4 环氧树脂砂浆原材料的质量

要 求 和 性能测试方法

4.1 原材料的质量要求

4.1.2 固化剂

本 规 程 规定应选用挥发性小、毒性小，对人体皮肤和呼吸系统刺激性小的固化剂。不得选用低分子量、挥发性大的胺类如乙二胺、二乙烯三胺等做固化剂。理由如下:用于环氧树脂固化剂的低级胺，通常指分子量比较小的脂肪族多胺，其沸点低、挥发性大、蒸气压高，对动物和人的毒害影响较大。据文献记载低级胺对人的毒害表现为对皮肤接触产生原发性刺激和致敏作用，蒸气引起猫膜、呼吸道刺激，发痒、红肿、水肿等。误服后因剂量不同会引起急性中毒、慢性中毒，严重的会导致死亡。

在 环 氧 树脂和低级胺使用中对操作人员毒害的途径有三种: 口服、接触和吸入。口服中毒通常是在事故时发生，是偶然发生的毒害，应该可以预防。所以，在毒害性比较时常常将口服毒性排除。低级胺直接接触皮肤引起毒害，可能发生，但通过教育和穿戴必要的劳动保护用品也可以将毒害发生率降至最低。在毒害性比较小时，往往忽略不予讨论。最常见的应该是低级胺的蒸气挥发，导致操作人员从呼吸道吸入，侵害裸露的皮肤、豁膜，这种情况在操作环境中难以避免和防护，因此在操作环境中低级胺的蒸气浓度大小成为衡量毒性的一个重要指标，不少文献都作出同样的结论。而且，也作为低级胺经化学加成改性后毒性降低的重要依据，这己成为环氧产品制造行业和应用行业的一种观念。比较几种低级胺及其加成物的蒸气压，不难判断出随着分子量的增长、沸点增高、翻度变大，其蒸气压越来越小，在使用环境中对人的毒害也变得越来越弱。表1给出几种低级胺的参数。

5 环氧树脂砂浆性能试验

5.1 拌 和 物 的 制 备 方 法

制 备 环氧 砂浆拌和物时应注意以下几点:

1 环 氧 树脂与固化剂一混合即开始反应，拌料操作应抓紧时间，同时要保证拌和物完全均匀。若砂浆已变硬不能流动时，应废弃，不得继续使用。

2 采 用 一些方法加快固化有时是必要的，可与生产者咨询详细情况。

3 不 用 料时，各种材料的容器应该盖严，保持材料性能稳定，同时注意防潮、防水、放火。

5.6 环 氧砂 桨 放 热 温 度 峰的测量和分类

本方 法 的 测定原理是把树脂材料的各种组分拌和在一起之后，测定树脂混合物放热所达到的最高温度并记录下来作为放热温度峰。该温度是在标准条件下而不是在绝热试验条件下被测定的，不能期望用本试验方法在室内试验所达到的放热峰温度在现场也同样能达到，通常现场放热峰温度要低一些，这是由于环境散热效果所致。

放 热 峰 温度是树脂复合材料反应活性的参数，这项参数的实际意义在于，如果该树脂复合物用于填充一个大的空洞时，材料从相当高的温度冷下来会出现应力，这时高放热材料不能采用。然而活性大的高放热材料，用小批量时可能很容易接受，在某些特殊的低温环境中是很需要的。因此，放热温度峰的实用性在于对现场应用的树脂复合材料的放热量做出相对的评定。

5.7 环氧砂浆线性收缩的测试方法

试 验 原 理:

将 新 拌 的环氧树脂砂浆浇筑在一个钢制的浅槽形试模内，模内壁已经处理不粘砂浆，其两端装有滑动部件，槽内的两个滑动末端与砂浆粘贴在一起，随砂浆的膨胀或收缩滑动末端可自由移动。与之相连的线性位移传感器可测出砂浆的收缩量，连接在试模上的温度传感器能测出试模温度，因此也可测出砂浆温度，由公式计算收缩变形。

5.8 环 氧 砂 桨 涂 层与混凝土之间热相容性试验本方 法 参 考ASTM C884-87。环氧砂浆作混凝土路面的表面涂层，在-21℃～25℃经过5次循环，环氧涂层和混凝土接近粘接面的部位出现开裂或剥离时环氧砂浆是不适用的。本规程中规定试验用引气混凝土的强度等级C20，抗冻等级F200，依据ASTM C884中规定成型混凝土试件所用材料:硅酸盐水泥42.5";细骨料:标准砂;粗骨料:耐冻，最大粒径25mm;引气剂。

混凝 土 配 合比中水泥用量:(335士5)kg/m⒊，抗冻骨料粒径大于或等于25mm，含气量6%士1%，坍落度(75士15) mm.

5.12 环氧砂桨对水泥砂桨粘接杭拉强度测试方法

5.12.3 水泥砂浆“8”字形试件的制备方法中规定，制备粘接试件前，在水泥砂浆试件长轴线上取中点划一条垂直线，沿线锯Im m深的沟槽，然后用平口刀直立于沟槽，用榔头击打刀背将试件切开。经试验比较，该方法与切砖器切割和电动切割机切割相比，切割位置准确、切口规则、断面自然、不必打毛，而且操作简便，不需专用设备。

5.15 环氧砂桨线胀系数测试方法

5.15.1 适用范围

对 本 试 验方法说明如下:

1 塑 料 材料受热膨胀引起长度变化，这是一个可逆的过程，长度变化是多种因素的迭加，如:湿含量、固化、增塑剂或溶剂损失、应力松弛、相变及其他因素。在试验温度和应力荷载下，塑料材料应该有一个可忽略的蠕变，或弹性应变，或两者兼有，这些性能将明显影响测定的精确度。

2 本 试 验方法主要目的是测试在尽可能排除这些因素之后材料的线性热膨胀系数，通常要完全排除这些因素的影响是不太可能的，为此，本试验方法只能给出近似值。

3 该 方 法不能测定膨胀系数很低的材料(低于1X I0-⒍/℃ 低膨胀系数的材料可用干涉仪或用电测技术。

5.15.3 试验样品

本 标 准 规定试件长度为70mm，如所用试件比50mm短，会使灵敏度损失;如果试件长度大于125mm,沿试件方向的温度梯度可能很难控制在要求的限度之内。试件长度应该由灵敏度、预计的膨胀值、仪器的测试范围和要求的精确度来决定。一般来说，如果温度控制得好，试件越长，测试仪器越灵敏，测试结果越准确。

5.1 6 氧 砂 桨 耐介 质 性 能 试 验方法

5.16.1 适用范围

本 试 验 的原理是比较同一批材料制备的试件，在规定的试验条件下暴露于化学介质之中与未暴露于化学介质中的相对变化，并对试验过程中试件和试液的质量、外观及性能变化进行观察和记录。

5.16.3 试验步骤

试 件 表 面的脱模剂可能影响试验结果，试验前应予以清除，可根据脱模剂的性能选择适当的方法和材料。

环 氧 砂 浆因使用要求不同常与不同的介质溶液(或蒸汽)接触，在这种情况下很可能发生物理及化学变化，如可能吸收介质溶液增加质量或有可溶物质被提取减轻质量。因此有必要在规定的条件下进行耐介质性能试验，以便对其相互作用进行评价。现

作如下说明:

1 试 验 温度:本规程推荐23℃士2℃，但可根据需要在以下系列温度中选取，即:0, 20, 27, 40, 55, 85, 125,150℃其温度波动范围分别为:低于105℃时为士2℃,105℃^200℃时为土3℃。

2 试 验 龄期:本规程规定了7,1 4,2 8,5 6或84d，及6或12个月为优先选用的试验时间，根据使用要求。如需更短或更长时间，可参考以下时间间隔:

1) 短 期 试 验 : 1 ,2 ,4 , 8, 16,2 4,4 8, 96, 168h.

2) 长 期 试 验 :1.5, 2,3 , 4,5 年。

并 可 根 据试验结果作出性能随时间变化曲线，以了解该性能的变化规律。

3 试 样 :测力学性能变化的试样，应根据具体方法要求确定试样尺寸，测质量、尺寸和外观变化时，应使用相同的尺寸，宜用边长为50mn」士lm的正方形试件，厚度应不大于25mm.

4 外 观 变化:如仅要求对某项外观变化(如颜色)进行记录，则只记要求的项目;否则应记录以下外观变化:颜色、光泽、雾度、表面粗糙度变化，以及银纹和开裂的出现;起泡、麻点、易擦掉物质的出现;未干油漆状的外表面;分层、翘曲或其他变形;部分溶介等。上述现象一般划分四个综合判断等级，即:

0-无变化；

F一 轻 微 变化;

M一 中 等 变化;

L一 大 的 变化。

5 本 试 验要求在23℃士2℃条件下进行。如不在该温度时，在浸泡结束后有时需将试样转入23℃士2℃的新鲜试液中，浸泡15min-30min，使其恢复至规定温度，再取出试样冲洗、擦干。

5.18 环氧砂桨冲击性能试验方法

冲 击 试 验:

试 验原 理 是重锤被抬到一定高度后自由下落，冲击到试件上，多次反复，试件受到一定的冲击功后就会破坏。用此方法测试出试件被冲击破坏时单位体积所消耗的冲击功即为试件的抗冲击强度。

环 氧 砂 浆抗冲击试验的制订参照了国内外喷混凝土和钢纤维混凝土冲击试验的方法，一般用落锤法或落球法。美国用4.5kg锤对准厚38mm^ 63mm、直径为150mm的试件锤击，素喷混凝土在锤击10^45次时破坏，而钢纤维喷射混凝土锤击次数在100-150次以上。我国冶金部建筑研究总院曾用直径35mm，重2.55kg的钢球在距试件1.0m 高的上方对准70mm X 250mm x250mm的试件进行冲击。

本标 准 规 定冲击锤重3.Okg，试件厚度为35mm。因为对环氧砂浆来讲，试件厚度对冲击试验结果有重要影响，试件过薄，冲击次数很少试件即破坏，有时难以进行比较;如果试件过厚，冲击次数过多如几千次或上万次，则试验周期过长，不经济。为了选合适的厚度，我们成型不同厚度的试件重复试验进行了比较，得出结果见表2 

从 试 验 结果可见，试件厚度为35mm 时，冲击次数为81次

试件破坏;厚度为33mm以下冲击次数只有几次:厚度为38mm

以上时冲击次数在上万次，而且试件形成深约lomm的半圆形凹

坑，所以本试验规定试件厚度为35mm。

5.19 环氧砂桨抗含砂水流冲刷试验方法

5.19.2 仪器设备

1 旋 转 式水工混凝土水砂磨耗机:本规范以中国葛洲坝水利水电工程集团公司试验中心研制并长期使用的旋转式水工混凝土水砂磨耗机作为环氧砂浆抗含沙水流冲刷试验的主要设备，理由如下:

环 氧 砂 浆作为水工建筑物抗冲磨保护层是一项重要的应用，因此，环氧砂浆的抗冲磨试验是重要的试验项目，以往混凝土材料的抗冲磨性能试验都是按SD 105-1982的“混凝土抗含砂水流冲刷试验方法”进行，所用冲刷仪叶轮圆周转速为14.3m/S 总的冲刷时间规定为1.5h，水流含砂率为15％砂的粒径为0.5mm-0.85mm。这样的试验条件适用于普通混凝土，而高强度的环氧砂浆在此条件下难以做出结果及进行相对比较，需要强化试验条件以满足对环氧砂浆的试验要求。根据 环 氧砂浆材料的特点及今后我国建立高流速泄水建筑物发展前景的需要，编者认为高速含砂水流冲磨试验机的冲磨速度以40m/s左右为宜。经过在国内进行调研和比较，拟采用“旋转式水工混凝土水砂磨耗机”。该设备专门用于研究水工混凝土抗

含砂水流冲磨性能，自1979年投入使用己运转22年，已为葛洲坝电站、隔河岩、漫湾、大朝山、大广坝、桂平、岩滩和三峡等特大型或大、中型水利水电工程提供了大量混凝土抗冲耐磨试验资料。该“旋转式水工混凝土水砂磨耗机”具有以下特点:

1) 冲 磨 速度可根据需要调节:该机转速为1040r/min时，v=22 .72m /s ; 转 速为1320r/min， v=28.83m/s;转速为176 0r/ mi n， v= 38 .45m/s。因此，试验中可根据需要选择适 当 的速 度 。

2) 试 件 尺寸为高150mm，内弧长109.2mm，外底边长为138 mm ， 厚 56mm ，每次试验时可放置4组不同材料试件 共十 二 块 沿 试 验机圆环排列。

3) 磨 料 :用厦门ISO标准砂厂产品，粒径范围为0.5mm-1．O m m, 砂 的 用 量 为水/砂=100 :7 .5(重量比)。

4) 冲 磨 试验周期:试件每冲磨15min，停机检查磨损的深度和 宽 度 并 称 重 ，然后更换磨蚀剂重复冲磨三次，累计冲磨 时 间 45min 。

为 论证 该 机的试验效果，重复进行了环氧砂浆抗冲磨性能对比试验，用两台试验机同时试验，一台是“旋转式水工混凝土水砂磨耗机”(简称磨耗机)，实际冲磨速度为38.45m/s;另一台是“混凝土抗含砂水流冲刷试验方法”中规定的“冲刷试验仪”(简称冲刷仪)。采用了集中拌料、专人成型、养护，到28d龄期时再分头试验的措施，环氧砂浆抗压强度为113.0W a。试验时采用相同的磨料，统一规定每次冲磨0.5h，冲磨3次，共计1.5h. 冲刷仪水中含砂量按“混凝土抗含砂水流冲刷试验(圆环法)” 中的规定执行，磨耗机的水中含砂量为7.5 %，即每次用磨料6kg加水80kg，每组试验三个试件，结果计算和数据处理均按“混凝土抗含砂水流冲刷试验”中的规定执行。冲磨试验结果见表3和表4。

对 比试 验 结果可看出，冲磨速度为38.45m/s的磨耗机冲磨强度是冲刷仪的17倍，即对强度113MPa的环氧砂浆，前者每小时每平米面积冲磨掉3kg以上，而14m/s冲刷仪仅冲磨掉0.19kg，换言之，每平米面积冲磨lkg环氧砂浆前者用0.29h. 后者要用5h。说明该磨耗机作为环氧砂浆抗含砂水流冲刷试验是可行的。在满足试验要求的前提下，也可考虑采用其他类型的圆环式混凝土含砂水流冲刷试验仪。

6 施工技术

6.3 基层混凝土的处理

6.3.2 基层混凝土处理要求和方法:采用喷砂法打毛应控制砂的粒径范围，减少灰尘飞扬。在隧洞内施工时一定要有通风措施，有条件时可用真空喷砂作业。真空 抛 丸机打毛:己比较多地用于混凝土表面清理，整个处理过程无粉尘污染，经处理的混凝土表面粗糙度均匀平整、清洁干净。抛丸机配有高耐磨材料的抛丸轮，及自动脉冲高压空气，定时清理除尘过滤系统。国产设备技术参数如下:

 粗 糙 度 :CSP2-CSP8级(国际标准)。

钢 丸 速 度:80m/s.

抛丸 幅 宽 :200mme

清 理 效 率:80m2m-v120m2m (地面)。

行 走 速 度:0.8m/min--llm /mine

压 力 水 喷毛:该方法已在工程中采用，可根据需要控制不同压力，低压水控制压力在0.5-1.OMPa，一般用于清除混凝土表面的浮尘和松动颗粒。高压水一般用于打毛混凝土，即打掉混凝土表层一定深度，而深度的大小与混凝土的强度和龄期有关，与混凝土表面的质量有关。一般情况下，28d C30的混凝土用30MPa的高压水打毛，可清理干净混凝土表面的水泥浆薄层，不会扰动混凝土骨料，效率较高。

人工 凿 毛 或风镐凿毛:以往的施工常采用此方法，其特点是劳动强度大、工效低、打毛不均匀、易扰动骨料。

6.5 涂抹工艺和技术要求

6.5.3 施工环境要求

环氧 砂 浆 的施工环境日温差不宜太大，施工温度在15℃一30℃比较合适，如果砂浆的拌和、使用或固化的环境温度低于15℃或高于30℃时，要有专门保护措施，生产者应提出建议。在低温 下 树脂砂浆固化很慢，如果在15℃以下进行施工应该选用可在较低温度下固化的材料和配方。