环氧树脂水泥砂浆物理力学性能研究

摘 要：针对沥青混凝土或普通混凝土局部损坏较为常见的缺点，开发出一种可以在常温下施工、固化时间短、早期强度高的 环氧树脂水泥砂浆修补材料。通过试验发现，这种材料具有早期强度高、粘结性强、施工操作性好等特点，适用于修补面积 小、开放交通时间短的路面修补工程。

关键词：環氧树脂水泥砂浆；配合比；原材料；物理力学性能

中图分类号：TQ177.62 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）06-0270-01

1 引言

环氧砂浆是采用环氧树脂、稀释剂、固化剂、偶联剂、促进剂、

复合填料、色浆等配制成与水泥路面外观和性能相近的胶粘剂，对 道路缺陷进行修复，砂浆与旧路面的粘接性能与抗压性能超过水泥 砂浆，修复的新路面更坚固。[1]

我国对高性能环氧砂浆的研究还比较少，但大量的电力、水利 以及混凝土结构，大型油井都越来越需要高性能环氧砂浆的研究与 应用。因此，加强对高性能环氧水泥砂浆的研究、拓展其使用范围 有着积极的经济意义和现实意义。[2]

针对重庆市内交通量较大的某桥梁面层的修补工作，施工时间 只能在21 时～23 时之间，且要求第二天早上7 点开放交通，对修补 材料提出了较高的要求。

2 环氧树脂水泥砂浆原材料选择

本次所采用的环氧树脂水泥砂浆是由胶结剂、固化剂、稀释剂、

填料以一定比例混合而成。 （1）胶结剂

环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总 称。它是环氧氯丙烷与双酚 A 或多元醇的缩聚产物。由于环氧基的 化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成 网状结构，因此它是一种热固性树脂。双酚 A 型环氧树脂不仅产量 最大，品种最全，而且新的改性品种仍在不断增加，质量正在不断 提高。[3]

常用环氧树脂有：E-42 型、E-43 型、E-44 型。其中最常用的 是 E-44 型号，其具有粘结力强，耐化学性，经济等优良性能。本 次试验选用 E-44 型环氧树脂作为胶结剂。

（2）固化剂

环氧固化剂是与环氧树脂发生化学反应，形成网状立体聚合物，

把复合材料骨材包络在网状体之中。由于环氧树脂这种线性高分子 化合物直接使用不具有强度等性能，需要加入固化剂才能形成强度 和稳定性。本次试验采用的是环氧固化剂T31。

（3）稀释剂

环氧树脂稀释剂是配合基础树脂混合使用，可以降低固化体系

粘度，增加流动性，延长使用寿命，便于大面积施工；改善了操作 性的同时，又不影响固化物的基本性能。方便用于浇铸、灌注、粘 接、密封、浸渍等方面之应用。本次试验采用的是环氧活性稀释剂 SM-660A。

（4）填作用料

填料的主要作用是为减少环氧树脂的用量，降低环氧树脂与固

化剂的反应速度，以及减小反应后的收缩性，节约成本。

常用的填料有水泥、细集料、矿粉等。本次试验采用的填料有

水泥和干燥的石英砂。

3 环氧树脂水泥砂浆物理力学性能

本次试验主要考虑的因素有：早期强度、初凝时间、高温稳定 性和施工易操作性等。

（1）配合比

混合料的凝结速度主要与固化剂用量有关，通过改变固化剂的

比例，试验配合比以及获得的相关数据如表1 所示。

表 1 环氧树脂水泥砂浆固化剂含量与强度和初凝时间关系

通过数据分析，固化剂的含量越高，初凝时间越短，早期强度 也将增加。

（2）施工易操作性

选取满足强度条件的配合比为环氧树脂∶固化剂∶稀释剂∶水

泥∶石英砂=1∶0.5∶0.15∶1∶4。

在拌制环氧树脂水泥混凝土的过程中，先按比例将环氧树脂和

稀释剂搅拌均匀，然后加入固化剂搅拌均匀，最后将填料加入至由 环氧树脂、稀释剂和固化剂的基液中搅拌均匀，最后得到的环氧树 脂水泥砂浆呈灰褐色半流动状态。材料在应用过程中，不需要振捣 即可自由流入槽内，具有较好的施工可操作性。

（3）高温稳定性

车辙试验是评价混合料在规定温度条件下抵抗塑性变形能力的

方法，通过车轮与板块状试件之间的往复相对运动，使试件在车轮 的重复荷载作用下，产生压实、剪切从而形成车辙。

在试验过程中测定试件的变形量与车轮往返次数之间的关系， 计算混合料的变形率（RD）或动稳定度（DS）。本试验温度60℃±1℃， 车轮行走速度 42 次/mm，荷载应力 0.7 MPa±0.05 MPa，试验时间 60 min。

通过试验计算DS=8534次/mm，动稳定度大于沥青路面抗车辙技 术规范。说明高温稳定性满足要求。

4 结论

（1）通过配合比试验发现，当固化剂的含量越高，试样的强度

越高，同时初凝时间缩短；当环氧树脂∶固化剂∶稀释剂∶水泥∶ 石英砂=1∶0.5∶0.15∶1∶4 时，材料的强度最大，初凝时间为 20 分钟，对于小范围修补施工能满足强度和时间要求。

（2）材料拌合后，其施工的操作性高，不需要振捣即可自由灌 入槽内。

（3）通过车辙试验发现，此配合比混合料的高温稳定性好。 参考文献

[1]魏涛、董建军.环氧树脂在化工建筑物中的应用[M].北 京：化学工业出版社，2007.197—204.

[2]常莉、李军.环氧树脂砂浆基本性能研究现状[J].应用研 究：江西建材 2016，（4）：8-9.

[3]闫鹏飞.精细化学品化学：化学工业出版社，2004年. 课题来源于：重庆工程职业技术学院“环氧树脂水泥砂浆在 快速修复桥梁面层中的应用”

（项目编号：KJB201717）

作者简介：皮映星（1985-），男，湖北咸宁人，硕士研究生， 讲师，研究方向为岩土工程。