硅酮结构胶用于地下粮仓中聚丙烯塑料防水板与混凝土粘接试验的研究

丁明，王振清，张昊，陶元庆

（河南工业大学 土木建筑学院，河南 郑州 450001）

1 防水材料的选择

针对传统防水材料存在的问题，在发展绿色环保建筑时更加需要新型防水材料[1]。聚丙烯塑料防水板用于地下粮仓防水，具有防水性能好、耐久性高、安全储粮等优点。在绿色储粮的要求下，塑料可以作为一种环保节能的材料，在地下粮仓中大量使用。聚丙烯塑料防水板用于地下粮仓的优势：

（1）无毒无害。选用无毒的塑料，受热后不会产生有毒气体。

（2）密封性好。聚丙烯塑料防水板之间通过焊接完成完全密闭，不会发生渗水漏水的情况。

（3）力学性能强。聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能，其强度和硬度较高。

（4）施工简单，节省工期，有良好的经济效益。

2 聚丙烯塑料板与混凝土胶粘方式的优势及胶粘剂选择

建筑业的飞速发展,也为建筑胶粘剂带来更广阔的应用领域，建筑胶粘剂对建筑技术的进步也产生着深远影响[2-3]。可以预见，未来胶粘剂将会在建筑新建和维修领域有着广阔的前景。将胶粘剂用于地下防水工程加固防水板是一种创新，具有显著的优点：

（1）施工工艺简单，操作简便，缩短工期。

（2）胶粘剂无毒无害，稳定性高，防水性能和耐久性能好，利于推广。

（3）用胶粘剂连接和加固材料，不会产生应力集中，使之更耐疲劳，尤其能更好地保证构件的整体性和提高抗裂性。

（4）目前工程常用的硅酮类结构胶粘接力强，力学性能稳定，是一种成熟的粘接加固用结构胶。

3 硅酮结构胶用于聚丙烯塑料板与混凝土粘接的拉伸强度试验

3.1 试件制作与材料准备

本实验选用聚丙烯塑料防水板（带加载塑料钉），试样尺寸为100 mm×100 mm×20 mm，混凝土试块的尺寸为100 mm×100 mm×100 mm。二者表面几何中心对齐进行粘接，混凝土试块的粘接面应作打磨处理。试件及试验加载装置见图1、图2。

图1 聚丙烯塑料防水板与混凝土试块粘接试件

图2 试件加载示意

3.2 试验加载与数据分析

试验采用万能微机伺服液压加载仪器，涂胶厚度为1.0 mm，加载速率为0.05 kN/s，由拉伸粘接强度公式：σ=F/A，F为破坏荷载，A为粘接截面面积[4]。得到双组份硅酮结构胶用于聚丙烯塑料防水板与混凝土之间粘结的平均粘接强度为0.439 MPa。地下43.9 m水压近似为0.439 MPa，故双组份硅酮结构胶用于聚丙烯塑料与混凝土之间的粘接强度可以满足目前20 m水深的地下粮仓防水工程要求。

4 硅酮结构胶用于聚丙烯塑料防水板与混凝土粘接的耐水性、耐久性试验

4.1 试件制作与材料准备

本试验选用3组聚丙烯塑料防水板（带加载塑料钉），3组混凝土试块。二者表面几何中心对齐进行粘接，涂胶厚度为1.0 mm，混凝土试块的粘接面应作打磨处理。然后分3组，将粘接完成的试件放入水中浸泡，时间分别为第1组90 d、第2组 180 d、第 3组 360 d。

4.2 试验加载与数据分析

试验采用万能微机伺服液压加载仪器，试验分为3组，加载速率为0.05 kN/s，测得粘接强度见表1。

表1 试件在水中浸泡时间对粘结强度的影响

由表1可见，与硅酮结构胶用于聚丙烯塑料防水板与混凝土的粘接不浸泡试验拉伸强度0.439 MPa相比，浸水90、180、360 d 的粘接强度分别为 0.420、0.415、0.391 MPa，粘接强度分别降低了4.33%、5.47%、10.93%。可以得出在1年内，双组份硅酮结构胶耐水性能稳定，用于粘接混凝土与聚丙烯塑料板耐久性能良好。

5 工程模拟闭水性能试验

5.1 试件制作与材料准备

本次工程模拟试验目的是探究硅酮结构胶施胶工艺流程和进一步测试聚丙烯-混凝土胶粘接是否可以抵抗实际地下深度的水压。试验聚丙烯试件尺寸为1000 mm×1000 mm×10 mm，混凝土板尺寸为800 mm×800 mm×120 mm，粘接面胶粘厚度为1 mm。

将双组份硅酮结构胶（按结构胶与固化剂质量比为11∶1拌和均匀）涂在混凝土表面上粘接区域，然后用施胶工具Squaer head nosed trowel（HS6060A带齿推刀2 mm），带齿一端平推胶粘剂，使胶粘剂均匀平整地布满整个粘接区域，带齿推刀可以控制施胶厚度为1 mm。施胶时，施加压力应均匀，使其平整，不可存在露出基层混凝土表面的无胶区域。施胶工作结束后，可立即覆盖聚丙烯塑料板。塑料板与混凝土粘接后，应施加压力使二者紧密贴合。7d后进行闭水性能试验。

5.2 闭水性能试验加载及结果分析

模拟地下水压采用PDY-251A冷热水自动自吸泵，量程0～0.32 MPa，可以自动将水压控制在设定的量程内。试验开始，连接所有水头接头，进行试验。

试验结果为：（1）硅酮结构胶用于聚丙烯塑料板与混凝土粘接可以抵抗0.25 MPa的水压力。（2）硅酮结构胶适合斜面施胶，而且固化后密闭性和闭水性良好。

6 结语

通过探讨双组份硅酮结构胶用于聚丙烯塑料板和混凝土粘接拉伸强度等试验，对防水塑料板与混凝土的连接方式提供了新的理论依据和实际方法，为今后地下粮仓防水工程施工技术方面提供了新思路，对实际工程有一定的指导意义。

[1] 赵亚东.探究新型防水材料的开发与应用[J].居业，2016（3）：18-19.

[2] 汪建国.建筑胶黏剂的应用及研发进展[J].化学与粘合，2016（5）：382-384.

[3] 戴智，李晓.胶粘剂在建筑工程中应用[J].化学建材，1990（1）：41-42.

[4]GB/T 7124—2008，胶粘剂-拉伸剪切强度的测定（刚性材料对刚性材料）[S].