环氧树脂砂浆在混凝土表面修补加固中的应用

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环氧树脂砂浆在混凝土表面补强加固中的应用
张利赵丽丽
（吉林省水利水电工程局，吉林长春 136105）
【摘要】环氧树脂砂浆是一种混凝土表面修补加固材料，具有粘结强度高、干缩变形小、抗压模量低，抗侵蚀能力强的特点，而且可显着提高护筋阻锈能力，还具有一定的补偿收缩性能，在水利工程中得到广泛应用。

本文通过某个混凝土建筑物工程修补加固，介绍环氧树脂砂浆的主要性能、使用范围和施工质量控制方法，并提出施工过程中的注意事项。

【关键词】混凝土耐久性环氧树脂砂浆混凝土表面修补加固施工方法质量控制注意事项
１、简述
水工混凝土建筑物除要求具有设计的强度，以保证建筑物能安全承受荷载外，还应在周围的自然环境及使用条件下，具有耐久性能。

耐久性主要包括抗渗性、抗冻性、抗磨性和抗侵蚀性。

现有些混凝土建筑物耐久性不良。

主要表现在：①混凝土碳化和裂缝问题普遍存在；②钢筋混凝土结构受侵蚀引起的钢筋锈蚀严重；③临水混凝土表面冻融松散剥落破坏；④混凝土表面冲磨破坏、机械磨损、磨蚀破坏以及化学侵蚀；⑤碱骨料反应破坏等。

这些问题严重影响混凝土建筑物寿命和外观，甚至危及混凝土建筑物的正常运行和安全。

为了延长建筑物的使用寿命，能更好的为生产服务，对其耐久性不良的建筑物进行环氧树脂砂浆补强。

经过运行建筑物检测，没有发现脱落和出现裂缝现象，说明环氧树脂砂浆补强是一种好的修补材料。

２、环氧树脂砂浆的主要性能及适用范围
环氧树脂砂浆是一种混凝土表面修补材料，是以环氧树脂为主要成分，加入一些辅助材料，制成环氧材料。

（1）环氧树脂
环氧树脂是含有环氧基的合成树脂，常用的是二酚基丙烷环氧树脂。

为黄色粘性液体，具有吸水性小，耐热性好，能经受一般溶剂的侵蚀，热膨胀系数与体积收缩率小，耐震，不易老化，粘结力强等特点。

（2）辅助材料
辅助材料有硬化剂、增塑剂、稀释剂及填料等。

①硬化剂：环氧树脂为分子量不很高的线型高分子化合物，不能直接使用，加入硬化剂后，能够使其成为体形结构，具有不熔的热固性，我们采用的硬化剂是乙二胺，乙二胺为无色液体，有刺激臭味，其与环氧树脂混合后反应快，放热量大。

②增塑剂：硬化后的环氧树脂。

强度虽然很高，但性质较脆，在低温条件下，抗冲击能力差，加入增塑剂能增加环氧的韧性，提高其抗弯及抗冲击性能。

增塑剂采用的是邻苯二甲酸二丁脂，为淡黄色低粘度液体。

其与环氧树脂混溶硬化后，由于日久可能挥发，使环氧树脂强度降低。

③稀释剂：环氧树脂混加入硬化剂后，粘度增加，不便与施工，要加入稀释剂降低环氧树脂粘度。

④填料：使用填料的的目的是为了减少树脂用量，降低成本，降低热膨胀系数及收缩率，增加导热系数及粘结力。

环氧焦油砂浆填料有水泥、砂、煤焦油、石棉泥等。

煤焦油具有憎水作用，再加上外加的压浆荷载，使得环氧材料与混凝土之间的水层被排挤出去。

由于环氧树脂及辅助材料的掺入，提高了砂浆的粘结、抗裂、抗渗及抗腐蚀等耐久性能。

３、环氧砂浆施工及质量控制
环氧砂浆进行修补加固处理时，应根据气候条件、工程特点及施工进度合理组织施工。

施工流程为：旧混凝土凿毛或凿除→喷砂(或用钢刷)除锈(污)→涂刷钢筋防锈剂→用清水冲洗饱和→基面涂刷环氧基液→环氧砂浆补强→养护。

（1）基底处理
①凿毛。

为确保环养砂浆与基底混凝土具有良好的粘结，一般用钢丝刷或喷砂方法清除表面浮层污物(有油漆或油脂污染部位用丙酮洗刷)。

如基面松动严重，应采用人工凿毛方法，凿掉破损的混凝土，使基底露出坚硬、牢固的混凝土面，凿毛必须彻底全面，按照设计深度凿除，也不必要过大，以免破坏了损破的混凝土。

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。

②饱和。

对凿除的混凝土表面，采用高压水枪(采用饮用水)将碎屑、灰尘冲洗干净，并连续、均匀地喷洒，使表层混凝土达到饱和状态，且表面无明水。

（2）砂浆的配制
一般的工程环氧砂浆补强量不大，根据选用的原材料、设计技术现场可现场配制，其各组分的配比用量必须严格控制。

环氧焦油砂浆配制程序如下：
环氧树脂在60～65℃拌匀、降温至50℃
煤焦油拌匀降温至30℃
二丁脂拌匀
乙二胺环氧基液拌匀环氧填料焦油砂浆（3）施工
以矩形输水洞伸缩缝进行环氧焦油砂浆补强为例，说明其施工工艺。

浇筑环氧焦油砂浆之前，在工作基面上涂刷环氧基液，涂刷时应均匀，不得有漏涂、流淌；待基液用手摸感到似粘非粘时，应立即浇筑砂浆；应分层施工时，层与层之间应间隔４ｈ。

含有橡皮止水时，应将橡皮锉毛，或放入比重为的浓硫酸中浸泡1～2分钟，以提高橡皮与砂浆的粘结力。

橡皮取出后要冲洗干净晾干。

输水洞伸缩缝环氧焦油砂浆补强分为三个部位进行施工，即底平面、侧立面和顶平面。

下面分别说明其施工方法：
①施工断面示意图
石棉绳
橡皮止水
②底平面环氧焦油砂浆施工方法
将拌合好的环氧焦油砂浆直接浇筑在施工部位，按照第一层设计厚度滩平，对准原混凝土伸缩缝镶入石棉绳，使得环氧焦油砂浆断开，铺上橡皮，再加模板压紧，待环氧焦油砂浆固化后，浇筑第二层，第二层浇筑时，也先准确放置石棉绳，断开环氧焦油砂浆，再浇筑。

③侧立面环氧焦油砂浆施工方法
侧立面环氧焦油砂浆施工主要是立模法，分两次立模浇筑，第一层含橡皮止水和石棉绳立一次，第二层立一次。

模板制作成U形，防止环氧焦油砂浆顺模板边缘流淌；模板表面贴一层聚氯乙烯薄膜，防止模板与环氧材料粘结。

立模时先将与底面相连的石棉绳及橡皮止水抻直，位置放准确，靠紧大面模板。

模板固定好后，利用空隙灌筑环氧焦油砂浆，人工捣固或在模板外侧振击，使之密实。

立第二层模板时，采用平面模板，直接在原墙壁上固定，灌筑。

灌筑时，固定好外侧石棉绳位置。

每次模板支立高度，以施工方便和保证质量为宜。

④顶平面环氧焦油砂浆施工方法
施工方法也是采用立模法。

分两次立模浇筑，第一层含橡皮止水和石棉绳立一次，第二层封顶立一次。

在顶面的橡皮止水和石棉绳与侧面的橡皮止水和石棉绳搭接，橡皮止水与橡皮止水利用胶粘接，粘接位置在侧面上部，粘接长度要符合设计要求。

立第一层模板时，将模板平放稳定，先将橡皮止水平铺于模板上，橡皮止水要长出模板两端，长出部分为搭接粘贴长度。

在模板、橡皮止水上铺筑环氧焦油砂浆，再在环氧焦油砂浆、橡皮止水中间镶入石棉绳，橡皮止水粘接处涂抹上胶，准
备粘接。

环氧焦油砂浆数量应稍多于施工部位需要量。

完毕，人工抬起，进行环氧焦油砂浆封顶，支撑、固定模板，多余环氧焦油砂浆溢出，同时橡皮止水搭界接处进行粘接。

第一层固化后，拆除模板，凿掉溢出的不合格的环氧焦油砂浆，准备第二层环氧焦油砂浆浇筑。

方法是将模板平放稳定，在模板上铺筑环氧焦油砂浆，再在环氧焦油砂浆镶入石棉绳，环氧焦油砂浆数量应符合施工部位需要量。

完毕，人工抬起，进行环氧焦油砂浆封顶，支撑、固定模板。

（4）养护??
环氧焦油砂浆浇筑完成固化拆除模板后应及时养护，避免砂浆产生干缩裂缝。

养护温度不低于15～25℃，养护时间不少于14天。

（5）施工质量控制
①为保证环氧焦油砂浆的施工质量，必须建立、健全质量保证体系。

施工人员应严格按操作程序，对各道工序进行检查验收。

②环氧焦油砂浆砂浆层外观平整，层面与基底结合牢靠。

③在施工过程中按设计要求进行现场抽样检验，必要时可现场进行钻孔取芯试验，以检查其效果。

４、施工注意事项
（1）清理基面，凿除破损、松动的混凝土，喷砂(或用钢刷)除锈和油污，使外露钢筋表面无锈蚀，且混凝土表面粗糙。

（2）浇筑环氧焦油砂浆前２小时，用水冲洗待修补部位，使混凝土表面处于饱和状态，但表面不能有明水。

（3）环氧材料要随配随用。

（4）配料要选用易于散热的器皿。

（5）环氧焦油砂浆要及时养护
（6）环氧焦油砂浆施工时要注意人身安全。

５、结语
环氧砂浆是一种质量可靠、可以提高混凝土的耐久性，延长建筑物的使用寿命，可以防止混凝土病害的继续扩大，对新建混凝土工程采取预防性措施。

砂浆具有粘结强度高，干缩变形小，抗压模量低，抗侵蚀能力强的特点，而且可显着提高护筋阻锈能力，还具有一定的补偿收缩性能。

采用砂浆进行修补加固处理时，应根据当地的气候条件、工程特点及施工进度合理组织施工。