林 浩，王文軍

（1.山西省交通科學(xué)研究院，新型道路材料國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，山西 太原 030006；2.大連凱華新技術(shù)工程有限公司，遼寧 大連 116000）

混凝土結(jié)構(gòu)的使用已經(jīng)有一百多年的歷史，隨著各種構(gòu)筑物的老化、使用不當(dāng)?shù)仍虿粩喈a(chǎn)生，其安全性和耐久性問(wèn)題日益突出。對(duì)老混凝土的維修加固，需要在老混凝土表面澆筑新的修補(bǔ)材料[1，2]。水泥砂漿在建筑結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)方面的應(yīng)用十分廣泛，具有經(jīng)濟(jì)耐久、壓縮強(qiáng)度較高以及適應(yīng)性較好等優(yōu)點(diǎn)[3]。 研究表明[4～7]，新老混凝土粘接界面與整體混凝土結(jié)構(gòu)相比，其粘接面粘接強(qiáng)度較差，由于新老混凝土之間是弱界面，這意味著新老混凝土粘接面的粘接強(qiáng)度直接影響到混凝土結(jié)構(gòu)整體性能，是混凝土結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)是否成功的關(guān)鍵。許多學(xué)者對(duì)提高新老混凝土界面粘接性能進(jìn)行了研究，Pu-Woei Chen等[8]在修補(bǔ)材料中摻入碳纖維絲材料，以減小修補(bǔ)材料的自身收縮，水中和等[9]研究了抗裂防水界面劑對(duì)新老混凝土界面性能的改善作用。

影響粘接強(qiáng)度的主要因素是界面結(jié)合強(qiáng)度和混凝土的內(nèi)聚強(qiáng)度，新老混凝土界面的破壞形式分為粘接面的界面破壞、混凝土內(nèi)聚破壞、界面劑內(nèi)聚破壞和混合破壞4種形式[10]。本研究考查了3種不同固化速度的環(huán)氧界面劑、未加界面劑及老混凝土有無(wú)明水等情況對(duì)新老混凝土粘接界面抗折性能的影響規(guī)律，綜合對(duì)比分析了各種不同情況的界面粘接效果及界面破壞形式，為工程加固施工提供理論指導(dǎo)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

環(huán)氧樹(shù)脂（EP，E-51），工業(yè)級(jí)，藍(lán)星化工新材料股份有限公司；快速固化劑（7120）、中速固化劑（8120）、慢速固化劑（8220），北京金島奇士材料科技有限公司；32.5#普通硅酸鹽水泥、河沙，市售。

1.2 儀器與設(shè)備

FS-0.4型分散機(jī)，秦皇島億利化工有限公司；CMT4304型萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，美特斯（中國(guó)）有限公司；砂漿攪拌機(jī)，河北虹宇儀器設(shè)備有限公司。

1.3 試件制備

將E-51與3種固化劑按質(zhì)量比2∶1的比例混合，攪拌均勻待用。

1.4 性能測(cè)試

按照GB 50728—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)中附錄S的方法，脫模后立即用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試[將同批次制備且養(yǎng)護(hù)后的12塊（尺寸為40 mm×40 mm×160 mm）水泥砂漿試件折斷，將折斷后的24塊試件分成A、A1、B、B1、C、C1、D和D1等8組，每組各3塊，A、B、C和D組置于干燥環(huán)境中，A1、B1、C1和D1組放入水下浸泡一晝夜。然后對(duì)A/A1、B/B1、C/C1和D/D1表面分別做空白處理、涂覆快速固化、中速固化和慢速固化EP界面劑，并立即置于模具中澆筑另一半水泥混凝土，在濕度為95%，溫度為23℃的養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)28 d]。

2 結(jié)果與討論

抗彎試件性能測(cè)試結(jié)果如圖1所示，典型界面破壞形式如圖2所示。

圖1 界面劑處理后的新老混凝土抗彎試件抗彎測(cè)試強(qiáng)度Fig.1 Fracture strength of new and old concrete bonding specimen for fracture after treating with interface agent

圖2 抗彎試件典型破壞斷面Fig.2 Typical fracture surface morphology of specimen for fracture

對(duì)比分析A、B、C和D試樣可知：老混凝土界面無(wú)水時(shí)，界面劑明顯改善了新老混凝土的粘接性能，且隨著EP界面劑固化速度減慢，新老混凝土粘接性能增強(qiáng)，A、B界面破壞形式分別為粘接面破壞和界面混合破壞，C和D破壞形式為混凝土內(nèi)聚破壞。

對(duì)比分析A1、B1、C1和D1試樣可知：在老混凝土界面有水的情況下，EP界面劑對(duì)新老砂漿界面粘接增強(qiáng)作用較小，新老混凝土粘接強(qiáng)度隨EP界面劑固化速度減慢呈增加的趨勢(shì)，A1為界面破壞，B1為EP界面劑的內(nèi)聚破壞，C1、D1為界面混合破壞。

A、A1對(duì)比可知：當(dāng)老混凝土界面未經(jīng)EP界面劑處理時(shí)，在直接澆筑新混凝土情況下，老混凝土界面是否有水并不影響新老混凝土的抗彎強(qiáng)度。

B和B1、C和C1及D和D1比較可知：老混凝土表面無(wú)水時(shí)，新老混凝土的抗彎強(qiáng)度較大，說(shuō)明EP界面劑在有水的界面強(qiáng)度損失較大；另外，B1抗彎強(qiáng)度低于A1，說(shuō)明B1所用EP界面劑降低了新老混凝土界面的粘接強(qiáng)度，該EP界面劑不適合在有水的界面使用。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）老混凝土界面無(wú)水時(shí)，EP界面劑的作用明顯，且隨著EP界面劑固化速度減慢，界面劑的粘接強(qiáng)度增加。

（2）老混凝土表面有水時(shí)，EP界面劑的作用效果較差，固化速度較快的界面劑形成了新的弱界面，因此，EP界面劑不適用于有水的環(huán)境。

（3）不用EP界面劑時(shí)，老混凝土表面有無(wú)明水基本不會(huì)影響其界面粘接作用。

（4）新老混凝土界面粘接強(qiáng)度與其界面破壞形式有緊密關(guān)系，EP界面劑內(nèi)聚破壞時(shí)，界面粘接強(qiáng)度相對(duì)最小，可能的原因是環(huán)境條件等因素引起EP界面劑固化不充分，形成了新的弱界面；界面劑與混凝土界面破壞時(shí)，界面粘接強(qiáng)度較小，原因是界面劑與混凝土的粘接強(qiáng)度較??；界面劑與混凝土混合破壞時(shí)，界面粘接性能較大，界面劑的粘接強(qiáng)度與混凝土的內(nèi)聚強(qiáng)度接近；混凝土內(nèi)聚破壞時(shí)，新老混凝土的粘接強(qiáng)度相對(duì)最大，界面劑與混凝土的粘接強(qiáng)度及界面劑的內(nèi)聚強(qiáng)度大于混凝土的內(nèi)聚強(qiáng)度，此種EP界面劑是最理想的新老混凝土界面劑。本試驗(yàn)中混凝土界面潮濕環(huán)境和干燥環(huán)境使用的界面劑中，最理想的的固化劑均是8220型慢速固化劑。