水下环氧固化剂特性及应用

1、MS-1085水下环氧固化剂特性及其应用范明1 胡铁桥2 陈安重2 陈建华2（1长沙普照生化科技有限公司，2中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司）摘 要: 本文介绍了MS-1085水下环氧固化剂主要技术特性，并结合工程案例对MS-1085水下环氧固化剂和其配制的环氧树脂部分系列产品的配方、性能及工程应用情况进行了简述，旨在让从事环氧材料应用的工程技术人员对MS1085水下环氧固化剂及其系列产品有一个全面的认识与了解。关键词：水下环氧、水下固化剂、水下粘结、水下工程、水下防腐1、引 言 环氧树脂凭借其优良的力学性能、耐腐蚀性能，已广泛用于市政、交通、水电、核电、海洋、港口、文物、矿山等领域建筑

2、物结构缺陷修补，以及不良地质体基础加固处理。然而，由于环氧固化剂分子结构上的极性基团容易与水发生反应，造成环氧产品发白、而严重影响其水下使用性能。对此，我国环氧树脂材料工程界，对环氧树脂材料改性研究工作一直在持续进行，特别是我国三峡工程的建设，进一步加快了环氧灌浆材料的研发进程，先后推出了SK、JX、798 、CW、HK等多款适应水下环境的改性环氧树脂系列产品，并取得了大量的工程应用成功实例。同样，MS-1085水下环氧固化剂及其水下环氧修补加固与防腐系列产品，也正是在工程实践中相继推出与不断创新的产品。本文将对MS-1085水下环氧固化剂主要技术性能及部分系列产品典型应用案例进行介绍，旨在让

3、从事水下环氧材料应用的工程技术人员有一个全面认识与了解，同时也希望得到环氧树脂材料工程届专家们指导与关爱。作为水下环境条件下使用的环氧树脂固化剂，水中不泛白，参入固化反应的活性基团在水下以及低温具有良好的反应活性，不受水的影响，MS-1085完全水下环氧固化剂在水下环境中极具穿透水膜能力而使得环氧树脂分子具有强烈的浸润粘结与固化性能，其固化物粘结固结强度同干燥环境下相比较保持率达到90%以上。2.2产品主要指标MS-1085水下环氧固化剂根据工程对强度、粘度、韧性、耐腐蚀性等要求不同，目前已形成A、B、C三个主要品种。产品主要指标见表2.2-1。表2.2-1 MS-1085水下环氧固化剂产品主

4、要指标2.3 主要理化性能固化剂水中清澈透明明与树脂混合后水下清澈透明（2）与环氧树脂混合：树脂+固化剂混合水下透明（见图）；（3）毒性低，（LD5000mk/kg）固化物实际无毒；（4）水下环氧固化物：耐热、耐寒、耐腐蚀性能优异。2.4 工艺操作性能（1）环氧固化操作时间与凝胶时间可根据工艺要求可调；（2）环氧产品夏季高温施工无爆聚，北方冬季低温施工时也能有效固化。3、系列产品性能及工程案例MS-1085完全水下环氧固化剂具有极大的配方设计灵活性和多样性。可根据工程需和工艺要求，添加不同的改性组分, 设计出针对性很强的最佳配方。目前MS-1085完全水下环氧固化剂配制的主要系列产品主要包括建

5、筑物结构缺陷水下环氧修补材料；建筑物结构裂缝及不良地质体水下环氧加固与防渗灌浆材料；水下环境下特种建筑结构环氧充填、粘结材料；特殊腐蚀环境条件下建筑物水下环氧防腐材料。本文将结合目前经常所遇到的水下环氧修补与加固处理工程案例，分别对MS-1085水下环氧固化剂部分系列产品进行介绍。3.1 MS-1086S水下环氧砂浆3.1.1 产品配置与性能强度应等同或高于原结构强度。故此，MS-1086S水下环氧砂浆配制采用了。基本配方见表3.1-1，主要性能参数见表3.1-2。A组分B组分改性环氧树脂80-90 份MS-1085C固化剂50-55 份A:B=2:1 （质量比）水下环氧砂浆主要性能指标桥基混

6、凝土冲蚀面打磨处理后混凝土冲蚀掏空钢筋外露锈蚀桩基混凝土冲蚀坑面清除打磨后工程名称：福建高速夏白石、田螺等六座特大港湾大桥结构面修补。工程特性：福建高速夏白石、田螺等六座特大港湾大桥，因海浪、台风冲击，船只碰刮，以及海水氯离子渗透腐蚀，造成桥墩承台和桩基混凝土出现掉落、冲蚀、腐蚀，钢筋外露锈蚀等病害，特别是潮差浪溅区极为严重；桩基水下部分也出现不同程度的掏空，严重危及大桥安全，具体参见照片。工艺方法：（1）一般冲蚀面修补处理桥墩承台和桩基混凝土表清淤打磨至完好混凝土后，采用水下环氧结构胶粘剂植入钢筋；混凝土修补表面涂刷水下环氧界面粘结剂；涂抹MS-1086S水下环氧砂浆。（2）严重冲（淘）蚀水

7、下孔洞处理照片 混凝土表面MS-1086S完全水下环氧砂浆施工现场混凝土表面清淤打磨水下环氧砂浆植筋；修补表面涂刷水下环氧界面粘结剂；MS-1086S水下环氧砂浆由网兜装载，由潜水员水下直接填入孔洞（照片）。修补效果：2008年桥墩承台和桩基病害修复后（照片），经受多年海浪、台风冲击，以及海水腐蚀，修补后的区域，未出现脱落，桥墩承台和桩基结构保持完好。照片MS-1086S完全水下环氧砂浆修补后状况照片MS-1086S完全水下环氧砂浆修补后状况3.2 MS-1087A水下环氧防腐涂料产品配置与性能 水下条件下使用的环氧防腐涂料，与干燥、潮湿条件下使用的防腐涂料区别很大，由于要求涂料在水下不流淌，

8、不分散，能用常规的涂装手段如：刷涂、辊涂、以及无气喷涂进行水下操作，并且具有良好的涂装性能，二次涂装后涂层厚度要求达到500-600um，并且涂料组份中不能含挥发性溶剂，能在常温水下条件实现完全固化，固化后的附着力、抗磨性能、柔韧性以及防腐性能其它力学性能与干燥条件下相接近，满足重防腐涂料的性能指标。根据以上特点要求，基本配方见表3.2 -1，主要性能指标见表3.2 -2。 A组分B组分改性环氧树脂45-60 份MS-1085B固化剂50-60 份纳米钛合金粉触变剂适量0.03 份偶联剂 2 份侵润剂0.002 份 纳米钛复合填料20-30 份 A:B=4:1（冬季3.5:1） （质量比） 工

9、程名称：胜利油田东海石油开采平台防腐处理平台钢桩水下部分及潮差区出现严重腐蚀工程特性：胜利油田东海石油开采平台受海水、盐雾以及海洋生物的侵蚀，钢桩水下部分及潮差区平台的防腐保护涂层局部出现损坏（见图）。工艺方法：潜水员海水中喷涂作业情况（1）为保障石油开采海洋设施安全，采用MS-1087A水下环氧防腐涂料进行防腐涂装处理。先对钢桩进行清淤打磨处理，将海洋寄生物以及破落损坏涂层清除干净，（见图），采用水下无气喷涂机进行水下钢桩涂装，潮差区采用人工涂装（见图），施工水温10，水下可涂装性能良好，水下附着力性能以及防腐性能优异。处理效果：3.3 MS1086E水下高渗环氧灌浆材料3.3.1 产品性能

10、MS1086E水下高渗环氧灌浆材料主要是针对饱水、致密、微渗透性不良地质体加固处理而专门研究推出的一种灌浆材料。MS1086E水下高渗环氧灌浆材料具有粘度低、表面张力小、接触角小等优良的灌浆特性指标；灌浆施工无需丙酮赶水；在水下完全固化固结强度高；适用于混凝土结构细微渗水裂纹或饱水、致密、微渗透性不良地质体加固与防渗灌浆处理。MS1086E水下高渗环氧灌浆材料配方.3-2，不同配比可操作时间与凝胶时间关系曲线见图3.3-1。 图3.3-1 不同配比与可操作时间、凝胶时间关系曲线3.3.2 典型工程案例 工程名称：向家坝左岸坝肩挤压带补强灌浆试验 工程特性：处理对象主要为构造挤压带，碎屑结构，致密（干密度大于2.1 g/cm³，孔隙比小于0.25），微渗透（渗透系数10-510-6 cm/s），低强度（波速小于2500m/s），高渗压饱水（渗压大于0.5MPa）。浆液配比：根据工程特性，浆液采用A:B=5:1配比，主要性能经第三方检测成果见表3.3-3。表3.3-3 MS1086E1水下高渗环氧浆液性能（A：B=5:1） 检验成果序号项目单位指标1浆液密度g/31.042初始粘度mPa·