环氧树脂混凝土路面材料|建筑材料与检测

1.环氧树脂混凝土的概念

环氧树脂混凝土是指以环氧树脂为主料,掺入适量的固化剂、增塑剂、稀释剂及填料作为胶粘剂,以砂、石作为骨料,经混合、成型、固化而成的一种复合材料,是聚合物混凝土中纯聚合物混凝土的一种,如图10-27所示。

图10-27　环氧树脂混凝土

环氧树脂混凝土复合材料的主要成分包括环氧树脂、固化剂、增塑剂及增韧剂、稀释剂、填充料等。

(1)环氧树脂。环氧树脂是一种含有环氧基的高分子聚合物,是由环氧氯丙烷及二酚基丙烷(双酚A)在碱的作用下缩聚而成的液体树脂。其是线性结构的热塑性聚合物,加热呈塑性,本身不会硬化,当加入一定量硬化剂后,经室温放置或加热处理后,与固化剂发生交联固化反应,变为不溶于水的坚固体型网状结构的巨大分子高聚物,其性能也能由热塑性变为热固性。固化后显出强度高、黏结力大、收缩性小及化学稳定性好等特点。

(2)固化剂。固化剂的主要作用是使热塑性、线型环氧树脂交联成体型网状巨大分子,成为不溶于水的硬化产物。(www.xing528.com)

(3)增塑剂及增韧剂。硬化后的环氧树脂虽有较高的强度,但较脆、抗冲击力差,加放增塑剂或增韧剂的主要作用是增加环氧树脂的韧性,提高抗弯强度和抗冲击性能。增塑剂不参与固化反应,只起润滑作用,并随着时间的延长而挥发掉,将失去增韧的作用。

(4)稀释剂。添加稀释剂的主要作用在于降低环氧树脂黏度,便于胶粘剂浸润骨料、基层表面,提高黏结力,增加体积和填料含量,同时,可以控制环氧树脂与固化剂的反应热,延长使用时间。常用稀释剂有丙酮、甲苯、二甲苯等。

(5)填充料。填充料不仅可以减少环氧树脂用量、降低成本,而且还能使环氧树脂胶粘剂的性能得到进一步改善,减少胶粘剂的热胀系数、收缩率、放热温度,增加热导率和黏结力,提高稳定性,消除固化物中的成型应力等工艺性能。常用的填充料有水泥、砂、石、石英粉等。

环氧树脂混凝土的优点是具有较高的早期抗弯、抗压强度;其韧性得到了较明显的改善,抗冲击强度大;提高路面的耐化学腐蚀、耐磨性能,延长混凝土使用寿命。

2.环氧树脂混凝土的应用

目前,环氧树脂混凝土常用于路面和桥面的维修与桥梁墩柱加固。例如,环氧砂浆应用于路面缺陷和裂缝修补。随着研究的逐步深入,环氧树脂混凝土优异的路用性能也得到了越来越多的重视。例如,在西(安)临(潼)高速公路灞河大桥伸缩缝施工中,环氧树脂混凝土用来解决车辆在通过桥梁伸缩缝时的“跳车”问题。

考虑到环氧树脂价格昂贵,在实际应用中不可能大量掺用,因此,在工程应用中,只是掺加少量树脂来改性水泥混凝土。近年来,流行的做法是掺水性环氧树脂改性砂浆。其突出优势表现在该体系可在室温和潮湿条件下固化,有合理的固化时间,特别是能与水泥砂浆、混凝土等常用的水泥基材料混合使用,并能提高上述材料的早期强度、韧性、抗冲击性能,增强防水性能。