環(huán)氧類混凝土修補材料具有優(yōu)異的粘接性能和力學性能,在工程結構加固和混凝土修補中被廣泛應用。為了降低黏度，便于施工，制備環(huán)氧樹脂修補砂漿時,往往需要加入丙酮或甲苯等有機溶劑作為稀釋劑,而這些溶劑大多具有毒性，揮發(fā)后給施工工人身體健康帶來危害，同時會造成環(huán)境污染。

但是目前對于無溶劑環(huán)氧砂漿的報道很少，針對環(huán)氧砂漿使用中存在的弊端，本文制備了一種施工安全、便捷的快速修補環(huán)氧砂漿,以環(huán)氧樹脂和多元醇稀釋劑為基料，加入合適的固化劑及填料,沒有任何揮發(fā)性有機溶劑的加入，避免了對施工者身體健康的危害及對環(huán)境的污染。并研究了稀釋劑的用量、填料類型及用量對環(huán)氧砂漿性能的影響。

1試驗

1.1試驗原料

環(huán)氧樹脂：牌號E51,工業(yè)級,巴陵石化公司;稀釋劑:碳12-14烷基縮水甘油醚(AGE)，工業(yè)級，濟南晴天化工科技有限公司；標準砂:廈門艾斯歐標準砂有限公司;水泥:P·042.5水泥，市售;河砂:靈壽縣順鑫礦產(chǎn)品加工廠;礦渣:S95級,靈壽縣博恒礦產(chǎn)品貿(mào)易有限公司;重鈣粉:工業(yè)級,山東民泰實業(yè)集團有限公司；固化劑：工業(yè)級，南通星辰合成材料有限公司；增稠劑：廣東南輝新材料有限公司；拌合用水：自來水。

1.2 試驗儀器設備

..材料試驗機：WES -00B，無錫市錫儀建材儀器廠；電子天平：3000 g，精度0.01g，上海衡際科學儀器有限公司。

1.3 環(huán)氧砂漿的制備

礦渣、水泥、標準砂分別稱量,混合均勻，得到固料。環(huán)氧樹脂E51和稀釋劑分別稱量,加入容器內(nèi)，攪拌均勻，然后加入固化劑、增稠劑，再次攪拌均勻,得到液料。將固料加入液料中，拌合均勻，得到環(huán)氧樹脂砂漿。參照DLT5193- 2021《環(huán)氧樹脂砂漿技術規(guī)程》澆筑環(huán)氧砂漿試塊，試塊澆筑完成后在標準試驗條件下養(yǎng)護。

1.4 試驗測試方法

環(huán)氧砂漿抗壓強度參照DLT 5193-2021進行測試。

2結果與討論

2.1稀釋劑用量對環(huán)氧砂漿力學性能的影響

在環(huán)氧砂漿中加入一定量的稀釋劑，不但可以降低體系的黏度，增加砂漿的流動性,提高對填料的浸潤性和對基材的滲透能力，還可以提高固體填料的添加量,有利于降低成本。

環(huán)氧砂漿常用的稀釋劑有活性和非活性2種。常用的非活性稀釋劑有甲苯、丙酮、鄰苯二甲酸二丁酯等，因為甲苯、丙酮等揮發(fā)性較強，在施工過程中對環(huán)境和施工者身體健康都會產(chǎn)生不利的影響，并且一部分溶劑因為揮發(fā)不出去而殘留在環(huán)氧砂漿體系內(nèi)，從而影響環(huán)氧砂漿層的整體性能。而鄰苯二甲酸二丁酯等雖然揮發(fā)性較小，但是也不參與環(huán)氧砂漿的固化反應，添加量過大固化后會有析出，從而影響環(huán)氧砂漿的性能。常用活性稀釋劑有：碳12-14烷基縮水甘油醚(AGE)、正J基縮水甘油醚(BGE)等。考慮到黏度、氣味、價格等因素，本文選取AGE作為主要稀釋劑，既提高了環(huán)氧砂漿的力學性能，也避免了揮發(fā)性溶劑對環(huán)境的污染及對施工者身體健康的危害。稀釋劑用量(按占液料總質(zhì)量計)對環(huán)氧砂漿抗壓強度的影響如表1所示。

表1  稀釋劑用量對環(huán)氧砂漿抗壓強度的影響

由表1可以看出,環(huán)氧砂漿7.28d抗壓強度都隨著稀釋劑用量的增加而逐漸降低,這主要是因為隨著稀釋劑的加入，環(huán)氧樹脂分子鏈間距增大，部分環(huán)氧樹脂與稀釋劑發(fā)生交聯(lián)反應，原本規(guī)整、致密的交聯(lián)網(wǎng)絡結構被破壞，降低了環(huán)氧體系的分子交聯(lián)度呵，所以導致抗壓強度的下降。綜合材料成本、拌合物的黏度力學性能、施工性能等因素，稀釋劑的合適用量為19%左右。

2.2水泥用量對環(huán)氧砂漿抗壓強度影響

稀釋劑用量為20%時，水泥用量(按占配方總質(zhì)量計)對環(huán)氧砂漿抗壓強度的影響如表2所示。由表2可以看出，隨著水泥用量的增加，環(huán)氧砂漿7、28 d的抗壓強度變化不明顯，也沒有明顯的規(guī)律性，所以水泥用量的多少對環(huán)氧砂漿強度的影響較小。水泥用量太少砂漿易流淌，不易立面施工，表面不易收光；水泥用量太多砂漿粘稠，不易拌合，也不易施工。通過多次試驗驗證，水泥合理的用量為27%左右。

2.3增稠劑用量對環(huán)氧砂漿抗壓強度的影響

稀釋劑用量為20%,水泥用量為27%時,增稠劑用量(按占液料總質(zhì)量計)對環(huán)氧砂漿抗壓強度的影響如表3所示。

由表3可以看出，隨著增稠劑用量的增加，環(huán)氧砂漿的7d抗壓強度變化不大。增稠劑的加入會增加環(huán)氧砂漿的稠度，使其斜面、立面和頂板施工時不下垂;但是增稠劑用量太多粘稠度太大，不容易拌合。因此增稠劑合適的用量為1.5%～3.1%。

2.4 砂子類型對環(huán)氧砂漿抗壓強度的影響

綜合成本和環(huán)氧砂漿力學性能的考慮，分別加入標準砂和河砂進行對比試驗。稀釋劑用量為20%，水泥用量為27%，增稠劑用量為3%，砂用量均為35%時,砂子類型對環(huán)氧砂漿抗壓強度的影響如表4所示。

由表4可以看出，加入標準砂環(huán)氧砂漿的7d抗壓強度比加入河砂稍高。這可能是因為標準砂是加工后各項技術性能(二氧化硅含量、燒失量、顆粒級配等)完全符合GB/T 17671-2021水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法)》要求的石英砂,而河砂是由自然條件作用經(jīng)過碰撞、摩擦形成的，河砂的細度模數(shù)各不相同，所以測試結果偏低，本文采用標準砂進行試驗研究。

2.5填料類型對環(huán)氧砂漿抗壓強度的影響

稀釋劑用量為20%，增稠劑用量為3%，標準砂用量為35%,水泥、礦渣和重鈣粉用量都為25%時，填料類型對環(huán)氧砂漿抗壓強度的影響如表5所示。

由表5可以看出，礦渣的加入對環(huán)氧砂漿的7d抗壓強度增強效果較為明顯，水泥次之,重鈣粉的增強效果較弱。這可能是因為重鈣粉比表面積大，與環(huán)氧樹脂間形成更多的無機-有機界面,無機-有機界面間的作用力小于環(huán)氧樹脂分子鏈化學鍵的斷裂作用力，所以重鈣粉的增強作用較弱。而且，當重鈣粉用量較多時，填料的總比表面積大，部分填料無法被環(huán)氧樹脂充分潤濕，形成應力集中點也使環(huán)氧砂漿力學性能下降。礦渣的加入,不但提高了環(huán)氧砂漿的力學性能，還降低了成本，實現(xiàn)了廢物利用、節(jié)能環(huán)保的目的。所以本文選擇礦渣和水泥作為固體填料。

2.6礦渣用量對環(huán)氧砂漿抗壓強度的影響

稀釋劑用量為20%，水泥用量為27%，增稠劑用量為3%,標準砂用量為35%時，礦渣用量(按占配方總質(zhì)量計)對環(huán)氧砂漿抗壓強度的影響如表6所示。

由表6可以看出，礦查合適的用量為14%，用量過大,不好拌合,砂漿內(nèi)部可能產(chǎn)生空穴，從而影響其力學性能。

2.7不同齡期環(huán)氧砂漿的抗壓強度

稀釋劑用量為20%，水泥用量為27%，增稠劑用量為3%,標準砂用量為35%，礦渣用量為14%時,環(huán)氧砂漿不同齡期抗壓強度如表7所示。

由表7可以看出，環(huán)氧砂漿抗壓強度隨著齡期延長逐漸提高,28d基本穩(wěn)定。其中3d抗壓強度達到28d抗壓強度的83.4%,7d抗壓強度達到28d抗壓強度的87.5%，初期強度增長較快，適用于混凝土工程缺陷的快速修復。

3結論

(1)綜合材料成本、拌合物的黏度、力學性能、施工性能等因素，稀釋劑的合適用量在19%左右。

(2)水泥用量太少砂漿易流淌,不易立面施工,表面不易收光;水泥用量太多砂漿粘稠,不易拌合,也不易施工。通過多次試驗驗證，水泥合理的用量為27%左右。

(3)增禍劑的加入會增加環(huán)氧砂漿的稠度，使其斜面、立面和頂板施工時不下垂;但是增稠劑用量太多粘稠度太大,不容易拌合,因此增稠劑合適的用量為1.5%-3.1%。

(4)通過加入礦渣,實現(xiàn)了廢物利用,不但提升了環(huán)氧砂漿的力學性能，還大大降低了成本。礦渣合適的用量為14%。

(5)稀釋劑用量為20%,水泥用量為27%，增稠劑用量為3%，標準砂用量為35%，礦渣用量為14%時,環(huán)氧砂漿3d抗壓強度達到28 d抗壓強度的83.4%,可以用于混凝土工程的快速修復。并且不含揮發(fā)性有機溶劑，避免了對環(huán)境的污染及對施工者身體健康的危害。

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