用于混凝土修补的环氧树脂砂浆探讨.pdf

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广东建材2014年第10期材料研究与应用用于混凝土修补的环氧树脂砂浆探讨1前言杨春(中铁十八局集团轨道交通工程公司)【摘要】相对于混凝土材料，环氧树脂具有强度高、韧性好、粘结性能优越等特点，可在建筑领域广泛使用。但由于环氧树脂属于有机材料，基层建筑领域人员不能掌握其要点和机理，使得环氧树脂砂浆的实际应用水平较低。本文介绍了环氧树脂砂浆的组成和性能。【关键词】混凝土修补；环氧树脂砂浆；性能环氧树脂是指分子结构中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物，根据其结构上的差异，可分为多种类型，～般使用的是双酚A型环氧树脂，占环氧树脂总量的80％以上，根据其环氧值得不同，分为各种型号，一般使用最多的是E5l、E44和E20，其中E51、E44为液体，E20为固体。由于环氧树脂分子链中含有活泼的环氧基团，它可与各种固化剂相配合，经固化获得具有各种特性的、有实际应用价值的交联固化物[1，夏。可作为环氧树脂固化剂的主要是胺类和酸酐类，其中胺类可常温固化，用于建筑领域的基本都是胺类固化剂。环氧树脂砂浆又称环氧砂浆，是以环氧树脂、稀释剂、固化剂、增韧剂及填料组成的。一种复合材料，具有良好的施工性，而且强度高、粘结力强，并可耐水和化学溶剂的侵蚀[3_引。对比传统的修补材料(水泥砂浆)，环氧树脂砂浆的粘结性能、强度性能、耐久性能都要更优越。因此被广泛用于裂缝修补、表面修复和维修加固等，使用效果良好臣引。虽然环氧树脂砂浆具有良好的性能，但如果配比不当，容易造成有老化脆裂、粘结不好、发气空鼓等问题，还会使造价偏高，提高施工难度等。根据笔者多年的经验，本文叙述了环氧砂浆的组成成分，并对其施工进行了探讨。2环氧树脂砂浆的组成成分的选择环氧树脂砂浆是一种良好的混凝土修补材料，除环氧树脂外，还包括稀释剂、固化剂、增韧剂、填料等组成成分。选择合适的组成成分，可提高其施工性能、强度和耐老化性。2．1稀释剂环氧树脂的粘度较高，流动性差，不加稀释剂会造成施工不变，还会使填料掺量降低，增加成本。可用于稀释环氧树脂，增加其流动性的稀释剂分为非活性稀释剂和活性稀释剂。非活性稀释剂不参与固化反应，最终会挥发掉：活性稀释剂是可参与固化反应，作为组成成分存在于环氧树脂固化物中。非活性稀释剂有丙酮、苯甲醇、甲苯、乙酯、丁酯等，活性稀释剂是糠醛／丙酮复合稀释剂，或含有一个或多个环氧基团的化合物，如丁基缩水甘油醚(501)等。非活性稀释剂价格较低；糠醛／丙酮复合稀释剂主要用于配制超低粘度裂缝胶，用于修补细微的结构裂缝，如大坝等；含环氧基团的活性稀释剂稀释稳定性好，各种用途都可使用，但价格较高。要根据实际使用用途或工艺选择合适的稀释剂。对于薄层表面修补，或要求不高的小裂缝修补，可以使用丙酮、乙酯等非活性稀释剂；对于较大体积的混凝土修补，使用非活性稀释剂容易造成发气空鼓，特别是在气温较高时，体积可膨胀30％，此时为控制质量，最好使用含环氧基团的活性稀释剂。2．2固化剂环氧树脂为分子量不高的线型高分子化合物，常温不能直接使用，需要加入固化剂才形成空问网状结构，形成较高的强度。用于环氧树脂砂浆的固化剂是胺类化合物，即具有胺基的化合物。通常施工方使用较多的固化剂乙二胺，它有刺激臭味，毒性较大，挥发性大，在空气中形成烟雾，其与环氧树脂固化产物较脆，抗冲击能力差，加入增塑剂邻苯二甲酸二丁脂能增加环氧的韧性，但它也是有毒物质，且不会参与反应，对环氧树脂砂浆的韧性提高不大。可采用多胺化合物或聚酰胺，多胺虽然贵，但粘度低，稀释度高，粉料掺量高，故成本更低。2．3增韧剂环氧树脂固化体强度高，但脆性大，表现为韧性不足，抗冲击强度不高，抗疲劳性差等。需要加入增韧剂进行改性。环氧树脂体系的增韧剂较多，较常用的有液体一27— 材料研究与应用广东建材2014年第10期丁腈橡胶、聚硫橡胶，还有清华大学开发的奇士增韧剂等。环氧树脂砂浆对韧性要求不高，简单经济的方法可以使用双环氧基团的稀释剂，既可以作为稀释剂，又有一定的增韧效果。此外，使用聚酰胺固化剂也可使环氧树脂砂浆具有一定的韧性。增塑剂邻苯二甲酸二丁脂不能算做增韧剂。2．4填料填料可以提高环氧树脂砂浆的强度、降低成本。使用合适的填料，还可达到其他性能。可用于环氧树脂砂浆的填料很多，可分为粉料和砂料，粉料和砂料配合使用。较易得到、经济的粉料有石英粉、水泥、粉煤灰、滑石粉、重钙粉等；砂有石英砂、河砂、金刚砂等。使用水泥后，环氧砂浆颜色呈黑色。当需要保持与混凝土颜色相近时，可以滑石粉或重钙粉为主，掺加少量水泥或粉煤灰，配以河砂或石英砂来作为环氧树脂砂浆的填料。总之，环氧树脂砂浆虽然只是简单的多组分复配，但要用好的话，需要对各组分有一定的了解，优选合适的原材料。下面给出一个推荐的配方(表t)：表1材料用量1001525220550环氧树脂E51稀释剂501稀释增韧剂固化剂多胺重钙粉河砂该配方经济适用，可满足各种修补用途。其性能如下：抗压强度80MPa以上，抗折>23MPa，弹性模量120Pa左右，收缩0．04％，与C30混凝土粘结强度>4MPa，且为混凝土破坏。3环氧砂浆施工及质量控制使用环氧砂浆修补加固混凝土结构时，应根据气候条件、工程特点及施工进度合理组织施工。施工一般分这几个步骤：旧混凝土切割或凿除一除灰一钢筋除锈一涂刷钢筋防锈剂一涂刷环氧基液界面剂一配制环氧砂浆一环氧砂浆修补一养护。其中需要注意的几个方面是：(1)基底处理为确保环氧砂浆与基底混凝土具有良好的粘结，需要对开裂或破坏的混凝土基面进行切割或凿除处理，切割最好切成矩形，如基面松动严重，应采用人工凿毛方28——法，凿掉破损的混凝土，使基底露出坚硬、牢固的混凝土面，必须按照设计深度凿除。如果钢筋锈蚀外露，还应对钢筋表面进行除锈，并涂刷钢筋防锈剂。对凿除的混凝土表面，采用高压风枪将碎屑、灰尘吹干净，并保持表面干燥，当表面有渗水时，应选用水性环氧砂浆进行施工。(2)环氧砂浆的配制环氧砂浆的配制应就地配制，即配即用，在其规定的适用期内使用完毕，否则会固化，造成材料浪费，如推荐的配比夏季适用期15min左右，2h即有较高的强度。配制环氧砂浆时，各组分的称量误差不能太大，否则会严重影响其性能。平面斜坡施工或立面、仰面施工时应适当调整配方，使配制的砂浆稠～些，避免流淌。(3)环氧砂浆修补施工使用环氧砂浆修补施工时，要分情况组织施工。当修补面深度较小或者为立面、仰面施工时，应在混凝土基底涂刷一层界面剂，避免基底吸水，将环氧树脂吸走，造成砂浆性能较大的偏差。在平面施工时，如道路修补，可以不用界面剂。修补面深度较大时应分层施工，每层5cm以下，待上一层固化后再进行下一层施工。4结语环氧树脂砂浆的配方是否合理，对其性能及成本有很大影响。一个好的配方能使各组分有机结合，从而使材料的性能得以充分地发挥。实际工程的施工应根据设计要求选择、调整配方，并建立良好的施工组织方案，只有这样才能成分发挥环氧树脂砂浆的优势，做出一个优质工程。●【参考文献】[1]陈钊庭，等．填料物理性质对环氧树脂砂浆性能的影响[J]．广东建材，2010(2)：13—16．[2]祝大同．环氧树脂的结构、物性及其高性能化的研究[J]．覆铜板资讯，2008(1)：34—35．[3]胡玉明．环氧固化剂及添加剂[M]．北京：化学工业出版社，2011．[4]中华人民共和国国家发展和改革委员会．DL／T5193—2004环氧树脂砂浆技术规程[S]．北京：中国电力出版社，2004．[5]尹广敬．环氧树脂砂浆在混凝土表面补强加固中的应用[J]．青春岁月．2011(24)：360—361．[6]高杰，胡高平，肖卫东．环氧砂浆在道路修复中的应用[J]．粘接，2009(6)：74—75．[7]冀玲芳，李养平．环氧树脂砂浆在混凝土修补工程中的应用[J]．天津建设科技，2001(4)：14—15．