环氧类混凝土修补材料具有优异的粘接性能和力学性能,在工程结构加固和混凝土修补中被广泛应用。为了降低黏度，便于施工，制备环氧树脂修补砂浆时,往往需要加入丙酮或甲苯等有机溶剂作为稀释剂,而这些溶剂大多具有毒性，挥发后给施工工人身体健康带来危害，同时会造成环境污染。

但是目前对于无溶剂环氧砂浆的报道很少，针对环氧砂浆使用中存在的弊端，本文制备了一种施工安全、便捷的快速修补环氧砂浆,以环氧树脂和多元醇稀释剂为基料，加入合适的固化剂及填料,没有任何挥发性有机溶剂的加入，避免了对施工者身体健康的危害及对环境的污染。并研究了稀释剂的用量、填料类型及用量对环氧砂浆性能的影响。

1试验

1.1试验原料

环氧树脂：牌号E51,工业级,巴陵石化公司;稀释剂:碳12-14烷基缩水甘油醚(AGE)，工业级，济南晴天化工科技有限公司；标准砂:厦门艾斯欧标准砂有限公司;水泥:P·042.5水泥，市售;河砂:灵寿县顺鑫矿产品加工厂;矿渣:S95级,灵寿县博恒矿产品贸易有限公司;重钙粉:工业级,山东民泰实业集团有限公司；固化剂：工业级，南通星辰合成材料有限公司；增稠剂：广东南辉新材料有限公司；拌合用水：自来水。

1.2 试验仪器设备

..材料试验机：WES -00B，无锡市锡仪建材仪器厂；电子天平：3000 g，精度0.01g，上海衡际科学仪器有限公司。

1.3 环氧砂浆的制备

矿渣、水泥、标准砂分别称量,混合均匀，得到固料。环氧树脂E51和稀释剂分别称量,加入容器内，搅拌均匀，然后加入固化剂、增稠剂，再次搅拌均匀,得到液料。将固料加入液料中，拌合均匀，得到环氧树脂砂浆。参照DLT5193- 2021《环氧树脂砂浆技术规程》浇筑环氧砂浆试块，试块浇筑完成后在标准试验条件下养护。

1.4 试验测试方法

环氧砂浆抗压强度参照DLT 5193-2021进行测试。

2结果与讨论

2.1稀释剂用量对环氧砂浆力学性能的影响

在环氧砂浆中加入一定量的稀释剂，不但可以降低体系的黏度，增加砂浆的流动性,提高对填料的浸润性和对基材的渗透能力，还可以提高固体填料的添加量,有利于降低成本。

环氧砂浆常用的稀释剂有活性和非活性2种。常用的非活性稀释剂有甲苯、丙酮、邻苯二甲酸二丁酯等，因为甲苯、丙酮等挥发性较强，在施工过程中对环境和施工者身体健康都会产生不利的影响，并且一部分溶剂因为挥发不出去而残留在环氧砂浆体系内，从而影响环氧砂浆层的整体性能。而邻苯二甲酸二丁酯等虽然挥发性较小，但是也不参与环氧砂浆的固化反应，添加量过大固化后会有析出，从而影响环氧砂浆的性能。常用活性稀释剂有：碳12-14烷基缩水甘油醚(AGE)、正J基缩水甘油醚(BGE)等。考虑到黏度、气味、价格等因素，本文选取AGE作为主要稀释剂，既提高了环氧砂浆的力学性能，也避免了挥发性溶剂对环境的污染及对施工者身体健康的危害。稀释剂用量(按占液料总质量计)对环氧砂浆抗压强度的影响如表1所示。

表1  稀释剂用量对环氧砂浆抗压强度的影响

由表1可以看出,环氧砂浆7.28d抗压强度都随着稀释剂用量的增加而逐渐降低,这主要是因为随着稀释剂的加入，环氧树脂分子链间距增大，部分环氧树脂与稀释剂发生交联反应，原本规整、致密的交联网络结构被破坏，降低了环氧体系的分子交联度呵，所以导致抗压强度的下降。综合材料成本、拌合物的黏度力学性能、施工性能等因素，稀释剂的合适用量为19%左右。

2.2水泥用量对环氧砂浆抗压强度影响

稀释剂用量为20%时，水泥用量(按占配方总质量计)对环氧砂浆抗压强度的影响如表2所示。由表2可以看出，随着水泥用量的增加，环氧砂浆7、28 d的抗压强度变化不明显，也没有明显的规律性，所以水泥用量的多少对环氧砂浆强度的影响较小。水泥用量太少砂浆易流淌，不易立面施工，表面不易收光；水泥用量太多砂浆粘稠，不易拌合，也不易施工。通过多次试验验证，水泥合理的用量为27%左右。

2.3增稠剂用量对环氧砂浆抗压强度的影响

稀释剂用量为20%,水泥用量为27%时,增稠剂用量(按占液料总质量计)对环氧砂浆抗压强度的影响如表3所示。

由表3可以看出，随着增稠剂用量的增加，环氧砂浆的7d抗压强度变化不大。增稠剂的加入会增加环氧砂浆的稠度，使其斜面、立面和顶板施工时不下垂;但是增稠剂用量太多粘稠度太大，不容易拌合。因此增稠剂合适的用量为1.5%～3.1%。

2.4 砂子类型对环氧砂浆抗压强度的影响

综合成本和环氧砂浆力学性能的考虑，分别加入标准砂和河砂进行对比试验。稀释剂用量为20%，水泥用量为27%，增稠剂用量为3%，砂用量均为35%时,砂子类型对环氧砂浆抗压强度的影响如表4所示。

由表4可以看出，加入标准砂环氧砂浆的7d抗压强度比加入河砂稍高。这可能是因为标准砂是加工后各项技术性能(二氧化硅含量、烧失量、颗粒级配等)完全符合GB/T 17671-2021水泥胶砂强度检验方法（ISO法)》要求的石英砂,而河砂是由自然条件作用经过碰撞、摩擦形成的，河砂的细度模数各不相同，所以测试结果偏低，本文采用标准砂进行试验研究。

2.5填料类型对环氧砂浆抗压强度的影响

稀释剂用量为20%，增稠剂用量为3%，标准砂用量为35%,水泥、矿渣和重钙粉用量都为25%时，填料类型对环氧砂浆抗压强度的影响如表5所示。

由表5可以看出，矿渣的加入对环氧砂浆的7d抗压强度增强效果较为明显，水泥次之,重钙粉的增强效果较弱。这可能是因为重钙粉比表面积大，与环氧树脂间形成更多的无机-有机界面,无机-有机界面间的作用力小于环氧树脂分子链化学键的断裂作用力，所以重钙粉的增强作用较弱。而且，当重钙粉用量较多时，填料的总比表面积大，部分填料无法被环氧树脂充分润湿，形成应力集中点也使环氧砂浆力学性能下降。矿渣的加入,不但提高了环氧砂浆的力学性能，还降低了成本，实现了废物利用、节能环保的目的。所以本文选择矿渣和水泥作为固体填料。

2.6矿渣用量对环氧砂浆抗压强度的影响

稀释剂用量为20%，水泥用量为27%，增稠剂用量为3%,标准砂用量为35%时，矿渣用量(按占配方总质量计)对环氧砂浆抗压强度的影响如表6所示。

由表6可以看出，矿查合适的用量为14%，用量过大,不好拌合,砂浆内部可能产生空穴，从而影响其力学性能。

2.7不同龄期环氧砂浆的抗压强度

稀释剂用量为20%，水泥用量为27%，增稠剂用量为3%,标准砂用量为35%，矿渣用量为14%时,环氧砂浆不同龄期抗压强度如表7所示。

由表7可以看出，环氧砂浆抗压强度随着龄期延长逐渐提高,28d基本稳定。其中3d抗压强度达到28d抗压强度的83.4%,7d抗压强度达到28d抗压强度的87.5%，初期强度增长较快，适用于混凝土工程缺陷的快速修复。

3结论

(1)综合材料成本、拌合物的黏度、力学性能、施工性能等因素，稀释剂的合适用量在19%左右。

(2)水泥用量太少砂浆易流淌,不易立面施工,表面不易收光;水泥用量太多砂浆粘稠,不易拌合,也不易施工。通过多次试验验证，水泥合理的用量为27%左右。

(3)增禍剂的加入会增加环氧砂浆的稠度，使其斜面、立面和顶板施工时不下垂;但是增稠剂用量太多粘稠度太大,不容易拌合,因此增稠剂合适的用量为1.5%-3.1%。

(4)通过加入矿渣,实现了废物利用,不但提升了环氧砂浆的力学性能，还大大降低了成本。矿渣合适的用量为14%。

(5)稀释剂用量为20%,水泥用量为27%，增稠剂用量为3%，标准砂用量为35%，矿渣用量为14%时,环氧砂浆3d抗压强度达到28 d抗压强度的83.4%,可以用于混凝土工程的快速修复。并且不含挥发性有机溶剂，避免了对环境的污染及对施工者身体健康的危害。

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