以環氧樹脂為主料研制而成的低粘度建筑結構膠是應用于建筑結構構件及結構工程中粘接的1種新型材料，它已廣泛應用于建筑結構中承受較大載荷的各類結構構件的粘接、加固和補強工程、橋梁工程、飛機跑道、公路修建的補強加固或防滲堵漏灌漿等領域，并顯示出諸多優點，如粘接強度高、耐介質、耐老化性能優良、施工快捷方便、工期短等，具有廣闊的發展前景。在膠粘劑的工程應用中，粘接質量受諸多因素的影響，如環境因素、固化工藝參數、被粘物表面處理等，都將影響粘接效果。低粘度結構膠不但面臨這些問題，而且由于其粘度低極易流淌造成粘合面缺膠，給施工帶來許多困難。所以，對此研究已是非常緊迫的任務且具有工程實用價值。
從低粘度結構膠的施工角度講，由于粘度低很容易造成流膠、粘接面缺膠現象，其固化工藝對粘接效果有相當大的影響，稍有變化就會影響到粘接效果。本文針對低粘度結構膠結合工程應用，從表面處理、晾置時間、固化溫度、固化壓力等方面對粘接強度作了分析，并提出了提高粘接效果的相應措施。
2試驗部分
2.1膠粘劑
自制雙組分低粘度結構膠為改性環氧樹脂型膠粘劑，對鋼、鐵、鋁等金屬均有較高的粘接強度。
2.2試樣制備
鋼-鋼剪切試件：用45#鋼制備試件，按GB/T7124-1986將兩片鋼片粘合在一起，在涂
膠前對鋼片進行表面處理，再用刮刀將調配好的膠液均勻地涂在待粘接面上，晾置一段時間后將鋼片疊合搭接起來，并施加適當壓力以保證膠層的均勻一致性。單片試樣尺寸為100 mm×25 mm×2mm，搭接長度為12.5mm。每組為5個試件。
鋼-混凝土粘接拉伸試件：采用強度等級C40的混凝土試件與鋼塊對粘，作軸拉試驗，鋼塊與混凝土試塊之間的粘接面積為15mm×20mm。試件數量不少于3個。
2.3性能測試
用WE-10B萬能材料強度試驗機測定試樣在室溫下3d的鋼-鋼剪切強度，室溫下7d的鋼-混凝土粘接拉伸試驗。加載速率、負荷范圍及夾持裝置均符合GB/T7124-1986的規定。
3結果與討論
要得到性能優良、穩定的粘接效果，除合理的選擇膠粘劑和采用適當的接頭設計外，采用正確合理的粘接工藝是十分重要的，可以說粘接工藝合理與否是粘接工作成敗的關鍵。本文對工藝參數，如表面處理、晾置、粘接長度和寬度、膠層厚度、固化溫度、固化壓力等進行了試驗研究。
3.1粘合表面特征對粘接強度的影響
表面特征影響到結構膠對其表面的浸潤性，進而影響到粘接質量。例如，在粘鋼加固中，混凝土表面因碳化作用和Ca(OH)2的析出而形成疏松粉層，導致粘接強度下降。因此在施膠之前必須使混凝土表面清潔、平整。通常對于很舊很臟的混凝土構件的粘合面，應先用硬毛刷沾高效洗滌劑刷除表面油垢污物，再對其打磨，除去2～3mm厚表層，直至露出新面;如果混凝土表面不是很舊很臟，可直接對粘合面進行打磨，去掉1～2mm厚表層，并用壓縮空氣除去粉塵或用清水沖洗干凈，待完全干燥后用潔凈棉布沾丙酮擦拭表面即可。對于鋼板表面一般不同程度地吸附了一層有機或無機的污染物，為了保證粘接效果必須除去這些污染物，一般用工業酒精擦拭，并用平砂輪打磨表面直至出現金屬光澤。打磨粗糙度盡可能大。總之，在結構膠使用之前，應保證粘合面的清潔、平整和適宜的粗糙度的要求以獲得良好的粘接效果。
此外粘接強度還與被粘物表面的化學結構和幾何形狀有關。在膠接前，對被粘物表面進行化學處理和偶聯劑處理，都能明顯提高粘接強度。本文用偶聯劑配成1%～2%濃度的乙醇溶液[1]，涂敷在鋼片上，分別在a.室溫下晾置1h再于80～100℃烘干30min;b.直接放在80～100℃烘干1.5h，2種條件下做鋼-鋼剪切強度試驗和鋼-混凝土粘接拉伸試驗。
用偶聯劑對被粘物表面進行處理，2種試驗條件均使剪切強度提高，鋼一混凝土粘接拉伸試驗中混凝土破壞，且試驗條件b可使剪切強度提高到25.47MPa，比未處理時提高了37.2%。由此可見這是一種有效的強化粘接手段。考慮到施工現場條件的限制，偶聯劑處理不經高溫，效果是否顯著?有資料表明：偶聯劑處理的被粘物表面，自然干燥后施工，其鋼一鋼剪切強度可提高20%[2]。
3.2晾置時間對粘接強度的影響
結構膠施膠后一般要求馬上粘合，不存在晾置時間。但是作者發現，對于低粘度的這類結構膠由于粘度低，施膠后很容易流淌，如不適當晾置一段時間，使溶劑揮發，粘度增大，往往會造成流膠現象，使粘接面缺膠、少膠，明顯影響粘接質量。為了尋找佳晾置時間，本文對低粘度結構膠的晾置時間與粘接強度的關系進行了試驗研究。
當涂膠后立即疊合時強度較低，且強度波動很大，其后隨晾置時間延長，強度上升且穩定性較好，晾置時間為30～40min時，強度值取得大值，且穩定性好。當晾置時間達到50min后，強度值開始下降。作者認為，晾置的作用除使溶劑揮發，粘度增大，促進固化之外，其本質的作用是減小膠粘劑的固化收縮量，從而減輕接頭上的膠層內的收縮應力。同時在調膠后觀察到有氣泡生成，可能是調膠時混入空氣，晾置一段時間也可使大部分氣體溢出，減少接頭膠層內的氣泡缺陷，提高剪切強度。但隨晾置時間的推移，膠粘劑固化交聯程度增加，粘度增大，膠粘劑難以很好地潤濕被粘物，膠層與金屬的界面粘接程度降低，導致剪切強度下降。所以，晾置時間長短應適當，過短，有流膠現象;過長，又會使膠粘劑失去粘性，兩者都會影響粘接質量。在此，應當指出，不同類型的膠粘劑其晾置時間也是不一樣的。
3.3粘接長度和寬度、膠層厚度對粘接強度的影響
膠接接頭在使用中能承受多大的荷載，這與粘接面積大小有關。GB/T7124-1986《膠粘劑拉伸剪切強度測定方法》中規定了試件的搭接長度和寬度，但在實際工程中，補強鋼板的粘接長度和寬度比標準試件尺寸大得多，粘接面積不同其剪切強度也不同。工程實踐表明，粘接長度增大，粘接剪切強度隨之降低，而粘接寬度增大，粘接剪切強度也增大。粘接剪切強度隨粘接長度和寬度的變化遵循一定的規律[3]。
由上面的關系式即可對任-粘接面積的粘接強度進行計算確定，以便于設計施工參考。
膠層厚度對粘接質量有顯著的影響，大多數膠粘劑的粘接強度隨膠層厚度的增加而降低，因此在保證不缺膠的條件下，膠層厚度盡量薄些為好。一般有機膠的厚度為0.05～0.15mm為宜，不超過0.25mm。
3.4固化溫度對粘接強度的影響
溫度是固化的主要因素，不僅決定固化完成的程度，而且也決定固化過程進行的快慢。適當提高固化溫度有利于分子間的滲透、擴散和增加膠液的流動性。粘接強度隨固化溫度的提高而增加。結構膠對溫度要求比較嚴格，在冬季施工中施工溫度太低，固化時間太長或固化不完全都會使粘接性能下降;夏季高溫下施工溫度過高，因反應過快，粘度迅速上升會影響膠粘劑向被粘物表面的擴散，也會造成粘接性能下降。因此，在粘接加固過程中應嚴格控制粘接固化溫度。混凝土用環氧樹脂基膠粘劑一般要求在5℃以上使用，室溫固化，其佳固化溫度應在5～35℃之間。本文所用低粘度建筑結構膠的使用溫度范圍在5～60℃之間，在低于5℃的環境中，可采用紅外線燈(或碘鎢燈)對材料預熱，可降低粘度便于施工操作，同時對固化過程加溫可促進固化，或使用低溫固化型改性產品。
3.5固化壓力對粘接強度的影響
粘合時在粘接面的垂直方向施以適當壓力，這樣不僅可以提高膠粘劑的浸潤、滲透和擴散能力，而且可以保證膠層與被粘物緊密接觸，防止氣孔、空洞和分離，還會使膠層厚度更為均勻。對于低粘度結構膠，待結構膠粘度上升到一定程度時方可施加壓力。粘合后以擠出微小膠圈為好，表示不缺膠。固化壓力的大小應根據結構膠品種、被粘材料及構件形狀經試驗確定。
4結論
研究結果表明，低粘度建筑結構膠的粘接強度受粘合面表面特征、晾置時間、粘接長度和寬度、膠層厚度、固化溫度、固化壓力等因素的影響。為此，在低粘度結構膠的施工過程中，應根據施工現場環境并結合低粘度結構膠的特點確定佳固化工藝參數。例如，施膠后晾置一段時間可避免流膠現象，以保證粘接面膠液飽滿;結構膠施工環境應在其使用范圍內，低于使用溫度應采取加溫措施;精確放線定位確保粘接面積準確無誤;粘合時施加適當的壓力保證膠粘劑與被粘面緊密接觸，提高粘接強度等。另外，粘合面的表面處理是粘接的關鍵，保證粘合面清潔、平整、適當粗糙化和應用偶聯劑的l%～2%濃度的乙醇溶液處理，可顯著提高粘接強度。
