概述环氧树脂混凝土的研究现状及在桥梁维修加固中的应用

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摘要：相对于水泥混凝土来说，环氧树脂混凝土是一种新型的建筑材料，具有强度高，韧性好，抗冲击强度大，以及良好的耐化学腐蚀、耐磨、耐水和抗冻性能。其固化后，对大气、潮湿、化学介质、细菌等又都有很强的抵抗力。本文概述了环氧树脂混凝土的组成及特性，研究现状及其在桥梁维修加固中的应用。

关键词：环氧树脂混凝土；桥梁；维修加固；研究现状；

中图分类号：TV331文献标识码： A

1.引言

聚合物混凝土包括聚合物浸渍混凝土、聚合物改性混凝土及树脂混凝土三类。环氧树脂混凝土属于树脂混凝土，是最常见和应用较为广泛的树脂混凝土。与传统的水泥混凝土相比较，环氧树脂混凝土是用环氧树脂胶粘剂代替或部分代替水泥，掺入适量固化剂、增塑剂、稀释剂及填料作为胶粘剂，以砂、石作为骨料，经混合、成型、固化而成的一种复合材料，是聚合物混凝土中纯聚合物混凝土的一种。环氧树脂混凝土较一般混凝土有更高的强度、抗冲击强度及更好的耐腐蚀性，与金属和非金属材料粘结强度高、电绝缘性好，弥补了水泥混凝土抗拉强度低、抗拉应变小、抗裂性小、脆性大等缺点。

2.环氧树脂混凝土的组成及特点

2.1 环氧树脂

环氧树脂是一种含有环氧基的高分子聚合物，由环氧氯丙烷及二酚基丙烷(双酚 A)在碱的作用下缩聚而成的液体树脂。环氧树脂是线性结构的热塑性聚合物，加热呈塑性，本身不会硬化，当加入一定量硬化剂后，性能亦能由热塑性变为热固性。实际应用中，一般选择液态的树脂，以保证混凝土拌和物的流动性，便于成型。

2.2 固化剂

硬化剂的主要作用是使热塑性、线型环氧树脂交联成体型网状巨大分子，成为不溶于水的硬化产物。

2.3增塑剂及增韧剂

增塑剂或增韧剂的主要作用是增加环氧树脂的韧性，提高抗弯强度和抗冲击性能。增塑剂不参与固化反应，只起作用，常用的有邻苯二甲酸二丁脂、邻苯二甲酸二辛脂等。增韧剂参与固化反应，如聚酰胺、丁晴橡胶、聚硫橡胶等。

2.4 稀释剂

稀释剂的主要作用在于降低环氧树脂粘度，便于胶粘剂浸润骨料、基层表面，提高粘结力，增加流动性，便于施工控制。常用稀释剂有丙酮、甲苯、二甲苯等。

2.5 填充料

填充料的用途不但能减少环氧树脂用量，还能降低使用成本，而且能改善环氧树脂胶粘剂的性能，提高稳定性，消除固化物中的成型应力，避免发生裂缝，改善粘结性能，降低吸水性，延长使用寿命。常用的中性或弱碱性填充料有砂、碎石、铝粉、石墨粉等。

3.环氧树脂混凝土的研究现状及研究方向

20世纪30年代，国外的一些国家（包括荷兰、日本、美国、德国等）就开始了环氧树脂混凝土的研究工作。20 世纪 50 年代，美国就开始了纯聚合物混凝土的商业应用。70 年代中期，纯聚合物混凝土用于修复波特兰水泥混凝土构件，主要是公路和桥梁构件，70 年代和 80 年代，美国的许多政府部门都资助聚合物混凝土的研究，至今市场上已有众多的纯聚合物混凝土预制构件，包括管件、地面排水构件等。

由于技术和造价等诸多因素的限制，相比之下，我国对环氧树脂混凝土的研究起步较晚，所开展的研究工作也还很少，仍处于起步阶段。

目前，环氧树脂混凝土复合材料的研究主要是以下四个发展方向：

（1）环氧树脂混凝土性能的研究。对在不同因素影响下的环氧树脂混凝土收缩性、耐火性、耐化学腐蚀性、抗冻性、阻尼性能等各项性能的研究；

（2）环氧树脂混凝土的级配研究。如对不同设计强度要求下的基本组分级配研究，树脂混凝土中添加矿质集料的研究，骨料粒度分布研究等；

（3）环氧树脂混凝土应用于结构加固研究。环氧树脂混凝土应用于结构的改造、修复，因承载力不足或结构物破坏后的加固补强研究；

（4）环氧树脂原材料、环氧树脂混凝土经济性研究等。

4.环氧树脂混凝土在桥梁维修加固中的应用

近年来，随着新型环氧材料的出现，以及国内外学者对环氧树脂混凝土的深入研究，环氧树脂混凝土正被广泛应用于土木工程的各行各业中，特别是在结构补强、维修加固方面的应用。

桥梁工程的维修加固是环氧树脂混凝土应用领域的一个重要方向。桥梁是承受大量应力的土木工程，在长时间的运营之后容易产生裂缝、局部剥落、混凝土脱落等现象。根据环氧树脂混凝土的特点，用其替代传统的水泥混凝土，应用于桥梁的维修加固，如修补梁板的缝、对构件进行扩大截面的加固补强等，可以有效的提高桥梁的承载能力和使用寿命。混凝土结构的补强作为环氧树脂重要应用领域，正越来越发挥其重要作用，也愈来愈受到工程部门与各界人士的重视，已经成为现今研究和应用发展最快的建筑材料之一。

环氧树脂混凝土应用于桥梁维修加固的主要流程如下：

（1）环氧树脂混凝土的试配

根据工程项目的特点，依据设计强度、耐久性、施工时限性等要求，选择合适的原材料，进行多组环氧树脂混凝土的配合比设计，进行强度等主要物理性能测试，从中优选最适用于工程的环氧树脂混凝土配合比。

（2）施工工艺

基面处理：对混凝土基础表面进行处理，用錾子剔凿基面上的乳皮、水泥净浆表层或松动颗粒等，使表面外露新鲜骨料。

表面清理：先用高压水冲洗基面表面的沙粒、粉尘。

涂刷基液：在处理好的混凝土基面上用毛刷均匀地涂刷一薄层底层基液，尽可能做到薄而均匀、不流淌、不漏刷。

固定新的锚垫板：按设计图纸正确安放锚垫板。

环氧混凝土施工：待基液初凝（表面不流动，指触拉丝）时，将拌制好的环氧混凝土填塞到已刷好基液的基面上，每次填塞厚度不应超过5cm，并注意衔接处压实排气；然后用电动抹刀反复震动压实，边震动压实，边找平。

施工完毕：待环氧树脂混凝土完全凝固（视具体情况而定，一般为6~8小时，夏季高温时节可相对提前，冬季则相应延长），拆除模板，开放交通。

5.结语

环氧树脂胶作为，由于它具有防水、防潮、耐腐蚀、耐寒、耐热、抗冲击和振动等优良性能，广泛应用于桥梁维修中，对恢复桥梁混凝土的整体性，延长使用寿命和保证安全运行有一定效果，其优异的性能将带来广阔的应用前景。

参考文献

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