賈萬輝(山東省濟寧市兗礦集團興隆莊煤礦,山東 濟寧 272102)
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樹脂錨固劑常見問題及解決方法
賈萬輝
(山東省濟寧市兗礦集團興隆莊煤礦,山東 濟寧 272102)
摘 要:樹脂錨固劑是目前使用最為廣泛的一種錨固粘結材料,其主要是由不飽和聚酯樹脂、固化劑、促進劑和其他輔料按照一定的比例配制而成,在質地上類似于膠泥狀。樹脂錨固劑的產品特點有:保質期長、錨固強度高、施工方便等諸多優良特性,在建筑工程、路橋工程、隧道工程和設施設備基礎及構件錨固等領域都發揮著重要作用,此外也是井巷支護、井筒安裝、水電工程預應力錨桿加固工作中的必備材料。本文簡單介紹樹脂錨固劑的材料特性和使用方法,根據其特性進行分析,發掘出在實際操作過程中樹脂錨固劑存在的常見問題并提出相關解決方法,旨在能夠不斷優化材料的屬性,讓其能夠在社會發展和經濟發展中發揮更大的作用。
關鍵詞:樹脂錨固劑;固化原理;常見問題;解決辦法
樹脂錨固劑不管是用在道釘錨固、鐵路隧道和礦井的錨桿施工還是加強結構物的穩定性上,其最主要的作用始終都是固定作用。由于樹脂錨固劑的需求量大、用途廣泛,因此每次采購的數量也比較多,樹脂錨固劑的儲存、運輸問題也是在使用過程中需要酌情考慮解決的問題。實驗表明,在使用樹脂錨固劑時所選擇的錨固劑的樹脂類型、速溶劑、催化劑、阻聚劑的材料的配比都會影響到樹脂錨固劑的性能,解決樹脂錨固劑使用過程中存在的種種問題,能夠有效提高工程的質量,提升被加固物的安全系數。
1.1樹脂錨固劑的固化原理
樹脂錨固劑主要靠內部不飽和聚酯樹脂發生聚合反應而固化,由于不飽和聚酯樹脂中有雙鍵存在,能夠在適宜的溫度下,受光和空氣中的氧氣的影響,與單體樹脂中的單體發生化學反應,逐漸聚合進而達到固化效果。
在實際使用中,為了能夠更快地發生聚合反應達到固化效果,一般會在材料配比時加入一些固化劑,經過固化劑的催化作用,樹脂在加熱或加速劑的作用下能夠迅速發生聚合反應釋放自由基,分解出來的自由基又能夠很快地引發線性樹脂以及苯乙烯交聯固化從而生成不溶的堅硬固體[1]。目前我國常用的固化劑是過氧化苯甲酰與二甲基苯胺固化體系,過氧化苯甲酰和二甲基苯胺在反應過程中能夠產生正離子和負離子,此過程也是一個激烈的放熱過程,放出的熱量能夠促使過氧化苯甲酰熱分解產生大量的自由基,從而加劇反應速度。
1.2樹脂錨固劑的固化過程
樹脂錨固劑的固化過程可分為三個階段即:凝膠階段、硬化階段、完全固化階段[2]。
凝膠階段是固化過程中的初步階段,隨著溫度的上升,不斷攪拌固化劑、加速劑和樹脂錨固劑可使錨固劑慢慢軟化呈現出膠著狀態,攪拌的這段時間也叫作凝膠時間,不同型號的樹脂錨固劑的凝膠時間和凝膠表現的狀態也是不同的(具體型號和參數如表1所示)。

表1
硬化階段就是隨著溫度的繼續上升,錨固劑由凝膠階段逐步發展成固態的過程,由凝膠狀態過度到硬化階段所需的時間叫做增長時間。
完全固化階段所需的時間最長,通常需要幾天、幾星期甚至更長時間之后,進入固態的膠泥持續固化直至完全固化。
作為一種粘合劑,樹脂錨固劑具有的優良特性非常多,其同時具有固化時間快、固化力度強大、所承受的載荷量大、適應性強、適用范圍廣、便于安裝、穩定性強、使用時間持久等特點[3],在多個領域都被廣泛使用。從外界因素來看,水、空氣、溫度、光照、運輸方式和儲存方式都會對其產生影響。首先是樹脂錨固劑的儲存時間一般不能超過三個月,大部分產品在超過三個月之后會自發出現固化現象,因此將不再符合使用要求。溫度過高的情況下樹脂固化劑也會提前發生反應。從主觀因素上來分析,樹脂錨固劑成品主要的常見問題是成品滲漏樹脂和挺拔度不夠。滲漏樹脂是指樹脂錨固劑在生產后的一段時間內,產品兩端會出現樹脂滲漏的現象,如果樹脂滲漏過多,產品中樹脂的含量就少,凝膠時間就會受到影響,成品的固化程度也會大大削弱,嚴重影響到產品的質量。造成樹脂滲漏的原因主要是儲存罐內的氣壓過高或生產廠家偷工減料使用廉價的不飽和樹脂。
挺拔力度不夠是指在使用時由于樹脂錨固劑的挺拔力度不夠導致施工者很難將錨固劑放入鉆孔中,工程的質量和進度都會受到影響。造成挺拔力度不夠的主要原因有兩個,一是包裝采用的雙孔袋的厚度不夠,導致料管內的氣壓擠壓雙孔袋使其發生了不可逆的形變,錨固劑的挺拔力度就會下降。二是包裝箱的壓力太大,產品堆放過高造成下面包裝箱發生擠壓形變。
在生產時,要嚴格按照用戶的標準來配備材料生產錨固劑,在罐裝錨固劑時要把儲存罐內的氣壓控制在0.6MPa以內[4]。此外樹脂錨固劑一般要儲存在25℃以下、陰涼干燥并且遠離火源的室內。在包裝過程中,要采用質地較硬的紙箱,外面再用編織袋捆綁扎實,在運輸時,要防止樹脂固化劑遭受劇烈顛簸或受到暴曬和淋雨,搬運過程中輕抬輕放,防止包裝破損。
樹脂錨固劑是目前應用非常廣泛的一種黏合材料,但由于技術和科技的發展還不到位,在生產和使用過程中出現了不少問題。本文從分析樹脂錨固劑的固化原理入手,讓大家對其的工作過程有初步的了解。指出目前樹脂錨固劑存在的主要問題,結合市場行情來對解決這些問題提出一些解決辦法,希望對今后樹脂錨固劑材料的應用方面提供一些參考。
參考文獻:
[1]康紅普,崔千里,胡濱,吳志剛.樹脂錨桿錨固性能及影響因素分析[J].煤炭學報,2014(39):1-10.
[2]狄崇耀.樹脂錨固劑常見問題及新型原材料[J].理論研究,2012(20):82-83.
[3]陳瑤.樹脂錨桿錨固性能的力學分析[J].中國礦業大學,2014.
[4]胡濱,康紅普,林健,蔡嘉芳,姜鵬飛.溫度對樹脂錨桿錨固性能影響研究[J].2012(09):245-249.
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.224