關(guān)鍵詞：植筋膠；填料；環(huán)氧樹脂；耐久性；植筋錨固中圖分類號： .1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1001-5922（2025）05-0001-04

Abstract：The efects of silica fume and gas silicon with diferent dosages and fineness on the properties of planting baradhsive were discussed.Theresults showthat the finer the silica fume particles，the greater the density of the matrix，andthe higher the compressivestrengthand spliting tensile strength.With the increaseof silica fume，the tensile shear strength and forward tensile bonding strength decrease，and the resistance to damp heat aging will be atenuated.The increase intheamountof gas silicon is notconducive to the formationof aregular cross-linked network structureof the planting baradhesive，andthestrength decreasessignificantly，onthecontrary，it willbe weakened by high temperature damage，and the atenuation range of heat aging resistance will be reduced.Therefore，it was determined thatthe planting bar adhesive prepared by3.5parts of gas silicon and175 parts of3OO mesh silica fume could meet the standard of grade A glue in GB 5O728—2O11，and had excelent heat aging resistance and damp heat aging resistance.The reinforcement glue is applied to the U-shaped reinforcement of the tunnel cushion splicing joint，which can play a good anchoringrole.

Key Words ： planting bar adhesive；filler；epoxy resin ；durability ； planting bar anchorage

近年來，隨著基礎(chǔ)設(shè)施維修養(yǎng)護(hù)日益增加，較多的工程面臨著修補(bǔ)加固的需求[1]。傳統(tǒng)加固技術(shù)與材料已不能滿足現(xiàn)階段維修養(yǎng)護(hù)提出的高強(qiáng)度、高承載、高耐久需求，新一代結(jié)構(gòu)膠加固、碳纖維加固等新技術(shù)日漸成熟[2-3]。其中結(jié)構(gòu)膠包括封縫膠、粘鋼膠、碳纖維膠、預(yù)制節(jié)段拼接膠、植筋錨固膠[46]。植筋膠可用于橋梁拓寬、隧道襯砌等場景，在既有結(jié)構(gòu)中鉆孔、打膠、植入鋼筋，待固化后使鋼筋錨固在結(jié)構(gòu)中，提高承載力和穩(wěn)定性[7-8]

常用植筋膠為環(huán)氧樹脂類，其粘接強(qiáng)度高、穩(wěn)定性高[9-10]，但是由于環(huán)氧樹脂易發(fā)生紫外、熱氧老化，導(dǎo)致其粘接、耐疲勞性迅速下降[11]。在環(huán)氧樹脂加入微硅粉、滑石粉、納米碳酸鈣等填料，可減少樹脂相對用量、減緩老化，另一方面可提升植筋膠剛度和耐磨性[12-13]。填料的摻量及種類影響在植筋膠中的分散及潤濕效果，膠體性能差異較大[14]。植筋膠常采用雙槍頭式包裝，膠體擠出時需具備觸變性，頂面植筋需具備抗流掛性。同時，GB50728-2011《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)中對A級膠的拉伸抗剪強(qiáng)度、鋼筋拉拔提出較高的要求，規(guī)定設(shè)計年限50年的植筋膠需具備耐老化和耐介質(zhì)侵蝕能力。

選取不同細(xì)度的微硅粉和氣硅作填料，制備滿足A級膠標(biāo)準(zhǔn)且耐老化性能優(yōu)異的植筋膠。通過垂流度、抗壓強(qiáng)度、拉伸抗剪強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、混凝土正拉粘接強(qiáng)度以及耐熱、耐濕熱老化性能的測試，確認(rèn)植筋膠配方。結(jié)合隧道墊層拼接縫的U型筋植筋加固應(yīng)用，進(jìn)一步驗(yàn)證性能及使用效果。

1試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)原材料

環(huán)氧樹脂：CYD-128，環(huán)氧當(dāng)量為 184～194g/mol 工業(yè)級；稀釋劑：AGE-748，市售；偶聯(lián)劑：KH560，市售；固化劑：改性胺類固化劑，工業(yè)級，山東同藍(lán)新能源科技公司；氣硅：R202，工業(yè)級，贏創(chuàng)德固賽特種化學(xué)有限公司；微硅粉：1000目、600目 ？300 目，工業(yè)級，市售。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 制備方法

（1）A組分的制備。按照配方中的配比，稱取A組分原材，先將環(huán)氧樹脂、稀釋劑、偶聯(lián)劑在混合機(jī)攪拌 30min ，制備得到環(huán)氧樹脂A組分，加入到強(qiáng)力分散機(jī)后添加氣硅，轉(zhuǎn)速 2500r/min，分散30min ；再加入微硅粉，保持分散速度，抽真空至-0.098MPa ，保壓攪拌 25min ；通冷卻水降溫，A組分制備完成。

（2）B組分的制備。按照配方中的配比，稱取B組分原材，改性固化劑和氣硅加入到強(qiáng)力分散機(jī)，轉(zhuǎn)速 2500r/min ，分散 30min ；再加入微硅粉，保持分散速度，抽真空至 -0.098MPa ，保壓攪拌 25min ，通冷卻水降溫，B組分制備完成。

1.2.2 配合比設(shè)計

植筋膠A組分的組成為 m （環(huán)氧樹脂） ：m （稀釋劑）： m （偶聯(lián)劑） 組分為改性固化劑。氣硅和微硅粉均按組分A、B的比例份計算。將A、B組分按3：1的比例混合均勻制得植筋膠成品。配合比如表1所示。

1.2.3 性能測試

（1）垂流度。按照GB/T13477.6—2002《建筑密封材料試驗(yàn)方法》測試。

（2）抗壓強(qiáng)度。按照GB/T2567—2008《樹脂 澆注體性能試驗(yàn)方法》測試，成型、養(yǎng)護(hù)條件（ 23± 2）% ，養(yǎng)護(hù)

（3）拉伸抗剪強(qiáng)度。按照GB/T7124—2008《膠粘劑拉伸剪切強(qiáng)度的測定》方法，成型、養(yǎng)護(hù)條件 ，養(yǎng)護(hù) 。

（4）劈裂抗拉強(qiáng)度。參照GB50728—2011《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》中附錄E測定方法，養(yǎng)護(hù)7d。

（5）混凝土正拉粘接強(qiáng)度。參照GB50728-2011《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》，混凝土強(qiáng)度等級C45，單位計為 。

（6）耐濕熱老化性能測試。參照GB50728—2011《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)，在 相對濕度 95% 的恒溫恒濕箱中老化90d后，冷卻至室溫測試。計算拉伸抗剪強(qiáng)度降低百分比。

（7）耐熱老化性能測試。參照GB50728—2011《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)，在 環(huán)境中老化30d后，以同溫度測試；計算拉伸抗剪強(qiáng)度降低百分比。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同細(xì)度的微硅粉對植筋膠性能的影響

研究 1000 、600、300 目3種不同細(xì)度的微硅粉對植筋膠的垂流度、抗壓強(qiáng)度、拉伸抗剪強(qiáng)度和混凝土正拉粘接強(qiáng)度的影響，結(jié)果如表2所示。

由表2可知，微硅粉顆粒越細(xì)，環(huán)氧植筋膠的垂流度越小，1000目的微硅粉摻量為175份時，垂流度等于 0mm ；當(dāng)微硅粉顆粒越細(xì)，與環(huán)氧樹脂分子接觸面積大，提高環(huán)氧樹脂的黏度，縮短流淌距離。微硅粉細(xì)度越細(xì)，與環(huán)氧樹脂分子結(jié)合顆粒越多，基體整體密實(shí)程度越大，抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度越高，1000目制備試樣抗壓強(qiáng)度達(dá) 100MPa ，劈裂抗拉強(qiáng)度達(dá) 9.5MPa ，破壞形狀為碎裂破壞。微硅粉顆粒越細(xì)，植筋膠黏度提升，導(dǎo)致植筋膠在表面鋪展、潤濕性越差，1000、600目的拉伸抗剪強(qiáng)度較300目樣品分別下降了 43% 和 36% 。

2.2不同摻量的微硅粉和氣硅對植筋膠性能的影響

研究 2：，3.5：，5：phr：3 種氣硅摻量和150、175、200及 225phr4種微硅粉摻量對植筋膠性能的影響，如表3和表4所示。

由表3可知，氣硅能與環(huán)氧樹脂及固化劑形成氫鍵，限制分子鏈的自由運(yùn)動，增加觸變性，膠體流淌現(xiàn)象減少。但氫鍵過多、交聯(lián)密度下降，不利于植筋膠形成規(guī)整的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，致密性和剛性下降[16]。氣硅用量增加，結(jié)構(gòu)膠的抗壓強(qiáng)度、拉伸抗剪切強(qiáng)度及混凝土正拉粘接強(qiáng)度均下降。摻量為5% 時，拉伸抗剪強(qiáng)度降低至 ，混凝土正拉粘接強(qiáng)度降低至 2MPa 。

由表4可知，微硅粉為剛性填料，顆粒均勻分散于環(huán)氧樹脂中時，能起到骨架支撐作用，所以植筋膠的抗壓強(qiáng)度隨填料用量增加顯著提高。但用量越多，微硅粉難以分布均勻，導(dǎo)致植筋膠黏度進(jìn)一步增大，成型時試件內(nèi)部會產(chǎn)生空隙，造成脆性增大，拉伸抗剪強(qiáng)度、正拉粘接強(qiáng)度下降。微硅粉的用量不應(yīng)超過 200phr 。

2.3不同配合比植筋膠耐久性能測試

經(jīng)過不同填料種類及摻量制備的植筋膠性能評估，氣硅摻量不宜超過 3.5phr ，微硅粉摻量不宜超過 200phr ；對3#、5#、7#進(jìn)行耐熱老化、耐濕熱老化性能測試評估，結(jié)果如表5所示。

由表5可知，高溫會破壞植筋膠的內(nèi)部分子交聯(lián)結(jié)構(gòu)，致使植筋膠軟化；當(dāng)溫度降低時，內(nèi)部產(chǎn)生不可避免的內(nèi)應(yīng)力，粘合性、力學(xué)性能會迅速下降[17]。隨著氣硅用量增加，交聯(lián)密度較低，受高溫破壞影響減弱，且氣硅與樹脂間的氫鍵連接進(jìn)一步延緩老化。隨著微硅粉用量增加，植筋膠中的環(huán)氧樹脂含量相對減少，對水分子的阻隔能力也不斷下降，植筋膠的耐濕熱老化能力不斷下降。當(dāng)微硅粉用量 $200＼mathrm{＼phr}$ 時，拉伸抗剪強(qiáng)度降低百分比高達(dá)14% 。綜合各項性能，確定氣硅摻量為3.5phr、300目微硅粉摻量為 175phr 。

3 工程應(yīng)用

3.1 工程概況

隧道路面墊層拼接中混凝土預(yù)制箱梁為C30混凝土，拼接縫區(qū)域采用鋼纖維混凝土。為保證鋼纖維混凝土與預(yù)制箱梁連接，采用U型植筋加固。以某過江通道接縫植筋錨固工程為依托，如圖1所示，拼接縫跨徑 100cm ，深度 35cm ；U型筋長度為 、寬為 ，植筋深度為 。結(jié)合項目指標(biāo)和實(shí)施效果，評估7#植筋膠在墊層接縫加固中的適用性。

植筋錨固步驟如下：通過鋼筋定位儀初步定位底板鋼筋，鉆孔定位；確定孔徑（ 18～22mm 和孔深（ ？150mm ）進(jìn)行鉆孔；硬毛刷刷孔壁 + 壓縮空氣清理灰塵，反復(fù)進(jìn)行不少于3次；使用膠槍自孔底向孔口注膠，膠體占孔洞2/3以上；植入預(yù)制U型筋，保證植筋高度一致；靜置等待固化，養(yǎng)生時間1d以上，期間保持孔洞及周邊干燥，如圖2所示。

3.2 應(yīng)用效果

現(xiàn)場使用雙槍混合器制備植筋膠，進(jìn)行性能測試，與設(shè)計指標(biāo)即GB50728—2011中A級膠標(biāo)準(zhǔn)對比。同時對植筋拉拔測試，采用HRB400級熱軋帶肋鋼筋，直徑 25mm ，植入深度為 150mm ，結(jié)果如表6所示，測試結(jié)果與配合比結(jié)果一致，且滿足A級膠標(biāo)準(zhǔn)。

4結(jié)語

（1）微硅粉細(xì)度越細(xì)，抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度越高；顆粒越細(xì)導(dǎo)致黏度提升，垂流度降低，但在界面的鋪展、潤濕性差，拉伸抗剪強(qiáng)度和混凝土正拉粘

接強(qiáng)度均下降；

（2）隨著氣硅用量增加，植筋膠的抗壓強(qiáng)度、拉伸抗剪切強(qiáng)度及混凝土正拉粘接強(qiáng)度均下降，其摻量不宜超過 3.5phr 。植筋膠的抗壓強(qiáng)度隨微硅粉用量增加顯著提高，用微硅粉用量越多，植筋膠黏度進(jìn)一步增大，造成拉伸抗剪強(qiáng)度、正拉粘接強(qiáng)度下降；微硅粉的用量不應(yīng)超過 200phr （3）氣硅用量增加，受高溫破壞影響減弱，耐熱老化能力提升；隨微硅粉用量增加，植筋膠的耐濕熱老化能力不斷下降。當(dāng)微硅粉用量 200phr 時，拉伸抗剪強(qiáng)度降低百分比高達(dá) 14% 。綜合確定氣硅摻量為 3.5phr，300目微硅粉摻量為 175% 。植筋膠應(yīng)用于隧道墊層接縫植筋錨固工程，現(xiàn)場性能測試滿足GB50728—2011A級膠標(biāo)準(zhǔn)。

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（責(zé)任編輯：蘇幔）