改性環氧樹脂膠在橋梁裂縫中的應用研究

楊江朋

摘要：裂縫是造成橋梁主要危害的原因，當橋梁出現裂縫時，就需要對其進行及時的修補工作。文章提出的改性環氧樹脂膠具有非常好的密封性能、收縮率小、粘接性能強、熱膨脹性能好等優勢，將其運用于橋梁裂縫中能夠發揮很好的修補效果。首先分析改性環氧樹脂膠的性能參數，然后分析將改性環氧樹脂應用于橋梁裂縫申的施工工序和注意事項。最后研究了改性環氧樹脂膠的加固時間、溫度和配比對其運用于橋梁裂縫中的性能影響。

關鍵詞：改性環氧樹脂膠;橋梁;裂縫;應用

中圖分類號：TQ332.5;TQ433.4*37文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）11-0010-06

1改性環氧樹脂膠的性能參數

改性環氧樹脂膠具有很多的非常良好的性能，其中粘接力度很強和密封性能很好這兩個優點使其在橋梁裂縫中應用能夠發揮較好的作用。改性環氧樹脂膠主要由環氧樹脂和固化劑所組成，其中固化劑為乙二胺，這兩種主要材料的性能參數如表1和表2所示。

改性環氧樹脂膠的氧化樹脂和固化劑采用的配合比為100：8，通過對該改性環氧樹脂膠進行實驗研究，測試其性能參數，實驗環境是在23℃時測得的，其結果如表3所示。通過結果表明，將改性環氧樹脂膠運用于橋梁裂縫中能夠到達技術要求。而且該配合比的改性環氧樹脂膠在某大橋維修中有過成功的應用經驗。

2應用于橋梁裂縫的施工工序和注意事項

2.1施工工序

橋梁裂縫中通過使用改性環氧樹脂膠的施工工序包含著五個步驟，其工序步驟分別為對裂縫表面進行處理、埋貼壓漿嘴、實驗、灌漿和封閉。每一個工序都包含這一些詳細的小步驟，每一個步驟都有非常重要的作用。這五個工序只是大致施工內容，其中具體的施工工序接下來將進行闡述。

1）為了保證改性環氧樹脂膠的粘接性能，需要將裂縫區域進行除污處理。于是首先需要將橋梁裂縫的兩側用磨光機進行打磨，打磨的范圍為裂縫兩側5cm。然后再將打磨的范圍區域進行丙酮清洗，要能夠保證打磨范圍的干凈、無殘余。

2）如果橋梁裂縫的深度是小于5mm的，且是橋梁的淺層出現裂紋，這樣的裂紋比較輕微，所以比較好容易處理，涉及到的工序比較少。對于這樣的裂縫首先需要用環氧樹脂液體在裂縫四周浸透，然后當液體固化后，用改性的環氧樹脂膠涂在裂縫處即可。

3）接下來就是埋貼壓漿嘴。此時的裂縫深度是大于5mm的。通過30-50cm的距離布置壓漿嘴，再就是用環氧樹脂是裂縫進行填充，即密封處理，此時要求密封的寬度是大于5cm的。其中，埋貼壓漿嘴的具體位置不能隨意選擇，需要綜合考慮橋梁裂縫的長度、深度和形狀等，一般情況下，比較常見的安裝位置為裂縫的兩個端點和裂縫的空隙，因為這樣的布置方式能夠使改性環氧樹脂膠充分的填充掉裂縫。

4）環氧樹脂膠需要等其固化后進行實驗研究，需要檢查的內容包括進漿口、出液口和裂縫處的閉合狀況。其目的在于檢測橋梁裂縫的維修是夠滿足要求，是否存在漏氣現象，如果達到了要求說明施工合格，否則需要重新進行維修。實驗所用到的檢驗漏氣方式為首先將出液口關閉，然后將提高裂縫內的壓力到4kg/cm²，然后持續時間到2min，在此過程中沒有出現漏氣現象，則說明改性環氧樹脂膠的施工效果比較好，不然就出現了漏氣現象，則需要重新進行封閉處理。還有一種情況就是存在不止一個出液口，橋梁的裂縫就不止一條了，其裂縫之間是存在連通的，這時就需要將出液口都關閉，然后能夠持續壓力并且沒有出現漏氣。一邊實驗一邊需要做好實驗記錄，以便后期查看。當檢驗合格之后，才能進行改性環氧樹脂膠的灌漿工序。

5）在進行灌漿工作時，需要滿足空氣壓力是大于或等于4kg/cm²。在灌漿過程中要一直關注壓漿嘴是否灌滿，當確定灌滿之后要能夠及時的對出漿口進行封閉，再將壓力提到4kg/cm²，然后至少持續5min。主要的施工工序已經完成，需要等其自然凝固，一般情況下凝固時間為3d。

6）封閉工作已經完成，但是還需要對整個橋梁裂縫進行檢查，看似否存在還沒有維修的裂縫。檢查完畢之后如果沒有問題，就需要對施工過程中所使用到的設備進行清理。即橋梁裂縫運用改性環氧樹脂膠的施工工藝已經全部結束。

2.2施工過程中的注意事項

為了保障改性環氧樹脂膠在橋梁裂縫的應用效果，其施工過程就顯得尤為重要。在施工過程中應該注意一下事項。

1）改性環氧樹脂膠的量要根據橋梁裂縫的大小進行判斷，一般情況下是1～2kg比較好，因為改性環氧樹脂膠的量需要現用現配，超過2h后其性能就會降低，就會影響到應用的效果。

2）當改性環氧樹脂膠已經配置好之后，需要將其分散堆放，不能出現堆制或者成桶的現象，因為這樣時就會導致膠的提前固化，從而不能在裂縫填充中使用，最好的存放方式就是使用廠口淺底的容器，方便攪拌和散熱。

3）溫度也會影響到施工的效果，所以在改性環氧樹脂膠的施工過程中，要能夠嚴格的控制溫度對施工質量造成的影響，特別是有些地區的晝夜溫差比較的情況時。

4）改性環氧樹脂膠中有些成分可能會對人體產生不適的影響，而且比較遇火時容易產生毒氣，所以在施工現場應該進行通風處理，以防護人員不適等現象。

5）對工具進行清洗時，上面會存在固化后的膠而很難清洗干凈，此時不能用火將其燃燒干凈，這樣會造成毒氣，影響工作人員的身體健康，可以用二甲苯、甲苯等溶液進行清洗，也可以將其加熱后再清洗。

3橋梁裂縫用改性環氧樹脂膠的影響因素分析

為了探討不同的條件影響改性環氧樹脂膠應用于橋梁裂縫中的力學性能，于是本文通過不同的溫度、時間和配比，研究這三個不同條件下改性環氧樹脂的各種性能，從而有利于在橋梁裂縫加固中能夠根據不同的條件，選擇最有利于橋梁裂縫加固的改性環氧樹脂膠溫度、時間和配比。

3.1實驗部分

本文選擇的改性環氧樹脂膠作為橋梁裂縫的補修材料，測試不同因素對改性環氧樹脂膠的應用效果的影響研究，本文改性環氧樹脂膠性能測試的方法均參考表4中的規范。本文還研究了不同溫度對固化性能的影響，為了實驗方便，沒有按照規范中的參考溫度，而是設置為20℃、30℃和40℃。當溫度不變時，研究其他影響因素時所采用的的溫度為規范溫度23+2℃。

3.2結果與討論

圖1為不同溫度時，改性環氧樹脂膠的拉伸強度和斷裂伸長率隨著固化時間變化的柱狀圖。從圖中可以看出，當溫度升高時，固化時間少于3d時，改性環氧樹脂膠的拉伸強度是不斷提高的。溫度升高時斷裂伸長率是有一個很大幅度的降低。

圖2為不同溫度下改性環氧樹脂膠的彎曲、壓縮和劈裂拉伸強度隨著固化時間的變化柱狀圖。從圖2中可以看出，當溫度越來越高時，不管固化時間是多長，大致上改性環氧樹脂膠的彎曲、壓縮和劈裂拉伸強度都會升高，所以為了能夠保證改性環氧樹脂膠的應用性能，當溫度比較低時，盡量不要對改性環氧樹脂膠進行施工。因為溫度比較低時，段時間內是無法完全達到固化的，其所需的強度就會比較低不利于橋梁裂縫的修補。

圖3為不同固化時間時，改性環氧樹脂膠的拉伸強度和斷裂伸長率隨著時間變化的柱狀圖。從圖3中可以看出，當溫度為20℃時，拉伸強度與固化時間成正比關系，當溫度為40℃時，拉伸強度與固化時間成反比關系。說明了溫度升高會造成固化的速度加快，但是溫度的升高，會對改性環氧樹脂膠最終的強度產生影響。因為在合適的溫度情況下，改性環氧樹脂膠的固化時間越長，其固化就會更加的完全，對膠的強度也會有所提高。而且，從圖中可以看出彈性模量能夠反映改性環氧樹脂膠固化的強度變化。

圖4為不同固化時間下改性環氧樹脂膠的彎曲、壓縮和劈裂拉伸強度隨著溫度變化的柱狀圖。從圖4中可以看出不同溫度下，改性環氧樹脂膠的彎曲、壓縮、劈裂拉伸強度的大小與固化時間基本上成正比的關系，即當固化時間越長時，彎曲、壓縮、劈裂拉伸強度會越大。

圖5為不同溫度時，改性環氧樹脂膠的粘接能力隨著固化時間變化的柱狀圖。從圖5中可以看出，當固化時間為12h時，改性環氧樹脂膠的剪切能力與溫度成正比關系，當固化時間為一天或一天以后時，存在溫度越高時，反而剪切強度越小。拉伸強度的變化趨勢與剪切強度差不多。出現這種現像的原因應該是溫度升高后，會加快環氧樹脂和固化劑的固化速度，其強度就會提升，但是在后期的強度會因為溫度過高，而產生提前老化的現象，所以其粘接性能就會出現降低的現象。

圖6為不同固化時間下改性環氧樹脂膠的粘接強度變化柱狀圖。從圖6中可以看出，當溫度為20℃時，剪切強度與固化時間存在規律不明顯，但是拉伸強度大致上當固化時間越來越長時，拉伸強度會越來越大。當溫度為40℃時，拉伸強度和壓縮強度會因為固化時間越長而降低，從而粘接能力與固化時間成反比關系。

圖7和圖8分別為不同配比下改性環氧樹脂膠的剪切強度和拉伸強度隨固化時間變化的柱狀圖，從圖7和圖8中可以看出，當增加固化劑的含量時，就會縮短膠的固化時間，當前期時對粘接強度的提高程度并不明顯，但是3d以后固化劑含量的增多就會提高粘接強度。

通過綜合上述實驗的研究結果表明，當固化時間和溫度增加時，改性環氧樹脂膠的粘接強度大致上是先增大后縮小。在固化前期時，固化劑含量的增多對不會導致粘接強度增強，而是在固化3d后，固化劑的含量增多，膠的粘接強度會增強。

4結語

綜上所述，改性環氧樹脂膠的密封性能和粘接性能非常地強，當然還存在其他優勢，將其運用到橋梁裂縫中能夠發揮非常好的加固作用。通過對施工工藝和施工的注意事項，在進行應用改性環氧樹脂膠時能夠將其施工效果現象出來，其施工質量也會得以保證。最后通過實驗對改性環氧樹脂膠的加固時間、溫度和配比進行分析，發現固化時間和溫度增加時，改性環氧樹脂膠的粘接強度大致上是先增大后縮小的趨勢，而且在固化初期，固化劑的含量不會對膠粘強度起到影響，當固化時間達到3d時，就開始隨著固化劑的含量增多，膠粘強度就隨之增強。