环氧树脂与混凝土界面粘结的几点讲究

　　环氧树脂因高强、耐磨，抗渗、抗冻和抗冲击性能好等特点，愈来愈受到工程部门的重视，已经成为研究和应用发展最快的建筑材料之一。近几年随着新型环氧材料的出现，环氧树脂材料在水利水电、工民建等各领域的工程应用也越来越多。但是环氧树脂和混凝土是两种结构和性能截然不同的材料，收缩和变形性能存在很大差异，在固化过程中产生的应力由于受混凝土的制约而往往产生开裂和脱空现象。因此提高环氧树脂材料与混凝土的界面粘结，是其在工程应用研究中的一个重要课题。最近，中国水利水电第十一工程局科研所、上海争锐化工有限公司，通过室内试验和工程实践研究，掌握了影响环氧树脂和混凝土粘结的几个主要因素。上述单位为探索提高环氧树脂和混凝土粘结力的有效途径。中国水利水电第十一工程局科研所、上海争锐化工有限公司，通过室内试验和工程实践研究，目前已掌握影响环氧树脂和混凝土粘结的几个主要因素。

　　通过对影响环氧树脂与混凝土粘结性能的几个主要因素的试验研究和分析，可以得出结论：适宜粗糙、干燥、坚实的混凝土面，合适的环氧树脂材料与配合比以及合理，完善的施工工艺措施能够提高界面的粘结效果。实验所用主要原材料包括：改性E44环氧树脂，蓝星新材料无锡树脂厂产；活性稀释剂501，争锐化工有限公司产；活性增韧剂(912)：自制。该课题测试内容较多，主要包括——稠度，按水泥砂浆稠度测试方法SD105-1982测试；粘结强度，用环氧树脂配制成环氧树脂砂浆(EM)后的7d与混凝土的粘结测试结果，测试用混凝土极限拉伸试件，2块混凝土试件中间用填充粘结；粘结拉拔强度，为考察EM施工到混凝土面上的实际粘结效果，在EM施工层上直接测试界面粘结强度：首先在EM施工面上切割出Φ950mm的孤立待测面，切割透EM层并深及混凝土内5～10mm，用粘结拉拔仪(DYMAZ-15)测试EM与混凝土的粘结强度；线性收缩率，EM的线性收缩主要发生在固化反应阶段，尤其是反应的初级阶段，但目前国内尚无固定的测试方法，参照国外标准和测试方法课题组设计了方法。

　　关于EM配合比对粘结强度的影响，为考察不同稠度EM对界面粘结强度的影响，通过改变填料与环氧浆材的比例共设计了5组试验。试验结果表明随EM稠度的增大，粘结强度也逐渐增大，这是由于EM对混凝土基面的浸润度增加的结果。但是现有研究成果证明随着稠度的增大，EM中的浆液相对增多，会导致体系的固化收缩应力增大；因此在考虑界面粘结效果的同时，EM的收缩应力也是一个不容忽视的问题，否则对粘结面的耐久性能会产生不利影响。不同类型增韧剂对粘结强度有何影响？为改善EM的脆性常在其中掺加增韧剂，增韧剂分活性增韧剂和非活性增韧剂，2类材料虽然都能够增加体系的柔韧性，但增韧机理截然不同。分别选用活性增韧剂912和常用的非活性增韧剂邻苯二甲酸二丁脂做对照试验，结果随着龄期的增长掺加非活性增韧剂EM的粘结强度逐渐降低，而掺加活性增韧剂EM的粘结强度略有增加。

　　EM的反应热对粘结强度的影响是重要指标。EM的固化反应属于放热反应，反应中放热量的多少和放热的温度峰值高低都会对固化体系的性能产生很大影响，固化反应过程中的放热峰值温度反映了固化体系在固化反应过程中由于反应放热而达到的最高温度。影响固化温度的主要因素是固化剂，试验研究中，通过对4种具有不同固化反应放热峰值温度的固化剂进行试验对比，分别测试它们的固化体系收缩率，结果表明在体系温度高于T-g(玻璃化温度)阶段材料处于粘流态，分子链的变形和移动不受约束，不会产生收缩和应力，当温度降致Tg时体系处于玻璃态，此时的收缩达到最大值应力破坏也最为严重，且峰值温度与Tg的差值越大、应力破坏也越严重，影响界面的粘结强度。因此在EM应用中固化剂的选择至关重要。

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　　专家还考察了混凝土表面湿度对粘结强度的影响。混凝土是多孔性材料表面具有较高的界面能，内部的毛细管和表面极易吸附大量的水分子，并在混凝土的表面形成水膜降低结合面的界面能，不利于EM对混凝土的浸润、降低粘结力。另外混凝土表面吸附的水中含有大量的Ca(OH)2使水液呈碱性，在碱性环境中环氧树脂的有效基团会受到破坏，并引起分子链的断裂、降低EM的粘结力。混凝土表面粗糙度对粘结强度也有的影响，工程施工中为提高界面粘结力，常对混凝土面进行糙化处理，糙化处理能够得到净化的混凝土表面、提高界面能、增大EM对其的浸润度，同时又能够改变表面的状态和应力分布、阻碍外力作用下的裂纹扩展、利于提高界面粘结强度。试验结果表明对混凝土表面进行糙化处理能够提高界面的粘结强度，但不同的表面糙化方法对粘结强度的提高程度也不相同。