树脂混凝土力学21212 树脂混凝土力学性能测试性能的影响。由于树脂混凝土力学性能测试目前尚无统一标2 实验部分准,一般均参照水泥混凝土标准进行性能测试。根211 试验材料据上述树脂混凝土配方浇铸成7107cm立方体
4、试[3]树脂混凝土在建材行业制备相关制品时通常采样,进行劈裂拉伸强度测试。劈裂拉伸强度RL用不饱和聚酯树脂作胶粘剂,机械行业制造零部件按下式计算:时则采用环氧树脂作胶粘剂。本研究中胶粘剂组成RL=2P/πA为:E-44、E-51、固化剂T31、增韧剂DBP,式中P———破断负荷(MN),2填料分别选用硬度不同的几种材料:氧化锌、水A———试样劈裂面面积(m)。泥、氧化铝、碳化硼,了解其对胶粘剂和树脂混凝依据劈裂拉伸强度RL可推算压缩强度R:土力学性能的影响。R=01766RL/0132骨料采用天然花岗岩,粗骨料粒径3 结果与讨论215～5mm,细骨料粒径2
5、15mm以下,粗细骨料311 胶粘剂中填料用量的选择按63∶37配比(骨料经烘干使用)。骨料与胶粘剂按胶粘剂中填料起着提高力学性能的作用,但不8∶1配制。各种试样采用室温固化24h+高温固化同种类填料有其适宜用量范围。根据作者前期试验(80℃)15h工艺进行固化。选定不同填料用量范围为(环氧树脂为100份):212 力学性能测试B4C用量为100～250份、Al2O3用量为10～70份、①收稿日期:2003-05-15作者简介:李智超(1941-),男,辽宁人,教授,主要从事复合材料研究。©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalD
6、iscCo.,Ltd.Allrightsreserved. 第5期李智超等:填料对环氧树脂混凝土力学性能影响·17·水泥用量为100～250份、ZnO用量为20～80份。强度粒子承受外力及对胶层滑移的阻碍作用较大,不同填料对胶粘剂拉伸剪切强度的影响如图1所以高硬度B4C、Al2O3强化作用大于水泥、氧化所示,不加填料的胶粘剂拉伸剪切强度为1513MPa。锌。还应看到,B4C粒子属于无吸湿性填料,可以看出,随着胶粘剂中填料用量的增多,胶粘剂Al2O3属于弱吸湿性填料,它们加入环氧胶液中可拉伸剪切强度提高,但超过最佳用量后强度下降。降低胶液粘度,增加胶液流动性
7、,从而提高胶液对依其变化规律确定填料最佳用量:B4C用量为200粘接材料的润湿能力,获得紧密结合的界面,表现份,τ为2217MPa;Al2O3用量为50份,τ为出力学性能的提高。水泥、氧化锌则属于强吸湿性2216MPa;水泥用量为200份,τ为1819MPa;填料,加入到胶液后使胶液润湿性能降低,减弱界ZnO用量为40份,τ为1714MPa。按上述配方配面结合强度,因此提高强度幅度较低。制树脂混凝土。树脂混凝土是由胶粘剂和填充材料(增强材料)填料加入到胶粘剂中,粒子均匀弥散在胶层构成的高分子复合材料,填充材料包括粉状填料和中,作为强化相可均匀地承受外加载荷
8、,从而提高粒径较大的粗细骨料。在树脂混凝土中树脂包围骨胶层滑移变形
