環境溫度對HTRCS 中環氧樹脂灌漿料力學性能的影響分析

賓武 梁洪

（四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司）

隨著我國交通事業的高速發展，橋梁總數已超100萬座；橋梁使用時間和交通量的增加，導致橋梁不同部位均出現不同程度的病害，對行車和行人造成安全隱患，因此對橋梁進行有效的加固以增加其使用壽命是公路行業的發展重點，必須高度重視。超強高韌性樹脂鋼絲網混凝土（High Toughness Resin Concerte with Steel Mesh,簡稱HTRSC）是一種以鋼筋網作為增韌體，環氧樹脂灌漿料作為基體組成的薄層結構，具有粘結性強、抗拉強度高、加固快速、流動性強等優點。環氧樹脂灌漿料工作性能的優異直接決定HTRSC 對橋梁的加固效果。本研究對不同廠家的環氧樹脂灌漿料在不同溫度下的試驗檢測數據進行對比分析，以期為今后橋梁加固提供有益參考。

1 試驗準備

環氧樹脂灌漿料信息，如表1。

表1

試驗時先將A 組分與B 組分按試驗所需數量（或分多次）稱量后混合并充分攪拌均勻，再將C 組分骨料少量多次地加入A、B 混合液中充分攪拌均勻，澆入各類不同試模中，成型過程中盡量減少材料中氣泡。不同廠家材料對應不同檢測項目各制作5 組試件；

其中：

⑴抗壓強度試驗為70.7mm×70.7mm×70.7mm 立方體試件；試驗依據JTG 3420-2020 中6 要求進行。

⑵抗壓彈性模量試驗為100mm×100mm×300mm 棱柱體試件；試驗依據GB/T 50081-2019 中7 要求進行。

⑶劈裂抗拉強度試驗為150mm×150mm×150mm 立方體試件；試驗依據GB/T 50081-2019 中9 要求進行。

⑷粘結強度試驗：準備150mm 立方體試件從中間劈裂，將劈開后的混凝土清洗掉粉塵等附作物，放入150mm立方體鋼試模一側，采用環氧樹脂灌漿料澆入試模，試件凝固后脫模，達到規定的不同齡期后測試其劈裂強度，以反映環氧樹脂灌漿料與混凝土的粘結性能；試驗依據GB/T 50081-2019 中13 要求進行。

從試件澆筑時計算齡期，養護7 天，在第1～6 天中養護溫度均為25℃，第7 天時不同廠家材料對應不同檢測項目試件分別放入環境溫度分別為10℃、15℃、20℃、25℃、30℃的養護室養護，并在后續試驗過程中保證試驗室環境溫度均保持各養護溫度。

2 檢測項目結果匯總

檢測項目結果見表2。

表2

3 檢測結果和分析

⑴抗壓強度：依據序號1 和序號2 樣品的試驗結果，可以看出兩個廠家的環氧樹脂灌漿料隨著養護和試驗溫度的降低，強度增加，且變化趨勢明顯，接近于線性關系。

⑵抗壓彈性模量：依據序號1 和序號2 樣品的試驗結果，可以看出兩個廠家的環氧樹脂灌漿料隨著養護和試驗溫度的降低，強度增加，且變化趨勢明顯，接近于線性關系。

⑶劈裂強度：依據序號1 和序號2 樣品的試驗結果，可以看出兩個廠家的環氧樹脂灌漿料隨著養護和試驗溫度的降低，強度增加，且變化趨勢明顯，接近于線性關系。

⑷粘結強度：依據序號1 和序號2 樣品的試驗結果，可以看出兩個廠家的環氧樹脂材料隨著養護和試驗溫度的變化，粘結強度基本一致。經觀察分析試驗殘樣后，發現其劈裂斷開面均位于混凝土側內部；在統計試驗準備階段對150mm 混凝土立方體試件劈裂試驗后的強度值發現，其粘結強度和試驗準備階段混凝土的劈裂強度基本一致；而環氧樹脂其本身的劈裂強度遠高于混凝土劈裂強度，粘結強度試驗破壞的是原混凝土本體。需要指出的是：規范要求準備階段的混凝土為同原橋梁相近的原材料和配合制作混凝土試件，如該混凝土劈裂強度低于設計要求，粘結試驗結果也就低于設計要求。因此可以得出溫度對環氧樹脂材料與混凝土結合后的粘結強度基本無影響，其強度取決于原混凝土材料的劈裂強度或環氧樹脂灌漿材料的劈裂強度。

⑸以上結果可以得出環氧樹脂灌漿料抗壓強度、抗壓彈性模量、劈裂強度隨溫度的降低有顯著的增強現象。環氧樹脂灌漿料的膠凝材料由環氧樹脂和固化劑共同組成，該組合材料溫度敏感性強，其強度的增加與溫度的增加在一定范圍成反比關系。因此要準確地找出該種材料的各種力學強度，必須確定其對應試驗溫度。

4 結語

根據工程經驗，環氧樹脂灌漿料施工溫度一般在0～40℃，最好控制在10～30℃；室內試驗規范要求溫度控制在20～25℃，該溫度可以較好體現環氧樹脂類材料的工作性能和力學性能，在試驗過程發現材料的流動度隨溫度的降低亦有減小的趨勢。[3]在橋梁實際運營過程中，外界的環境溫度隨季節的變化而變化，特別是冬季和夏季可以相差幾十度，夏季高溫環境是對環氧樹脂灌漿料力學性能的嚴酷考驗。

筆者建議：

⑴設計單位在對橋梁加固設計中采用環氧樹脂灌漿料時，應充分考慮該橋所處環境的最高溫度，生產廠家提供的材料在該工況下各種工作性能和力學指標應滿足要求；

⑵施工單位在現場施工時，宜選擇氣溫相對較高季節或一天中的高溫時段，以增強材料的流動度，保證其工作性；

⑶室內材料試驗中，產品在滿足試驗規范要求溫度下各參數合格的同時，還應考慮設計要求工況下的材料工作和力學性能依然穩定；

⑷因本次研究環境條件和材料有限，只能在一定溫度變化范圍內作比較，尚不能完全得出該類材料隨溫度的變化其工作性能和力學性能變化的確切關系，需進一步研究。