高强环氧灌浆料及其施工工艺的研究 
    张迎平1　刘兰轩1　刘秀生1　史文颖2 
    (1.武汉材料保护研究所,武汉430030;2.北京化工大学,北京100029) 摘　要　采用环氧树脂作基料,通过对各组分及工艺条件进行研究,开发出了一种高强环氧灌浆料,其抗压、抗弯强 度比葛洲坝船闸所用环氧填充料分别提高40%和100%,并达到或超过了三峡工程设计标准;并对其施工工艺进行了 探讨。 
    关键词　环氧灌浆料,常温固化,高强度,施工工艺 
    灌浆料在工程上的应用十分广泛,其主要作用一是防渗, 二是加固。防渗主要是指防止水在裂缝或孔隙中的渗透;加 固主要是指将软弱地基或建筑物在施工、使用中产生的非连 续、不完整和低强度性能转变为连续、完整和坚固性状,重点 是提高力学强度[1]。 
    本研究主要针对水工人字闸门支枕座垫后窄间隙灌浆填 料必须具有强度高、韧性好、收缩率低、流动性好、适用期长等 特点,研究了一种高性能环氧树脂灌浆料,并对其性能特性进 行了综合研究。 
    1　实验部分 
    1.1　实验方案 
    环氧树脂的固化条件根据选用的固化剂种类及所要求的 固化产物的性能不同,可采用常温固化、低温固化、中温固化 (80~120℃)和高温固化(120~180℃)。常温固化不够完全, 其固化产物的综合性能不如加温固化的好[2]。如常温固化产 物的抗压强度一般在24.5M~83.3MPa之间,而加温固化产 物的性能又根据加温的高低,抗压强度可在196M~245MPa, 抗弯强度也达到98M~196MPa。但加温固化的工艺,即使温 度不高,在工程施工中也是很难实现的。所以,本研究选择常 温固化工艺路线。 
    1.2　实验材料 
    618环氧树脂(江苏三木化工);128环氧树脂(巴陵石 化);6101环氧树脂(巴陵石化);A168固化剂(武汉材料保护 研究所);填充料(市售);增韧剂(自制);促进剂(市售)。 
    1.3　实验模型 
    浇注实验模型见图1所示。
 
    2　结果与讨论 
    2.1　固化剂的选择 
    环氧树脂常温固化剂的种类很多,挥发性小,用量小,配 比要求不严,可在常温或低温(0~15℃)及潮湿条件下固化, 固化物坚硬、耐油、耐水、耐酸碱腐蚀。 
    2.2　填料对性能的影响 
    填料是新型环氧灌注料的重要组成成分,选择适当的填 料可以改善灌注料的各项性能,如提高抗压强度、抗弯强度, 降低固化收缩率等。常用填充料有水泥、石英粉、铝粉、云母 粉、滑石粉、瓷粉、高岭土等及其复合物。通过对多种填料进 行对比研究,最终选定了以复合填充料作为新型环氧灌注料 的填充料。填充料用量对材料性能的影响如图2所示。由图 可知,填充料用量以30%~40%最为合适。
 
    2.4.2　浇注温度对灌浆料适用期及材料抗压性能的影响 
    分析图5、图6可知:温度对灌注料的性能有较大的影响, 固化温度高,固化物性能较好。提高灌注温度对固化物性能 也有利,但若灌注温度太高,灌注料的适用期会缩短,较合适 的温度为30~45℃。
 
    从表3可以看出,该新型高强环氧树脂灌浆料较葛洲坝 船闸所用环氧料抗压强度提高40%,抗弯强度提高100%,并 满足了三峡工程的设计要求。 
    3　施工工艺 
    根据水工人字闸门支枕垫座后窄间隙的实际情况,本研 究设计了一个浇注模型,该模型同原型中的一施工段的尺寸 比例为1∶1,浇注模型如图1。 先对模型进行仔细清理,除尽污物、铁锈,用压缩空气将 间隙周围清扫干净;最后进行一道关键的工序———环氧浇注 前封堵,封堵的效果是决定能否成功实施环氧浇注的关键因 素。如果封堵效果不好,发生渗漏,会造成施工成本提高、资 源浪费,甚至还会出现空洞、夹层等浇注不密实现象,影响环 氧垫层强度及止水效果。 
    本研究利用胶泥状可自由变形的环氧泥对间隙进行封 堵。环氧泥是在环氧树脂中加入细砂或水泥拌制而成。封堵 施工中,用力压实环氧泥使其与间隙两侧紧密结合,并用扁刀 将环氧泥嵌入,深度控制在10~20mm,同时为使表面光滑,在 未凝固前用刮刀抹平。封堵完成,待环氧泥固化达到一定强 度后再进行浇注施工。环氧浇注施工中,应加强监控,发现渗 漏采用环氧泥临时封堵。 
    浇注的主要工具为专门制造的浇注漏斗,其上端有一可 封闭的盖子,盖子上有一可连接压缩空气的进气口,其下端连 接有软管和螺纹接头浇注管。浇注时可加压,提高浇注速度。 在检查装置无误无漏后,按配方和工艺要求进行制浆,浆 料制好后,从浇注漏斗中灌入实验模型。 
    4　结　论 
    (1)该环氧灌浆料在常温下固化具有优异的综合性能,其 抗压强度随气温的高低不同可达到127M~147MPa,抗弯强 度可达到76.6MPa,并具有很好的施工性。 
    (2)环氧灌浆料固化产物的性能同固化时间的长短及固 化温度有较明显的关系。为确保固化产物具有优良的性能, 固化温度不应低于15℃,并可提高浇注温度到40~45℃。提 高浇注温度既有利于环氧树脂和固化剂之间的反应,又能降 低灌浆料的黏度,改善流动性,减少灌浆料的气泡夹带量,提 高固化产物的密实度。 
    (3)该环氧灌浆料适用期在40~45℃时为20~30min,符 合现场施工条件的要求。 
    (4)该环氧灌浆料流动性好,适用期长,固化产物密实,无 夹层、空洞等不良现象。 
    参考文献:略