特種塑料膠粘劑用于地下糧倉的聚丙烯塑料板與混凝土粘接的試驗研究

丁明 王振清 陶元慶 張昊

河南工業大學土木建筑學院（450001）

特種塑料膠粘劑用于地下糧倉的聚丙烯塑料板與混凝土粘接的試驗研究

丁明 王振清 陶元慶 張昊

河南工業大學土木建筑學院（450001）

地下糧倉建設中，防水防潮難題的解決始終是安全儲糧的關鍵。文章旨在探索一種新型地下防水體系，將聚丙烯塑料板與混凝土通過特種塑料膠粘劑連接，探索膠粘劑的拉伸粘接強度，為地下糧倉防水防潮難題的解決提供新的思路和途徑。

特種塑料膠粘劑；聚丙烯塑料；混凝土；粘接強度

1 膠粘劑的選擇及我國糧倉防水工程現狀

由于糧倉建筑的特殊性，膠粘劑應無毒、流動性小,粘接強度高。型號為巨箭G-1805號的特種塑料膠粘劑（見圖1），采用特殊樹脂的單組份，無刺激性氣味、無毒性、可室內施工。單組份膠粘劑施工工藝簡單，操作方便[1]。將塑料板與混凝土粘接，養護達到膠粘強度后，粘接性能優越，內部粘接形式密布，提高了粘接能力。

圖1 特種塑料粘接劑G-1805膠

圖2 聚丙烯塑料

目前的地下糧倉防水常采用鋼板與混凝土組合結構，但由于鋼板較易腐蝕、耐久性差等缺陷，探索新型環保防水材料意義重大。在進行相關調研及查閱資料后，我們發現聚丙烯塑料是一種較好的防水材料,將聚丙烯塑料與混凝土連接形成組合體系，通過試驗探索組合體系的整體性、耐久性、強度及抵抗地下水壓力的各項性能，特別是膠粘劑的粘接性能，為地下糧倉的防水防潮問題提供新的解決思路和方法。

2 防水塑料板的選擇

工程應用中要求防水塑料板具有防水性能好并能阻止水壓力浸入、易于粘接和焊接、耐久性好等特點[2]。由于地下糧倉自身的特殊性，尋求一種新型綠色環保，對原糧無污染的防水塑料板材尤為重要。經過調研及查閱相關資料，發現聚丙烯（PP）塑料板材（見圖2）遇水特別穩定，在水中的吸水率僅為0.01%。同時聚丙烯塑料無毒，可直接接觸食品，廣泛用于食品容器及包裝材料。由此可見使用聚丙烯塑料作為內襯式地下糧倉防水層安全環保，對原糧無危害。

3 聚丙烯塑料與混凝土的粘接強度拉伸試驗

3.1 粘接強度測定試驗原理

參考《工程結構加固材料安全性鑒定技術規范》（GB 50728—2011），粘接材料粘合加固與基材的正拉粘接強度試驗室測定方法及評定標準，粘接試塊材料平面尺寸應選用40 mm×40 mm[3]，試驗選用的塑料試件為聚丙烯,尺寸為40 mm×40 mm×20 mm，基材為混凝土，尺寸為150 mm×150 mm×150 mm。

單個試件粘接強度按下式計算:

σ=P/A

式中:σ——粘接強度(MPa)，精確至0.01 MPa；P——粘接力（N）；A——塑料試樣受拉面積（mm2）

3.2 試驗構件設計與準備

用特種塑料粘接劑G1805號膠水進行粘接，各自分為3組，每組6個試件進行編號，分別測定其粘接強度并進行對比分析。

表1 對比分析表

3.3 試驗加載及數據采集

測試選用高強度粘接強度測定儀（量程為0-16 kN，精度為0.001 kN）。待試件達到粘接強度后試驗加載，加載速率為0.05 kN/s[4]，直至試件拉開破壞，進行數據記錄采集。

圖3 試驗構件加載簡圖

圖4 試驗加載圖

3.4 粘接強度試驗數據分析

第一種尺寸40×40×20PP塑料塊（中心帶φ10孔）試驗分為3組，進行分組試驗，記錄數據（注:處理數據時除去最大與最小值）如表2、3、4:

由第一種試驗3組數據得出，特種塑料粘接劑G—1805號膠水用于聚丙烯塑料與混凝土之間的平均粘接強度為0.849 MPa。而地下80 m處的水壓才P=ρgh=0.8 MPa。這就說明特種塑料粘接劑G—1805號膠水可以用到地下80 m處的結構粘接防水。

表2 第1組聚丙烯塑料——混凝土粘接拉伸試驗數據

表3 第2組聚丙烯塑料——混凝土粘接拉伸試驗數據

表4 第3組聚丙烯塑料——混凝土粘接拉伸試驗數據

為了使試驗更加完善，使聚丙烯塑料與混凝土之間的粘接強度測得更加準確可靠，又增加了第二種試驗（將粘接面積增大以便進一步測得接近實際工程中二者粘接強度），進行數據對比，第二種試驗共1組，記錄數據如下表5。

由試驗數據得出，特種塑料粘接劑G—1805號膠水用于聚丙烯塑料與混凝土之間的平均粘接強度為0.253 MPa，是地下20 m處的水壓0.2 MPa的1.265倍。而且膠粘劑凝固時間適中，施工工藝簡便。

但是，兩種試驗的數據相差很大，可能存在的原因如下:

1）試驗加載時塑料塊受拉伸集中荷載作用，而粘接面積越大其影響也越大；

2）粘接面積越大其涂膠厚度均勻性越難控制；

3）粘接面積越大，G—1805號膠水越不容易凝固，導致粘接強度偏小；

4）儀器測量時存在一些誤差；

5）其它一些客觀原因。

表5 聚丙烯塑料——混凝土粘接拉伸試驗數據

4 結語

通過試驗數據分析，特種塑料粘接劑G—1805號膠粘劑以其優越的粘接性能和防水性能用于地下糧倉中，可以發揮其優越粘接力學性能以及防水性能。利用膠粘法連接聚丙烯塑料和混凝土，避免了應力集中，縮短了施工周期，為今后地下糧倉防水工程施工技術方面提供了新思路。

[1]崔海鷹.建筑工程中新型防水材料的應用[J].中華民居（下月刊），2014(2):167.

[2]趙亞東，探索新型防水材料的開發與應用[J].居業,2016(3): 18-19.

[3]GB 50728-2011,工程結構加固材料安全性鑒定技術規范[S].北京:中華人民共和國標準.

[4]GB/T 7124-2008,膠粘劑-拉伸剪切強度的測定（剛性材料對剛性材料）[S].北京:中華人民共和國標準.