环境温度对HTRCS 中环氧树脂灌浆料力学性能的影响分析

宾武 梁洪

（四川省公路规划勘察设计研究院有限公司）

随着我国交通事业的高速发展，桥梁总数已超100万座；桥梁使用时间和交通量的增加，导致桥梁不同部位均出现不同程度的病害，对行车和行人造成安全隐患，因此对桥梁进行有效的加固以增加其使用寿命是公路行业的发展重点，必须高度重视。超强高韧性树脂钢丝网混凝土（High Toughness Resin Concerte with Steel Mesh,简称HTRSC）是一种以钢筋网作为增韧体，环氧树脂灌浆料作为基体组成的薄层结构，具有粘结性强、抗拉强度高、加固快速、流动性强等优点。环氧树脂灌浆料工作性能的优异直接决定HTRSC 对桥梁的加固效果。本研究对不同厂家的环氧树脂灌浆料在不同温度下的试验检测数据进行对比分析，以期为今后桥梁加固提供有益参考。

1 试验准备

环氧树脂灌浆料信息，如表1。

表1

试验时先将A 组分与B 组分按试验所需数量（或分多次）称量后混合并充分搅拌均匀，再将C 组分骨料少量多次地加入A、B 混合液中充分搅拌均匀，浇入各类不同试模中，成型过程中尽量减少材料中气泡。不同厂家材料对应不同检测项目各制作5 组试件；

其中：

⑴抗压强度试验为70.7mm×70.7mm×70.7mm 立方体试件；试验依据JTG 3420-2020 中6 要求进行。

⑵抗压弹性模量试验为100mm×100mm×300mm 棱柱体试件；试验依据GB/T 50081-2019 中7 要求进行。

⑶劈裂抗拉强度试验为150mm×150mm×150mm 立方体试件；试验依据GB/T 50081-2019 中9 要求进行。

⑷粘结强度试验：准备150mm 立方体试件从中间劈裂，将劈开后的混凝土清洗掉粉尘等附作物，放入150mm立方体钢试模一侧，采用环氧树脂灌浆料浇入试模，试件凝固后脱模，达到规定的不同龄期后测试其劈裂强度，以反映环氧树脂灌浆料与混凝土的粘结性能；试验依据GB/T 50081-2019 中13 要求进行。

从试件浇筑时计算龄期，养护7 天，在第1～6 天中养护温度均为25℃，第7 天时不同厂家材料对应不同检测项目试件分别放入环境温度分别为10℃、15℃、20℃、25℃、30℃的养护室养护，并在后续试验过程中保证试验室环境温度均保持各养护温度。

2 检测项目结果汇总

检测项目结果见表2。

表2

3 检测结果和分析

⑴抗压强度：依据序号1 和序号2 样品的试验结果，可以看出两个厂家的环氧树脂灌浆料随着养护和试验温度的降低，强度增加，且变化趋势明显，接近于线性关系。

⑵抗压弹性模量：依据序号1 和序号2 样品的试验结果，可以看出两个厂家的环氧树脂灌浆料随着养护和试验温度的降低，强度增加，且变化趋势明显，接近于线性关系。

⑶劈裂强度：依据序号1 和序号2 样品的试验结果，可以看出两个厂家的环氧树脂灌浆料随着养护和试验温度的降低，强度增加，且变化趋势明显，接近于线性关系。

⑷粘结强度：依据序号1 和序号2 样品的试验结果，可以看出两个厂家的环氧树脂材料随着养护和试验温度的变化，粘结强度基本一致。经观察分析试验残样后，发现其劈裂断开面均位于混凝土侧内部；在统计试验准备阶段对150mm 混凝土立方体试件劈裂试验后的强度值发现，其粘结强度和试验准备阶段混凝土的劈裂强度基本一致；而环氧树脂其本身的劈裂强度远高于混凝土劈裂强度，粘结强度试验破坏的是原混凝土本体。需要指出的是：规范要求准备阶段的混凝土为同原桥梁相近的原材料和配合制作混凝土试件，如该混凝土劈裂强度低于设计要求，粘结试验结果也就低于设计要求。因此可以得出温度对环氧树脂材料与混凝土结合后的粘结强度基本无影响，其强度取决于原混凝土材料的劈裂强度或环氧树脂灌浆材料的劈裂强度。

⑸以上结果可以得出环氧树脂灌浆料抗压强度、抗压弹性模量、劈裂强度随温度的降低有显著的增强现象。环氧树脂灌浆料的胶凝材料由环氧树脂和固化剂共同组成，该组合材料温度敏感性强，其强度的增加与温度的增加在一定范围成反比关系。因此要准确地找出该种材料的各种力学强度，必须确定其对应试验温度。

4 结语

根据工程经验，环氧树脂灌浆料施工温度一般在0～40℃，最好控制在10～30℃；室内试验规范要求温度控制在20～25℃，该温度可以较好体现环氧树脂类材料的工作性能和力学性能，在试验过程发现材料的流动度随温度的降低亦有减小的趋势。[3]在桥梁实际运营过程中，外界的环境温度随季节的变化而变化，特别是冬季和夏季可以相差几十度，夏季高温环境是对环氧树脂灌浆料力学性能的严酷考验。

笔者建议：

⑴设计单位在对桥梁加固设计中采用环氧树脂灌浆料时，应充分考虑该桥所处环境的最高温度，生产厂家提供的材料在该工况下各种工作性能和力学指标应满足要求；

⑵施工单位在现场施工时，宜选择气温相对较高季节或一天中的高温时段，以增强材料的流动度，保证其工作性；

⑶室内材料试验中，产品在满足试验规范要求温度下各参数合格的同时，还应考虑设计要求工况下的材料工作和力学性能依然稳定；

⑷因本次研究环境条件和材料有限，只能在一定温度变化范围内作比较，尚不能完全得出该类材料随温度的变化其工作性能和力学性能变化的确切关系，需进一步研究。