MS-1085水下環(huán)氧固化劑特性及應(yīng)用

1、.MS-1085水下環(huán)氧固化劑特性及其應(yīng)用范明1 胡鐵橋2 陳安重2 陳建華2（1長(zhǎng)沙普照生化科技有限公司，2中國(guó)電建集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司）摘 要: 本文介紹了MS-1085水下環(huán)氧固化劑主要技術(shù)特性，并結(jié)合工程案例對(duì)MS-1085水下環(huán)氧固化劑和其配制的環(huán)氧樹(shù)脂部分系列產(chǎn)品的配方、性能及工程應(yīng)用情況進(jìn)行了簡(jiǎn)述，旨在讓從事環(huán)氧材料應(yīng)用的工程技術(shù)人員對(duì)MS1085水下環(huán)氧固化劑及其系列產(chǎn)品有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)與了解。關(guān)鍵詞：水下環(huán)氧、水下固化劑、水下粘結(jié)、水下工程、水下防腐1、引 言 環(huán)氧樹(shù)脂憑借其優(yōu)良的力學(xué)性能、耐腐蝕性能，已廣泛用于市政、交通、水電、核電、海洋、港口、文物、礦山等領(lǐng)域建

2、筑物結(jié)構(gòu)缺陷修補(bǔ)，以及不良地質(zhì)體基礎(chǔ)加固處理。然而，由于環(huán)氧固化劑分子結(jié)構(gòu)上的極性基團(tuán)容易與水發(fā)生反應(yīng)，造成環(huán)氧產(chǎn)品發(fā)白、而嚴(yán)重影響其水下使用性能。對(duì)此，我國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂材料工程界，對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂材料改性研究工作一直在持續(xù)進(jìn)行，特別是我國(guó)三峽工程的建設(shè)，進(jìn)一步加快了環(huán)氧灌漿材料的研發(fā)進(jìn)程，先后推出了SK、JX、798 、CW、HK等多款適應(yīng)水下環(huán)境的改性環(huán)氧樹(shù)脂系列產(chǎn)品，并取得了大量的工程應(yīng)用成功實(shí)例。同樣，MS-1085水下環(huán)氧固化劑及其水下環(huán)氧修補(bǔ)加固與防腐系列產(chǎn)品，也正是在工程實(shí)踐中相繼推出與不斷創(chuàng)新的產(chǎn)品。本文將對(duì)MS-1085水下環(huán)氧固化劑主要技術(shù)性能及部分系列產(chǎn)品典型應(yīng)用案例進(jìn)行介紹，旨在

3、讓從事水下環(huán)氧材料應(yīng)用的工程技術(shù)人員有一個(gè)全面認(rèn)識(shí)與了解，同時(shí)也希望得到環(huán)氧樹(shù)脂材料工程屆專家們指導(dǎo)與關(guān)愛(ài)。2、MS-1085水下環(huán)氧固化劑主要性能MS-1085水下環(huán)氧固化劑，是利用分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，采用特殊原料和生產(chǎn)工藝，合成得到的一種特殊結(jié)構(gòu)適應(yīng)水下環(huán)境條件下使用的改性胺類常溫環(huán)氧樹(shù)脂固化劑。2.1固化劑水下特性作為水下環(huán)境條件下使用的MS-1085環(huán)氧樹(shù)脂固化劑，水中不泛白，參入固化反應(yīng)的活性基團(tuán)在水下以及低溫具有良好的反應(yīng)活性，不受水的影響，MS-1085完全水下環(huán)氧固化劑在水下環(huán)境中極具穿透水膜能力而使得環(huán)氧樹(shù)脂分子具有強(qiáng)烈的浸潤(rùn)粘結(jié)與固化性能，其固化物粘結(jié)固結(jié)強(qiáng)度同干燥環(huán)境下相比

4、較保持率達(dá)到90%以上。2.2產(chǎn)品主要指標(biāo)MS-1085水下環(huán)氧固化劑根據(jù)工程對(duì)強(qiáng)度、粘度、韌性、耐腐蝕性等要求不同，目前已形成A、B、C三個(gè)主要品種。產(chǎn)品主要指標(biāo)見(jiàn)表2.2-1。表2.2-1 MS-1085水下環(huán)氧固化劑產(chǎn)品主要指標(biāo)產(chǎn)品分組外 觀胺 值粘 度（mPas 25°）比 重膠體水下鋼-鋼 剪切強(qiáng)度（MPa）主要用途MS-1085A黃色黏稠液體240-2602500-30001.02-1.0420結(jié)構(gòu)膠MS-1085B棕色黏稠液體250-2801200-14001.02-1.0318涂料MS-1085C淺黃色液體220-240700-8001.03-1.0418砂漿、灌漿注

5、：根據(jù)交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T215-95水下膠粘劑技術(shù)要求和實(shí)驗(yàn)方法，國(guó)家建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心實(shí)測(cè)2.3 主要理化性能固化劑水中清澈透明明與樹(shù)脂混合后水下清澈透明（1）與水不發(fā)生反應(yīng)，水中不泛白（見(jiàn)圖）；（2）與環(huán)氧樹(shù)脂混合：樹(shù)脂+固化劑混合水下透明（見(jiàn)圖）；（3）毒性低，（LD5000mk/kg）固化物實(shí)際無(wú)毒；（4）水下環(huán)氧固化物：耐熱、耐寒、耐腐蝕性能優(yōu)異。2.4 工藝操作性能（1）環(huán)氧固化操作時(shí)間與凝膠時(shí)間可根據(jù)工藝要求可調(diào)；（2）環(huán)氧產(chǎn)品夏季高溫施工無(wú)爆聚，北方冬季低溫施工時(shí)也能有效固化。3、系列產(chǎn)品性能及工程案例MS-1085完全水下環(huán)氧固化劑具有極大的配方設(shè)計(jì)靈活性和多樣性。

6、可根據(jù)工程需和工藝要求，添加不同的改性組分, 設(shè)計(jì)出針對(duì)性很強(qiáng)的最佳配方。目前MS-1085完全水下環(huán)氧固化劑配制的主要系列產(chǎn)品主要包括建筑物結(jié)構(gòu)缺陷水下環(huán)氧修補(bǔ)材料；建筑物結(jié)構(gòu)裂縫及不良地質(zhì)體水下環(huán)氧加固與防滲灌漿材料；水下環(huán)境下特種建筑結(jié)構(gòu)環(huán)氧充填、粘結(jié)材料；特殊腐蝕環(huán)境條件下建筑物水下環(huán)氧防腐材料。本文將結(jié)合目前經(jīng)常所遇到的水下環(huán)氧修補(bǔ)與加固處理工程案例，分別對(duì)MS-1085水下環(huán)氧固化劑部分系列產(chǎn)品進(jìn)行介紹。3.1 MS-1086S水下環(huán)氧砂漿3.1.1 產(chǎn)品配置與性能水下環(huán)氧砂漿主要用于水下建筑物結(jié)構(gòu)面損毀后的水下修補(bǔ)，理論上要求其修補(bǔ)后的粘結(jié)、抗壓、抗剪等整體強(qiáng)度應(yīng)等同或高于原結(jié)構(gòu)

7、強(qiáng)度。故此，MS-1086S水下環(huán)氧砂漿配制采用了1085C型水下環(huán)氧固化劑+改性低粘度環(huán)氧樹(shù)脂+活性粉體等材料為主體配制而成?；九浞揭?jiàn)表3.1-1，主要性能參數(shù)見(jiàn)表3.1-2。 表3.1-1 MS-1086S水下環(huán)氧砂漿配制表 A組分B組分改性環(huán)氧樹(shù)脂80-90 份MS-1085C固化劑50-55 份活性稀釋劑5-15 份填料100 份偶聯(lián)劑2 份填料（石英砂、水泥）450-500份A:B=2:1 （質(zhì)量比） 表3.1-2 MS-1086S水下環(huán)氧砂漿主要性能指標(biāo)檢測(cè)項(xiàng)目單位實(shí)測(cè)性能指標(biāo)性能水下初固時(shí)間h（25）12劈裂抗拉強(qiáng)度MPa6 抗壓強(qiáng)度（7天）MPa75抗壓強(qiáng)度（3天）MPa48

8、抗析強(qiáng)度MPa15水下與混凝土正拉粘結(jié)強(qiáng)度MPa3 抗?jié)B強(qiáng)度Mpa·h25.5注：福建田螺大橋施工現(xiàn)場(chǎng)抽樣由福建建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心實(shí)測(cè) 3.1.2典型工程案例橋基混凝土沖蝕面打磨處理后混凝土沖蝕掏空鋼筋外露銹蝕樁基混凝土沖蝕坑面清除打磨后工程名稱：福建高速夏白石、田螺等六座特大港灣大橋結(jié)構(gòu)面修補(bǔ)。工程特性：福建高速夏白石、田螺等六座特大港灣大橋，因海浪、臺(tái)風(fēng)沖擊，船只碰刮，以及海水氯離子滲透腐蝕，造成橋墩承臺(tái)和樁基混凝土出現(xiàn)掉落、沖蝕、腐蝕，鋼筋外露銹蝕等病害，特別是潮差浪濺區(qū)極為嚴(yán)重；樁基水下部分也出現(xiàn)不同程度的掏空，嚴(yán)重危及大橋安全，具體參見(jiàn)照片。工藝方法：（1）一般沖蝕面

9、修補(bǔ)處理橋墩承臺(tái)和樁基混凝土表清淤打磨至完好混凝土后，采用水下環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘劑植入鋼筋；混凝土修補(bǔ)表面涂刷水下環(huán)氧界面粘結(jié)劑；涂抹MS-1086S水下環(huán)氧砂漿。（2）嚴(yán)重沖（淘）蝕水下孔洞處理照片 混凝土表面MS-1086S完全水下環(huán)氧砂漿施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土表面清淤打磨水下環(huán)氧砂漿植筋；修補(bǔ)表面涂刷水下環(huán)氧界面粘結(jié)劑；MS-1086S水下環(huán)氧砂漿由網(wǎng)兜裝載，由潛水員水下直接填入孔洞（照片）。 修補(bǔ)效果：2008年橋墩承臺(tái)和樁基病害修復(fù)后（照片），經(jīng)受多年海浪、臺(tái)風(fēng)沖擊，以及海水腐蝕，修補(bǔ)后的區(qū)域，未出現(xiàn)脫落，橋墩承臺(tái)和樁基結(jié)構(gòu)保持完好。照片MS-1086S完全水下環(huán)氧砂漿修補(bǔ)后狀況照片MS-1086

10、S完全水下環(huán)氧砂漿修補(bǔ)后狀況3.2 MS-1087A水下環(huán)氧防腐涂料3.2.1產(chǎn)品配置與性能 水下條件下使用的環(huán)氧防腐涂料，與干燥、潮濕條件下使用的防腐涂料區(qū)別很大，由于要求涂料在水下不流淌，不分散，能用常規(guī)的涂裝手段如：刷涂、輥涂、以及無(wú)氣噴涂進(jìn)行水下操作，并且具有良好的涂裝性能，二次涂裝后涂層厚度要求達(dá)到500-600um，并且涂料組份中不能含揮發(fā)性溶劑，能在常溫水下條件實(shí)現(xiàn)完全固化，固化后的附著力、抗磨性能、柔韌性以及防腐性能其它力學(xué)性能與干燥條件下相接近，滿足重防腐涂料的性能指標(biāo)。根據(jù)以上特點(diǎn)要求，MS-1087A水下環(huán)氧防腐涂料采用MS-1085B水下環(huán)氧固化劑+改性環(huán)氧樹(shù)脂+納米鈦

11、復(fù)合防腐材料+潤(rùn)濕劑+消泡劑等配比而成?；九浞揭?jiàn)表3.2 -1，主要性能指標(biāo)見(jiàn)表3.2 -2。 表 3.2 -1 1087A水下無(wú)溶劑環(huán)氧厚漿納米重防腐涂料基本配方A組分B組分改性環(huán)氧樹(shù)脂45-60 份MS-1085B固化劑50-60 份納米鈦合金粉10-15 份觸變劑適量消泡劑0.03 份偶聯(lián)劑 2 份侵潤(rùn)劑0.002 份 納米鈦復(fù)合填料20-30 份 A:B=4:1（冬季3.5:1） （質(zhì)量比） 表3.2 -2 MS-1087完全水下無(wú)溶劑環(huán)氧厚漿納米復(fù)合重防腐涂料性能指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目單位指標(biāo)1漿液密度g/31.35-1.42抗磨強(qiáng)度（6×10-5g/周）周/kg10003抗沖擊力

12、kg·cm504延伸率ISO/R5273%5耐鹽霧力4000小時(shí)(標(biāo)準(zhǔn)B117)無(wú)缺陷6耐酸堿力（10%溶液浸泡30d）NaOH、NaCL、HCL 涂層無(wú)變化水下鋼結(jié)構(gòu)防腐主要技術(shù)性能類別表面處理涂層代號(hào)固體含量（%）膜厚度(m)覆蓋率(m2/kg)粘結(jié)強(qiáng)度MPa金屬去除表面油脂、附著物和污染物第一層1087A100200-3003.-3.5518第二層1087A100200-3003.-3.55總厚度 500-600 3.2.2 典型工程案例 工程名稱：勝利油田東海石油開(kāi)采平臺(tái)防腐處理平臺(tái)鋼樁水下部分及潮差區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕工程特性：勝利油田東海石油開(kāi)采平臺(tái)受海水、鹽霧以及海洋生物的侵

13、蝕，鋼樁水下部分及潮差區(qū)平臺(tái)的防腐保護(hù)涂層局部出現(xiàn)損壞（見(jiàn)圖）。工藝方法：潛水員海水中噴涂作業(yè)情況（1）為保障石油開(kāi)采海洋設(shè)施安全，采用MS-1087A水下環(huán)氧防腐涂料進(jìn)行防腐涂裝處理。先對(duì)鋼樁進(jìn)行清淤打磨處理，將海洋寄生物以及破落損壞涂層清除干凈， 達(dá)到ST3級(jí)（見(jiàn)圖），采用水下無(wú)氣噴涂機(jī)進(jìn)行水下鋼樁涂裝，潮差區(qū)采用人工涂裝（見(jiàn)圖），施工水溫10，水下可涂裝性能良好，水下附著力性能以及防腐性能優(yōu)異。 處理效果：防腐作業(yè)完工后，經(jīng)水下對(duì)外表感觀、噴涂厚度、粘附強(qiáng)度等項(xiàng)檢查，質(zhì)量全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求，目前防腐蝕保護(hù)良好，未見(jiàn)涂層剝落或鼓泡。3.3 MS1086E水下高滲環(huán)氧灌漿材料3.3.1 產(chǎn)品性

14、能MS1086E水下高滲環(huán)氧灌漿材料主要是針對(duì)飽水、致密、微滲透性不良地質(zhì)體加固處理而專門研究推出的一種灌漿材料。MS1086E水下高滲環(huán)氧灌漿材料具有粘度低、表面張力小、接觸角小等優(yōu)良的灌漿特性指標(biāo)；灌漿施工無(wú)需丙酮趕水；在水下完全固化固結(jié)強(qiáng)度高；適用于混凝土結(jié)構(gòu)細(xì)微滲水裂紋或飽水、致密、微滲透性不良地質(zhì)體加固與防滲灌漿處理。MS1086E水下高滲環(huán)氧灌漿材料配方由MS-1085C水下環(huán)氧固化劑+改性環(huán)氧樹(shù)脂+活性稀釋劑+表面活性劑+促進(jìn)劑等組分組成?；九浞揭?jiàn)表3.3-1，漿液主要性能指標(biāo)見(jiàn)3.3-2，不同配比可操作時(shí)間與凝膠時(shí)間關(guān)系曲線見(jiàn)圖3.3-1。 表3.3-1 MS-1086E水下

15、高滲透環(huán)氧灌漿材料配方表A組分B組分改性環(huán)氧樹(shù)脂100-120 份MS-1085C固化劑55-80 份活性稀釋劑 150-80 份偶聯(lián)劑 4-5 份表面活性劑 2-4 份A:B=5:1 （質(zhì)量比） 表3.3-2 MS-1086E水下高滲環(huán)氧灌漿材料主要性能指標(biāo)滲透能力膠砂體力學(xué)性能（MPa）cm/s抗壓強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度抗折強(qiáng)度K=10-6-10-84010510密度起始粘度表面張力接觸角初凝時(shí)間g/cm³mPa·smN/m°h1.03±0.215401515（可調(diào)）圖3.3-1 不同配比與可操作時(shí)間、凝膠時(shí)間關(guān)系曲線3.3.2 典型工程案例 工程名稱

16、：向家壩左岸壩肩擠壓帶補(bǔ)強(qiáng)灌漿試驗(yàn) 工程特性：處理對(duì)象主要為構(gòu)造擠壓帶，碎屑結(jié)構(gòu)，致密（干密度大于2.1 g/cm³，孔隙比小于0.25），微滲透（滲透系數(shù)10-510-6 cm/s），低強(qiáng)度（波速小于2500m/s），高滲壓飽水（滲壓大于0.5MPa）。漿液配比：根據(jù)工程特性，漿液采用A:B=5:1配比，主要性能經(jīng)第三方檢測(cè)成果見(jiàn)表3.3-3。表3.3-3 MS1086E1水下高滲環(huán)氧漿液性能（A：B=5:1） （第三方檢驗(yàn)成果 ） 序號(hào)項(xiàng)目單位指標(biāo)1漿液密度g/31.042初始粘度mPa·S7.53表面張力mN/m304接觸角°105可操作時(shí)間min14486

17、抗壓強(qiáng)度MPa557拉伸剪切強(qiáng)度MPa68抗拉強(qiáng)度MPa129干粘結(jié)強(qiáng)度MPa3.210濕粘結(jié)強(qiáng)度MPa3 工藝方法：“自下而上，雙塞分段，微滲浸潤(rùn)”灌漿工藝灌漿效果：（1）檢查孔取出的芯樣完全成型，芯樣層面、裂隙、孔隙明顯見(jiàn)環(huán)氧膠結(jié)，擠壓帶結(jié)構(gòu)基本改性為脈狀或斑狀環(huán)氧滲潤(rùn)復(fù)合體（見(jiàn)圖），鉆孔取樣RQD大于95%；（2）檢查壓水透水率為0；檢查孔取出的芯樣完全成型，芯樣層面、裂隙、孔隙明顯見(jiàn)環(huán)氧膠結(jié)（3）兩檢查孔疲勞對(duì)穿（孔間距1.0m）壓水試驗(yàn)，72h1.2MPa壓力流量穩(wěn)定為0，滲透破壞坡降100。 4、結(jié)束語(yǔ)MS-1085水下環(huán)氧固化劑是采用特殊材料和工藝改性合成，是水下性能優(yōu)異的改性胺類固化劑，其配制環(huán)氧系列產(chǎn)品可廣泛用于市政、交通、水電、核電、海洋、港口、文物、礦山等領(lǐng)域建筑物結(jié)構(gòu)物表面缺陷修補(bǔ)、結(jié)構(gòu)裂縫與不良地質(zhì)體灌漿加固與防滲、特殊腐蝕環(huán)境下結(jié)構(gòu)防腐等工程。MS-1085水下環(huán)氧固