混凝土家族之“树脂混凝土”by徐变十年
环氧树脂混凝土
环氧树脂混凝土摘要：本文对环氧混凝土配合比设计、未硬化环氧树脂混凝土的性能及环氧树脂混凝土的搅拌工艺进行研究分析，并提出自己的观点供参考。
关键词：环氧树脂混凝土设计性能Abstract: in this paper, epoxy concrete mix design, not a hardened epoxy resin concrete and the performance of epoxy resin concrete mixing process to carry on the research analysis, and put forward their own views for reference.Key words: design and performance of epoxy resin concrete0引言：环氧树脂混凝土是以环氧树脂为胶结材料，以砂、石为骨料的混凝土。
是聚合物混凝土中较常见的一种混凝土。
由于完全不使用水泥，因此又称塑料混凝土。
1、环氧树脂混凝土的原材料(1)骨料：细骨料粒径2.5mm～5.0mm，粗骨料粒径10mm～20mm；骨料的强度越高，树脂混凝土的强度也越高，一般骨料的强度是混凝土设计强度的2倍以上。
骨料的含水率应在0.5%以下或为胶结料的0.3%以下。
在骨料中不允许存在危害与树脂反应的杂质、(2)环氧树脂：环氧树脂的用量与骨料的空隙率有关，骨料的空隙率越小，树脂的用量越少，成本也就越经济。
(3)填充料：为降低树脂的用量，降低经济成本，一般在树脂混凝土中掺用填充料，一般是粒径1～30um的惰性材料，诸如石灰石粉、硅石粉、粉砂、粉煤灰、滑石粉等。
而一般工地上常常用水泥做填充料。
填充料不含水分和不吸收水分。
(4)外加剂：主要有固化剂（乙二胺）、增韧剂（邻苯二甲酸二丁酯）、稀释剂（丙酮）2、环氧树脂混凝土的配合比设计原则环氧树脂混凝土配合比的设计合理与否，对环氧树脂混凝土的性能及成本影响较大。
徐变
梁场
WLD－32Q－152 WLD－32Z－189 WLD－32Z－215 WLD－32Z－240
注：“计算值”栏内的数值，括号外系按“预张－初张－终张－60d徐变”计算，括号内则按“终张－徐变60天”计算求得。
平均徐变增量（64－67天）为：3.8 mm；
2、各阶段弯矩变化情况
3、各阶段应力变化情况
中跨合拢后结构应力分布
徐变330天后结构应力分布
二期恒载（120kN/m）完成后应力分布
动力荷载（动力系数：1.043）组合工况下结构应力分布
4、结构部分动力特性及支座位移情况
静活载下 跨中挠度 静活载下梁 端竖向转角
工 况 类 别
竖向自振频率
－－－
混凝土徐变特性
2009年8月
于
营口
前 言
由于混凝土徐变特性的存在，对于预应力结构来说，无论是静定结构还是 超静定结构，由于在施工的过程中，均具有阶段施工（或称顺序施工）的特点， 所以，随着结构边界条件的改变、各种荷载在不同时段的加入，结构自身也会 在不同的阶段表现出不同的变形和应力状态。 而高速铁路对于线路长期、稳定的高平顺要求，使得我们对于结构工程不 得不将关注的重点放在结构的（动态的或静态的）变形过程方面（这也是将路 基作为一个结构物来进行设计和施工的原因所在）。 这个讲座的目的，就是想在诸位都经历了一段高速铁路施工后，再深入的
316 516 716 916 1116 1316 1516
二、40+64+40m连续梁
1、各阶段挠度变化情况
14 12 10 8 6 4 2 0 100 200 300
(11.0)
(13.4)
(5.7)
残余徐变：3.1－5.7＝-2.6 mm
环氧树脂改性混凝土
环氧树脂改性混凝土的疲劳性能研究
试验方法
采用英国进口的伺服液压试验机 25，对环氧树脂混凝土、水泥混凝土和沥青混凝土进行四点加载小梁 弯曲疲劳试验，加载方式如图所示。试验控制模式为常应变法，加载 波形为正弦曲线，加载频率为10 ，试验温度为15℃。此研究采用轮碾 压实成型方法制备50 350 400 车辙试件，再用切割机切割成50 50 400 的小梁试件。
与原混凝土结构黏结质量良好，是保证道路抢修质量和耐久性能的关键. 073.1-2001《公路水泥混凝土路而养护技术规 范》附录A 3. 3. 1规定:若新老混凝土连接强度好，则新旧混凝土结合处剪切强度应达到混凝土整体强度的55%.
微波固化环氧树脂混凝土路面抢修材料的力学性能
试验方法
将龄期为60d的C30混凝土立方体试件(10 X 10 X 10 )通过劈裂抗 拉试验劈开，清理掉表而松动的砂浆及骨料，将半立方体试件放入模 具中制成水泥-环氧树脂混凝土试件，在微波条件下辐射10 进行固化， 待试件温度降为室温后即对试件进行劈拉试验。
微波固化环氧树脂混凝土路面抢修材料的力学性能
试验材料 ★环氧树脂:双酚A型E51(中昊晨光化工研究院);固化剂:聚酰胺V125(德国科宁125); ★稀释剂:环氧丙烷丁基醚(深圳恒丰化工有限公司).混合料采用13集料级配, ★材料配比为M(环氧树脂)(固化剂)(稀释剂)=2.0:1.0：0.3(集料)(胶凝体系)=10:1.
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。
稀释剂 添加稀释剂的主要作用在于降低环氧树脂粘度，便于胶粘剂浸润骨料、基层表面，提高粘结力，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。 填充料
浅谈混凝土徐变
混凝土的徐变 、收 缩及其 对结 构性 能影 响的 预计 和控 制是十分复杂叉难 以获得 精确答 案 的问题 。正如 美 国混 凝
土 学 会 ２９委员 会 １８ ０ ９ ２年 的报 告 中 指 出 的 ，几 乎 所 有 影 响
徐 变 、收 缩 的 因 素 ，连 同 它 们 所 产 生 的 结 果 本 身 就 是 随 机
土板组成 的组合梁 ，将 由于预制部 件 与现场 浇注部 件之 间 不 同的徐变 、收缩值而 导致 内力 的重新 分布 。同样 ，梁 体 的各组成部分具有 不 同的徐变 、收缩特 性者 亦将 由于变 形 不 同、相互制约而 引起 内力或应 力 的变化 ；③ 分 阶段施 工 的预应力 混凝 土 超静 定 结 构 ，如 连续 梁 、刚 架 、斜 拉 桥 、
一
混凝土建造的工程大多是永久性 的，提高混凝土 的耐久性 ， 就 能 延 长 建 筑 物 的 使 用 期 限 ，减 少 维 修 ，从 而 获 得 巨大 的 经 济 效 益 。外 加 剂 成 分 不 同对 混 凝 土 耐 久 性 产 生 不 同 的 影 响 作 用 ，减 水 剂 提 高 了 混 凝 土 密 实 度 ， 则 混 凝 土 的 抗 渗 、 抗 冻 、耐 侵蚀 等 耐 久 性 提 高 ；早 强 剂 对 混 凝 土 的 抗 渗 、抗 冻 等 耐久 性 也 是 有 利 的 ，但 由 于 引 入 混 凝 土 中 的 Ｃ 、Ｎ １ ａ 等 可 能 会 引起 钢 筋 锈 蚀 和 碱 骨 料 反 应 ， 而 降 低 ？ 土 的 耐 昆凝 久性 。现在通过掺加 硝 酸盐阻锈 和粉煤 灰 抑制 碱骨料 反应 等措施来避免混凝土耐久性 降低 。 对 抗 冻 融 性 能 要 求 高 的 ｔ 土 ，所 用 的 外 加 剂 最 好 是 昆凝 同时 具 有 高 效 减 水 和 引 气 性 能 的 复 合 型 产 品 。 若 混 凝 土 在
混凝土中的徐变效应原理
混凝土中的徐变效应原理一、引言混凝土是广泛应用于建筑和桥梁等工程中的一种建筑材料，具有良好的耐久性和强度等特点。
然而，在长时间的使用过程中，混凝土中会出现徐变效应，导致其力学性能和结构稳定性发生变化，从而影响工程的安全性和可靠性。
因此，深入研究混凝土中的徐变效应原理，对于保障工程质量和安全具有重要意义。
二、混凝土中的徐变效应概述1. 徐变效应的定义徐变效应是指在长时间荷载作用下，混凝土材料会发生形变，即随着时间的推移，混凝土的形状和尺寸会发生变化。
这种变化是由于混凝土中的水分和空气等成分不断地向混凝土中的孔隙中渗透，导致混凝土的体积发生变化而引起的。
2. 徐变效应的分类根据荷载的不同，徐变效应可以分为瞬间徐变和持久徐变两种类型。
瞬间徐变是指在荷载作用下，混凝土会发生瞬间的变形，随着荷载消失，变形也会消失；而持久徐变是指混凝土在荷载作用下，发生的形变在荷载消失后仍会保持一定时间，直到达到平衡状态。
三、混凝土中的徐变机制1. 微观机制混凝土中的各种组分在荷载作用下会发生不同程度的变化，其中最主要的是水分和空气。
当混凝土受到荷载作用时，水分和空气会向混凝土中的孔隙中渗透，导致混凝土的体积发生变化。
此外，混凝土中的水化反应也会导致混凝土的体积发生变化，从而引起徐变效应。
2. 宏观机制混凝土的徐变效应还与混凝土的力学性质有关。
在荷载作用下，混凝土中的应力状态发生变化，从而影响混凝土的形变和徐变效应。
此外，混凝土中的微裂纹和孔隙也会对混凝土的徐变效应产生影响。
四、混凝土中的徐变特性1. 徐变速率混凝土的徐变速率是指混凝土在荷载作用下，单位时间内的形变量。
通常情况下，混凝土的徐变速率会随着时间的推移而逐渐减小，直至趋于稳定状态。
2. 徐变量混凝土的徐变量是指混凝土在荷载作用下，发生的形变量。
徐变量通常是一个非常小的值，但是在长时间的荷载作用下，其累积效应可以导致混凝土的结构发生变化。
3. 徐变曲线混凝土的徐变曲线是指混凝土在荷载作用下，徐变量随着时间的推移而发生的变化趋势。
混凝土徐变的产生机理
混凝土徐变的产生机理混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施工程的材料，具有良好的耐久性和强度。
然而，在长期使用和受力下，混凝土会发生徐变现象，这会对结构的稳定性和安全性造成潜在威胁。
本文将深入探讨混凝土徐变的产生机理，以便更好地了解和管理这一问题。
1. 混凝土徐变的定义与分类我们来简单了解一下混凝土徐变的定义与分类。
混凝土徐变是指在恒定应力下，混凝土在一段时间内发生形变的现象。
根据不同的应力状态，混凝土徐变可以分为三类：瞬时徐变、缓慢徐变和快速徐变。
其中，瞬时徐变是指在短时间内即产生的徐变；缓慢徐变是在长时间内逐渐产生的徐变；快速徐变是在相对较短时间内产生的大幅度形变。
2. 徐变的产生机理混凝土徐变的产生机理是一个复杂的过程，涉及多种因素的相互作用。
在探讨徐变机理时，我们可以从以下几个方面进行分析。
2.1. 混凝土的成分和结构混凝土主要由水泥、骨料、粉煤灰等组成，其中水泥起到胶凝剂的作用，骨料则是混凝土的主要骨架。
混凝土的成分和结构对徐变具有重要影响。
水泥中的孔隙结构、骨料的强度和毛细孔隙等因素都会影响混凝土的徐变性能。
2.2. 外界环境和加载条件外界环境和加载条件是影响混凝土徐变的另一个关键因素。
温度变化、湿度、荷载大小和荷载持续时间等都会影响混凝土的应力状态和形变性能。
在设计和施工中，需要充分考虑这些因素的影响，以减少混凝土徐变的发生。
2.3. 徐变的机理与解释混凝土徐变的机理与解释是科学研究的重点之一。
目前，有多种理论和模型用于解释混凝土的徐变机制，如胶凝体背反理论、孔隙水压理论等。
这些理论有助于我们更好地理解混凝土的徐变行为，并为工程实践提供指导。
3. 混凝土徐变的影响和防控混凝土徐变的存在对工程结构的稳定性和安全性造成影响。
长期徐变会导致结构的沉降和形变，增加了结构的应力，从而可能引发裂缝和破坏。
为了防控混凝土徐变引起的问题，可以采取以下措施：3.1. 控制混凝土配合比和性能通过优化混凝土的配合比和选用合适的掺合料，可以改善混凝土的抗徐变性能。
环氧树脂改性混凝土
微波固化环氧树脂混凝土路面抢修材料的力学性能
环氧树脂混凝土与原混凝土路面的黏结性能
由表7可知，水泥-还氧树脂混凝土试件的劈拉强度与原试件的劈拉强度基本相近.从劈裂破坏位置 以及破坏断面看，新的劈裂破坏而出现在水泥混凝土上而未发生在黏结界而处，可见微波固化环氧树 脂混凝土与原水泥混凝土界面黏结良好.
未来展望
(1)目前环氧树脂混凝土使用成本较高。因此探明聚合物颗粒在聚合物拌和混凝土初期出现的吸附及 其机理，提高聚合物利用率和降低使用成本提供理论依据为未来的一个研究方向。 (2)关于环氧树脂混凝土的骨料要求与普通混凝土有什么不同，目前还没有深入研究，因此可对环氧 树脂混凝土的级配、集料研究、骨料粒度分布等方面进行研究。 (3)探明环氧树脂在环氧树脂混凝土中存在的二次成膜现象及其对水泥水化速率、水化产物形态、界 面过渡区的影响程度，为提高水溶性聚合物的使用效果提供理论依据。 (4)由于环氧树脂对固化温度极为敏感，对不同固化温度下的施工间歇时间有待进一 步研究。 (5)粘合性能是旧混凝土修复是否完美的的重要影响因素，因此环氧树脂修复材料与 原混凝土的粘合机理的研究还有待深入。 (6)环氧树脂混凝土在不同工作环境下的性能发挥问题。尤其在高寒地区，海风影响 地区的性能是否满足要求有待深入探究。 (7)环氧树脂混凝土施工过程中需要加入不同的外加剂，施工过程不便，因此能简化 施工流程的一体性环氧树脂混凝土还有待开发，。
★填料。宜采用憎水性石料经磨细得到干燥、洁净 的矿粉;建议采用石灰岩矿粉，但其用量不宜超过总 量的2%
★胶粘剂。选择合适的环氧树脂、固化剂、增韧 剂、稀释剂、偶联剂、促进剂及添料配制而成。
环氧树脂改性混凝土的疲劳性能研究
试验方法
采用英国进口的伺服液压试验机 25，对环氧树脂混凝土、水泥混凝土和沥青混凝土 进行四点加载小梁弯曲疲劳试验，加载方式如图所 示。试验控制模式为常应变法，加载波形为正弦曲 线，加载频率为10 ，试验温度为15℃。此研究采用 轮碾压实成型方法制备50 350 400 车辙试件，再用 切割机切割成50 50 400 的小梁试件。
混凝土的特性
(3)按使用骨料分：特重混凝土、普通混凝土、轻骨料混 凝土、大孔混凝土、细颗粒混凝土。 （4）按用途分：多孔混凝土、结构混凝土、围护结构混 凝土、水工混凝土、道路混凝土、特重混凝土。
2. 右图是1909年《民呼日报》上登载的
一幅漫画，其要表达的主题是( A．帝国主义掠夺中国铁路权益 B．西方国家学习中国文化 C．西方列强掀起瓜分中国狂潮 )
D．西方八国组成联军侵略中国
解析：从图片中可以了解到各国举的灯笼是火车形状， 20世纪初的这一幅漫画正反映了帝国主义掠夺中国铁路 权益。B项说法错误，C项不能反映漫画的主题，D项时 间上不一致。 答案：A
3．发展
(1)原因：
①甲午战争以后列强激烈争夺在华铁路的 ②修路成为中国人 (2)成果：1909年 权收归国有。 4．制约因素 政潮迭起，军阀混战，社会经济凋敝，铁路建设始终未入 修筑权 。
救亡图存 的强烈愿望。
京张铁路 建成通车；民国以后，各条商路修筑
正轨。
二、水运与航空
1．水运
(1)1872年,
火山灰水泥粉煤灰水泥掺有缓凝型外火山灰水泥粉煤灰水泥掺有缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土则不得少于加剂或有抗渗要求的混凝土则不得少于1414施工质量施工质量是影响混凝土强度的基本因素是影响混凝土强度的基本因素若发生计量不准搅拌不均匀运输方式若发生计量不准搅拌不均匀运输方式不当造成离析振捣不密实等现象均会不当造成离析振捣不密实等现象均会降低混凝土强度
低水灰比净浆裹石混凝土工艺：是将搅拌成低水灰比净浆， 在搅拌的净浆中掺有减水剂，继之将石子和净浆共同搅拌， 然后加砂搅拌，最后加入其余的水搅拌成混凝土混合料。 由于石子表面牢固地附着一层低水灰比净浆，可有效防止 后来加水向界面集中，显著地改善界面结构，强化了界面 粘结。混凝土28天强度可提高20-50%和节省水泥10-28%。
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混凝土家族之“树脂混凝土”
一、定义
树脂混凝土是以环氧树脂为胶结材料，以砂、石为骨料的混凝土。
是聚合物混凝土中较常见的一种混凝土。
由于完全不使用水泥，因此又称塑料混凝土。
二、主要性能特点
树脂混凝土的技术性能主要取决于树脂,主要技术性能如下：
1、主要参数
环氧树脂混凝土的容重一般在20～23kN/m3，抗压强度80～160MPa、抗拉强度10～11MPa、抗折强度17～31MPa、弹性模量1.5×10e4～3.5×10e4MPa、吸水率0.2%～1.0%。
环氧树脂混凝土的徐变与温度有关。
20℃时几乎看不到徐变，60℃时表现为明显的徐变。
2、强度增长快
树脂混凝土的强度增长很快,特别是早期强度高,在正常条件下养护1d,其强度可达28d强度的50%以上,适合于快速抢修工程使用。
3、抗渗性能好
采用普通水泥混凝土的抗渗试验方法检测树脂混凝土的抗渗性能，开始水压为0.2MPa,以后每隔8h增加水压0.2MPa,升压到2MPa再保持8h,未发现渗漏现象。
劈开抗渗试验后的试块检查,水的最大渗入深度不大于5mm。
4、抗冻融性能好
抗冻融试验温度为-15℃～20℃，共进行25次循环,试验前树脂混凝土的抗压强度为69MPa,冻融试验后的抗压强度为67MPa,说明抗冻融性能良好。
5、耐化学性能好
树脂混凝土的耐化学腐蚀性能远远优于一般材料,其耐化学腐蚀性能又因树脂品种而异。
6、粘附性好
与大多数材料粘附性好，是优秀的快速修补材料
三、主要应用
树脂混凝土具有优异的抗渗、抗冻、耐腐蚀性能，强度、抗冲击、耐磨性能也很好，可用于建筑物的地下、屋面防水层及预埋锚栓、修补混凝土裂缝等场合。
树脂混凝土根
据要求可配钢筋,也可不配钢筋使用。
树脂混凝土目前价格也较贵，故限制了其更广泛的应用。
1、成品树脂混凝土排水沟
树脂混凝土构件的表面较光滑，抗腐蚀性能强，不渗水。
可用于制作成品排水沟。
树脂混凝土排水沟目前在中国正逐渐被广大设计师和业主接受,开始应用在城市建筑、道路、隧道、港口码头、机场、高架桥及特大型桥梁等区域。
成品排水沟的优点：
1）产品内壁光滑，不渗水，不粘附垃圾，只要雨水充沛，能达到自净效果；
2）优化的过水断面使水力性能得到提升，大大减少了层间水的留存问题，有效延长了沥青路面的寿命；
3）排水沟是在工厂内按标准制成的成品，产品质量的一致性和可控制性得到保证，无需维护；
4）收水速度快，有效解决暴雨时的桥面积水问题，提高行车安全；
5）强度高，抗多种化学品侵蚀，使用年限长；
6）透水率为零，无冻融现象发生；
7）可按要求自由拼接，施工速度快，不受气温影响。
据报道，目前国内已有“虎门二桥”、“浙江象山跨海大桥”、“浙江杭州湾跨海大桥”等大型桥梁工程项目采用了此类产品。
浙江象山跨海大桥
浙江杭州湾跨海大桥
2、混凝土修补
论文《环氧树脂混凝土在混凝土修补加固中应用》报道了一例采用树脂混凝土修补
混凝土的案例，如下：
3、伸缩缝槽口
论文《环氧树脂混凝土在公路桥梁伸缩缝中的应用》介绍了树脂混凝土在伸缩缝槽
口中的应用，如下：
公路桥梁伸缩缝的施工,过去大多采用高标号混凝土填充梁体与橡胶伸缩体之间的
空隙。
此施工方法的缺点是：车辆在行驶过程中通过伸缩缝时,从混凝土(刚性)直接到
橡胶伸缩体(柔性),易产生“跳车”现象。
在西(安)临(潼)高速公路灞河大桥伸缩缝施工中,梁体与橡胶伸缩体之间采用环氧树脂混凝土填充,由于环氧树脂混凝土具有强度高、抗冲击强度大的特点,较好地解决了车辆在通过桥梁伸缩缝时的“跳车”现象。
论文《桥梁伸缩缝填充环氧树脂混凝土施工技术》介绍了南水北调工程几座桥梁也采用了类似的工艺。
4、钢桥面铺装
论文《环氧树脂混凝土路用性能研究》，针对目前国内外研究的热点和难点问题：大跨径钢桥桥面铺装技术，长沙理工大学钢桥面铺装课题组提出了一种厚度仅为2cm的环氧树脂混凝土（ERC）的新型钢桥面铺装结构，并对这种结构及材料和施工工艺进行了大量研究。
得出结论：ERC是一种强度高，路用性能好的材料，可作为桥面的铺装层或路面表面层；通过经济效益分析可知，用超薄层ERC作为钢桥面铺装材料其造价远低于环氧沥青混凝土，与SMA铺装方案造价相当，且路用性能要比沥青混凝土优越。