環氧樹脂在橋梁維修中的應用

王新芳， 楊吉霆

安陽市市政建設維護管理處（455000）

1 橋梁現狀

目前，我處橋梁管理站共管轄各類大小橋梁七十二座，多修建于2000年以前，隨著使用年限的增加，由于行車荷載、環境作用、混凝土自身等因素引起混凝土強度下降，導致混凝土表面出現各種裂縫和混凝土結構斷面受損出現碎裂、冷坑現象，極大的影響了橋梁的行車安全。

近年來，我處管轄橋梁的病害日益增多，主要集中在混凝土結構裂縫和橋面混凝土鋪裝層碎裂、冷坑。若采用傳統灌注水泥砂漿、澆灌新混凝土的維修方法進行處理，其粘接度低、防水性差，且強度也得不到保證，往往前補后壞，事倍功半。從06年開始我們陸續在文峰立交橋、彰德路洪河橋、安陽橋、東風橋等橋面板維修中嘗試著應用了環氧樹脂，經過幾年來的實踐證明效果良好。

2 環氧樹脂材料

環氧樹脂材料性能優越、改性途徑較多，具有強度高、粘結性好、耐磨性強、價廉等特點，且與水泥混凝土粘結性很好。近年來，添加了環氧樹脂的環氧樹脂砂漿和環氧樹脂混凝土在混凝土領域的應用發展較快，多應用于橋梁工程、飛機跑道、公路修造的混凝土結構粘接和修補。

環氧樹脂品種繁多,主要有環氧氯丙烷—雙酚A型樹脂、環氧氯丙烷—醇類環氧樹脂、雙鍵液相氧化制環氧樹脂、酚醛環氧樹脂、聚酯環氧樹脂、多元酚環氧樹脂等幾十種。結合我們橋梁維修工程的實際情況,我們通常采用具有高環氧值（＞0.40）的樹脂 6101。

使用環氧樹脂時要和添加物一起使用。通常我們采用的添加物有以下幾種:①增韌劑；②固化劑；③稀釋劑；④填料及其它。

1）增韌劑:主要起塑化作用，通常我們采用二丁脂。

2）固化劑:固化劑是必不可少的添加物，起固化作用，無論是作粘接劑、涂料、澆筑料都需添加固化劑，否則環氧樹脂不能固化。常用環氧樹脂固化劑有脂肪胺、脂環胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、樹脂類、叔胺，另外在光引發劑的作用下紫外線或光也能使環氧樹脂固化。常溫或低溫固化一般選用胺類固化劑，加溫固化則常用酸酐、芳香類固化劑。通常我們采用乙二胺。

3）稀釋劑:其作用是降低粘度，改善樹脂的滲透性。稀釋劑可分惰性及活性兩大類，用量一般不超過30%。通常我們采用二甲苯、苯、丙酮等。

4）填料:其作用是改善制品的一些性能，并改善樹脂固化時的散熱條件，用了填料也可以減少環氧樹脂的用量，降低成本。我們結合工程實際情況，通常采用砂、普通硅酸鹽水泥、立德粉、碎石等做填充料。

3 環氧樹脂混合物的配合比

3.1 環氧樹脂膠基液

首先要配制環氧樹脂膠對混凝土修補面進行涂刷，保證修補部位與原混凝土面切實粘結。參考配比如下（實際使用時按比例配制）:環氧樹脂:100g；二甲苯:20cc；二丁脂:15 cc；乙二胺:6g 或 7cc。

3.2 環氧樹脂砂漿

環氧樹脂砂漿是一種凝固快、粘度高的混合砂漿灌漿料,具有高強、早強、粘附性強、收縮性低等特點。主要用來修補局部較小體積的混凝土破損和底面混凝土缺陷。參考配比如下:環氧樹脂:100g；二甲苯:20g；二丁脂:10cc；乙二胺:10 cc；砂:375g；425#水泥:300g；石棉:100g。

3.3 環氧樹脂混凝土

當修補局部較大體積的混凝土破損時，需要采用環氧樹脂混凝土。環氧樹脂混凝土是以環氧樹脂為主料,摻入適量的固化劑、增塑劑、稀釋劑及填料作為膠粘劑;以砂、石作為骨料,經混合、成型、固化而成的一種復合材料,是聚合物混凝土的一種。其參考配比如下:環氧樹脂:100g；二甲苯:30 g；二丁脂:10cc；乙二胺:10cc；石子:600g；砂:600g；425#水泥:110g；立德粉:150g。

4 施工方法

4.1 基層處理

1）對于混凝土裂縫:用小錘及鋼釬沿裂縫鑿成寬15mm左右、深12～15mm的V形槽，利用皮老虎和鋼刷將槽內的浮渣、碎屑吹干凈。

2）對于混凝土碎裂、冷坑等破損：人工鑿除表面松散的混凝土,并剔除由于清除松散混凝土而遭損傷的混凝土表面，把混凝土碎塊和污圬清理后,用皮老虎把表面的粉塵吹干凈。

4.2 修補材料的拌制

1）環氧樹脂基液的拌制:用一個容器先將環氧樹脂和二丁脂與二甲苯攪拌均勻，然后再加入乙二胺拌勻。

2）環氧樹脂混合料的拌制:①拌制填料:把潔凈、干燥的砂、石子、水泥、立德粉按比例混合攪拌均勻，摻加立德粉只是為了調色，讓修補后的面層色澤與原混凝土色澤近似，不至顏色反差太大；②拌制環氧樹脂膠:先將環氧樹脂和二丁脂與二甲苯攪拌均勻；然后再加入乙二胺拌勻；③將拌制好的環氧樹脂膠體倒入拌制好的填料中,一起攪拌均勻，即得到環氧樹脂混合料。

4.3 修補

1）混凝土裂縫的修補:先用刷子把環氧樹脂膠基液均勻的刷涂在修補面，力求薄而勻，靜停15min，待基液滲入混凝土結構內，再進行后續工作；用抹子將配制好的環氧樹脂砂漿抹入V形槽內，并將其趕平壓光。

2）混凝土碎裂、冷坑的修補:先用刷子把環氧樹脂膠基液均勻的刷涂在修補面，力求薄而勻，要用刷子反復搓刷，使表面完全涂上基液，增強其粘結力。然后填入環氧樹脂混凝土，用抹子反復碾壓、趕平壓光，使其密實；過一段時間在樹脂混凝土適當硬化后再次用抹子進行趕壓、擠碾，以保證其內部密實，表面光潔。

4.4 養生

在暖季采用自然養生即可，養護溫度以20±5℃為宜，切勿灑水養護。一般在24小時后即可達到強度的80%，就可以放行通車。

4.5 冬季施工措施

1）室外溫度較低時，砂石材料可用文火加熱，溫度應控制在35～40℃。

2）配制環氧樹脂基液對樹脂加熱至60℃即可，以能流動為度，不要用明火直接燒烤。

3）水泥、立德粉等材料不需要進行加熱。

4）冬季養生時可以采用棉被覆蓋和加溫養生。

5 注意事項

1）配制混合料時，要用計量工具準確計量。

2）砂、石子必須潔凈、干燥，若含水量較大，一定要事先曬干或是烘干。

3）乙二胺加入后，盡可能立即施工，以防環氧固結；環氧樹脂基液和混合料一次不能配制太多，視拌制工作量而定，環氧砂漿一次一般不要超過1㎏，環氧混凝土一次一般不要超過10㎏。混合料配制完成到使用完畢時間不應超過兩小時。

4）基層一定要處理干凈，無粉塵，必要時可以用水進行沖洗，但沖洗后必須晾干。

5）乙二胺、二甲苯等化學物質均有一定的毒性且屬易燃物，易揮發，施工時要注意勞動保護，做好防火、防毒工作。操作人員需戴口罩和橡膠手套，接觸皮膚后應及時洗凈，如濺入眼內應立即用大量清水沖洗。

6）維修適宜在常溫下作業，當室外溫度低于3℃時，不可使用。

7）施工過程中要做好廢棄物的回收和處理工作，不允許把使用過的器具以及殘液隨便拋棄或投入河中,防止污染環境和發生中毒事故。

6 結語

添加了環氧樹脂的砂漿和混凝土,具有強度高、韌性好、抗沖擊強度大、良好的耐化學腐蝕、耐磨、耐水和抗凍性能，固化后的環氧樹脂砂漿和環氧樹脂混凝土對大氣、潮濕、化學介質、細菌等都有很強的抵抗力。經過幾年來的維修實踐證明，環氧樹脂混合料在橋梁維修中具有良好的應用價值。