改性环氧树脂胶在桥梁裂缝中的应用研究

杨江朋

摘要：裂缝是造成桥梁主要危害的原因，当桥梁出现裂缝时，就需要对其进行及时的修补工作。文章提出的改性环氧树脂胶具有非常好的密封性能、收缩率小、粘接性能强、热膨胀性能好等优势，将其运用于桥梁裂缝中能够发挥很好的修补效果。首先分析改性环氧树脂胶的性能参数，然后分析将改性环氧树脂应用于桥梁裂缝申的施工工序和注意事项。最后研究了改性环氧树脂胶的加固时间、温度和配比对其运用于桥梁裂缝中的性能影响。

关键词：改性环氧树脂胶;桥梁;裂缝;应用

中图分类号：TQ332.5;TQ433.4*37文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2019）11-0010-06

1改性环氧树脂胶的性能参数

改性环氧树脂胶具有很多的非常良好的性能，其中粘接力度很强和密封性能很好这两个优点使其在桥梁裂缝中应用能够发挥较好的作用。改性环氧树脂胶主要由环氧树脂和固化剂所组成，其中固化剂为乙二胺，这两种主要材料的性能参数如表1和表2所示。

改性环氧树脂胶的氧化树脂和固化剂采用的配合比为100：8，通过对该改性环氧树脂胶进行实验研究，测试其性能参数，实验环境是在23℃时测得的，其结果如表3所示。通过结果表明，将改性环氧树脂胶运用于桥梁裂缝中能够到达技术要求。而且该配合比的改性环氧树脂胶在某大桥维修中有过成功的应用经验。

2应用于桥梁裂缝的施工工序和注意事项

2.1施工工序

桥梁裂缝中通过使用改性环氧树脂胶的施工工序包含着五个步骤，其工序步骤分别为对裂缝表面进行处理、埋贴压浆嘴、实验、灌浆和封闭。每一个工序都包含这一些详细的小步骤，每一个步骤都有非常重要的作用。这五个工序只是大致施工内容，其中具体的施工工序接下来将进行阐述。

1）为了保证改性环氧树脂胶的粘接性能，需要将裂缝区域进行除污处理。于是首先需要将桥梁裂缝的两侧用磨光机进行打磨，打磨的范围为裂缝两侧5cm。然后再将打磨的范围区域进行丙酮清洗，要能够保证打磨范围的干净、无残余。

2）如果桥梁裂缝的深度是小于5mm的，且是桥梁的浅层出现裂纹，这样的裂纹比较轻微，所以比较好容易处理，涉及到的工序比较少。对于这样的裂缝首先需要用环氧树脂液体在裂缝四周浸透，然后当液体固化后，用改性的环氧树脂胶涂在裂缝处即可。

3）接下来就是埋贴压浆嘴。此时的裂缝深度是大于5mm的。通过30-50cm的距离布置压浆嘴，再就是用环氧树脂是裂缝进行填充，即密封处理，此时要求密封的宽度是大于5cm的。其中，埋贴压浆嘴的具体位置不能随意选择，需要综合考虑桥梁裂缝的长度、深度和形状等，一般情况下，比较常见的安装位置为裂缝的两个端点和裂缝的空隙，因为这样的布置方式能够使改性环氧树脂胶充分的填充掉裂缝。

4）环氧树脂胶需要等其固化后进行实验研究，需要检查的内容包括进浆口、出液口和裂缝处的闭合状况。其目的在于检测桥梁裂缝的维修是够满足要求，是否存在漏气现象，如果达到了要求说明施工合格，否则需要重新进行维修。实验所用到的检验漏气方式为首先将出液口关闭，然后将提高裂缝内的压力到4kg/cm²，然后持续时间到2min，在此过程中没有出现漏气现象，则说明改性环氧树脂胶的施工效果比较好，不然就出现了漏气现象，则需要重新进行封闭处理。还有一种情况就是存在不止一个出液口，桥梁的裂缝就不止一条了，其裂缝之间是存在连通的，这时就需要将出液口都关闭，然后能够持续压力并且没有出现漏气。一边实验一边需要做好实验记录，以便后期查看。当检验合格之后，才能进行改性环氧树脂胶的灌浆工序。

5）在进行灌浆工作时，需要满足空气压力是大于或等于4kg/cm²。在灌浆过程中要一直关注压浆嘴是否灌满，当确定灌满之后要能够及时的对出浆口进行封闭，再将压力提到4kg/cm²，然后至少持续5min。主要的施工工序已经完成，需要等其自然凝固，一般情况下凝固时间为3d。

6）封闭工作已经完成，但是还需要对整个桥梁裂缝进行检查，看似否存在还没有维修的裂缝。检查完毕之后如果没有问题，就需要对施工过程中所使用到的设备进行清理。即桥梁裂缝运用改性环氧树脂胶的施工工艺已经全部结束。

2.2施工过程中的注意事项

为了保障改性环氧树脂胶在桥梁裂缝的应用效果，其施工过程就显得尤为重要。在施工过程中应该注意一下事项。

1）改性环氧树脂胶的量要根据桥梁裂缝的大小进行判断，一般情况下是1～2kg比较好，因为改性环氧树脂胶的量需要现用现配，超过2h后其性能就会降低，就会影响到应用的效果。

2）当改性环氧树脂胶已经配置好之后，需要将其分散堆放，不能出现堆制或者成桶的现象，因为这样时就会导致胶的提前固化，从而不能在裂缝填充中使用，最好的存放方式就是使用厂口浅底的容器，方便搅拌和散热。

3）温度也会影响到施工的效果，所以在改性环氧树脂胶的施工过程中，要能够严格的控制温度对施工质量造成的影响，特别是有些地区的昼夜温差比较的情况时。

4）改性环氧树脂胶中有些成分可能会对人体产生不适的影响，而且比较遇火时容易产生毒气，所以在施工现场应该进行通风处理，以防护人员不适等现象。

5）对工具进行清洗时，上面会存在固化后的膠而很难清洗干净，此时不能用火将其燃烧干净，这样会造成毒气，影响工作人员的身体健康，可以用二甲苯、甲苯等溶液进行清洗，也可以将其加热后再清洗。

3桥梁裂缝用改性环氧树脂胶的影响因素分析

为了探讨不同的条件影响改性环氧树脂胶应用于桥梁裂缝中的力学性能，于是本文通过不同的温度、时间和配比，研究这三个不同条件下改性环氧树脂的各种性能，从而有利于在桥梁裂缝加固中能够根据不同的条件，选择最有利于桥梁裂缝加固的改性环氧树脂胶温度、时间和配比。

3.1实验部分

本文选择的改性环氧树脂胶作为桥梁裂缝的补修材料，测试不同因素对改性环氧树脂胶的应用效果的影响研究，本文改性环氧树脂胶性能测试的方法均参考表4中的规范。本文还研究了不同温度对固化性能的影响，为了实验方便，没有按照规范中的参考温度，而是设置为20℃、30℃和40℃。当温度不变时，研究其他影响因素时所采用的的温度为规范温度23+2℃。

3.2结果与讨论

图1为不同温度时，改性环氧树脂胶的拉伸强度和断裂伸长率随着固化时间变化的柱状图。从图中可以看出，当温度升高时，固化时间少于3d时，改性环氧树脂胶的拉伸强度是不断提高的。温度升高时断裂伸长率是有一个很大幅度的降低。

图2为不同温度下改性环氧树脂胶的弯曲、压缩和劈裂拉伸强度随着固化时间的变化柱状图。从图2中可以看出，当温度越来越高时，不管固化时间是多长，大致上改性环氧树脂胶的弯曲、压缩和劈裂拉伸强度都会升高，所以为了能够保证改性环氧树脂胶的应用性能，当温度比较低时，尽量不要对改性环氧树脂胶进行施工。因为温度比较低时，段时间内是无法完全达到固化的，其所需的强度就会比较低不利于桥梁裂缝的修补。

图3为不同固化时间时，改性环氧树脂胶的拉伸强度和断裂伸长率随着时间变化的柱状图。从图3中可以看出，当温度为20℃时，拉伸强度与固化时间成正比关系，当温度为40℃时，拉伸强度与固化时间成反比关系。说明了温度升高会造成固化的速度加快，但是温度的升高，会对改性环氧树脂胶最终的强度产生影响。因为在合适的温度情况下，改性环氧树脂胶的固化时间越长，其固化就会更加的完全，对胶的强度也会有所提高。而且，从图中可以看出弹性模量能够反映改性环氧树脂胶固化的强度变化。

图4为不同固化时间下改性环氧树脂胶的弯曲、压缩和劈裂拉伸强度随着温度变化的柱状图。从图4中可以看出不同温度下，改性环氧树脂胶的弯曲、压缩、劈裂拉伸强度的大小与固化时间基本上成正比的关系，即当固化时间越长时，弯曲、压缩、劈裂拉伸强度会越大。

图5为不同温度时，改性环氧树脂胶的粘接能力随着固化时间变化的柱状图。从图5中可以看出，当固化时间为12h时，改性环氧树脂胶的剪切能力与温度成正比关系，当固化时间为一天或一天以后时，存在温度越高时，反而剪切强度越小。拉伸强度的变化趋势与剪切强度差不多。出现这种现像的原因应该是温度升高后，会加快环氧树脂和固化剂的固化速度，其强度就会提升，但是在后期的强度会因为温度过高，而产生提前老化的现象，所以其粘接性能就会出现降低的现象。

图6为不同固化时间下改性环氧树脂胶的粘接强度变化柱状图。从图6中可以看出，当温度为20℃时，剪切强度与固化时间存在规律不明显，但是拉伸强度大致上当固化时间越来越长时，拉伸强度会越来越大。当温度为40℃时，拉伸强度和压缩强度会因为固化时间越长而降低，从而粘接能力与固化时间成反比关系。

图7和图8分别为不同配比下改性环氧树脂胶的剪切强度和拉伸强度随固化时间变化的柱状图，从图7和图8中可以看出，当增加固化剂的含量时，就会缩短胶的固化时间，当前期时对粘接强度的提高程度并不明显，但是3d以后固化剂含量的增多就会提高粘接强度。

通过综合上述实验的研究结果表明，当固化时间和温度增加时，改性环氧树脂胶的粘接强度大致上是先增大后缩小。在固化前期时，固化剂含量的增多对不会导致粘接强度增强，而是在固化3d后，固化剂的含量增多，胶的粘接强度会增强。

4结语

综上所述，改性环氧树脂胶的密封性能和粘接性能非常地强，当然还存在其他优势，将其运用到桥梁裂缝中能够发挥非常好的加固作用。通过对施工工艺和施工的注意事项，在进行應用改性环氧树脂胶时能够将其施工效果现象出来，其施工质量也会得以保证。最后通过实验对改性环氧树脂胶的加固时间、温度和配比进行分析，发现固化时间和温度增加时，改性环氧树脂胶的粘接强度大致上是先增大后缩小的趋势，而且在固化初期，固化剂的含量不会对胶粘强度起到影响，当固化时间达到3d时，就开始随着固化剂的含量增多，胶粘强度就随之增强。