高彈性環(huán)氧基裂縫修補(bǔ)材料在綠色墻體修復(fù)中的應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TQ323.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2025）05-0022-04

Abstract：In order torepair and improve the performance of cracked green building walls，the application of high-elastic epoxy-based crack repair materials in therepair of green building wals was studied.Afterthe high-elasticity epoxy crack repair material was preparedbybisphenol Aepoxy resin，it was injected into the cracks of green building wall specimens prepared byBO5 flyash aeratedconcrete blocked bychemical grouting method，and the mechanical properties and durabilityof the test specimens were tested by microcomputer hydraulicuniversal test.The test results showed thattheprepared high-elasticity epoxy-based crack repair material had beter performance and met the performance requirements of GB/T50728-2011 for modified epoxy-based concrete crack grout.The compressive strength and flexural strength of the specimens were greater than 33 MPa and 3 MPa after the repair of the gren building wall，and the mechanical properties were improved.After repairing thecracks in the green building wall，theelectrical flux value of the wall met the standard value of 655 C，and the mechanical properties and durability of the wall were repaired and improved.

Key words ：epoxy group ；crack repair materials； green buildings ；wall repair；bisphenol a type epoxy resin

在當(dāng)前的綠色建筑工程施工中，一些裂縫僅出現(xiàn)在墻體表面，此類裂縫對(duì)墻體的承載性能不存在明顯影響，但某些裂縫會(huì)出現(xiàn)在墻體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，此類裂縫不但對(duì)墻體內(nèi)部結(jié)構(gòu)承載力存在直接影響，且影響墻體的使用性能[1-2]。羅翔云等利用普通硅酸鹽水泥，同時(shí)使用礦渣、粉煤灰及硅灰等混合材料，采用預(yù)制氣泡后混合的方法制備憎水性輕質(zhì)泡沫混凝土，應(yīng)用于裂縫修復(fù)[3]。但在實(shí)際應(yīng)用中，憎水性輕質(zhì)泡沫混凝土在不同的環(huán)境條件下的表現(xiàn)可能存在差異，導(dǎo)致修復(fù)效果較差。黃云波等制備單組分聚氨酯泡沫膠粘劑，修復(fù)試件裂縫。但是單組分聚氨酯泡沫膠粘劑在與部分被修復(fù)材料接觸時(shí)，不能良好地粘附并產(chǎn)生持久的連接，導(dǎo)致修復(fù)效果較差[4]。王猛等使用速凝、速硬硫鋁酸鹽水泥、聚丙烯酰胺，分別以膠凝材料、絮凝組分加工處理為水泥基修補(bǔ)漿體材料，進(jìn)行混凝土裂縫修復(fù)。但是該材料無法良好地與混凝土表面粘接，會(huì)導(dǎo)致修復(fù)層與原結(jié)構(gòu)之間的界面分離或剝離[5]。趙齊等提出環(huán)氧漿液修復(fù)混凝土裂縫，但是環(huán)氧漿液在不同環(huán)境條件下的性能表現(xiàn)可能存在差異[6]。結(jié)合已有研究成果和存在的問題，研究高彈性環(huán)氧基裂縫修補(bǔ)材料在綠色建筑墻體修復(fù)中的應(yīng)用。

1實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 材料設(shè)備

1.1.1 環(huán)氧樹脂

雙酚A型環(huán)氧樹脂與多種環(huán)氧樹脂對(duì)比，其力學(xué)性能、耐久性都存在優(yōu)勢(shì)，且生產(chǎn)工藝難度小，使用成本低。E51型雙酚A環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值顯著[7-9]，為此將其作為基底材料，制備高彈性環(huán)氧基裂縫修補(bǔ)材料。E51型雙酚A環(huán)氧樹脂材料的技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

1.1.2 固化劑、改性劑固化劑、改性劑等材料詳情如表2所示。

1.1.3 使用儀器與分析軟件

試驗(yàn)使用的儀器如表3所示，試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel2020進(jìn)行數(shù)據(jù)分析[0-11] 。

1.2 修補(bǔ)材料的制備

用于修補(bǔ)綠色建筑墻體裂縫的注漿料配合比信息如表4所示。

室溫環(huán)境中，結(jié)合表4所示的配合比信息，把幾種材料分別放在攪拌器中[12-14]，設(shè)置攪拌器的轉(zhuǎn)速是 450r/min ，將其攪拌均勻，便可制備用于修補(bǔ)綠色建筑墻體裂縫的高彈性環(huán)氧基裂縫修補(bǔ)注漿料[15]。

1.3裂縫修復(fù)方案設(shè)計(jì)

1.3.1綠色建筑墻體詳情

加氣混凝土砌塊可以作為綠色建筑墻體的主要材料，加氣混凝土砌塊的生產(chǎn)過程中不使用任何化學(xué)添加劑，同時(shí)其多孔結(jié)構(gòu)使得墻體具有良好的保溫隔熱性能，有助于減少能源消耗，降低碳排放[6-18]。實(shí)驗(yàn)中綠色建筑墻體試件主要使用 B05級(jí)粉煤灰加氣混凝土砌塊制備，墻體水泥使用強(qiáng)度級(jí)別是32.5普通硅酸鹽水泥，由湖南鑫鼎力新材料科技有限公司生產(chǎn)。墻體粉煤灰來自北京同舟鑫源建材科技發(fā)展有限公司，其基本詳情如表5所示。

綠色建筑墻體試件的制作步驟如下：

（1）將粉煤灰加水磨成漿料；

（2）將生石灰放入漿料后，放入水泥混合均勻；（3）在混合均勻的漿料中放入發(fā)泡劑，均勻攪拌后倒進(jìn)模具，靜待氧發(fā)泡固化成型，切割成砌塊；（4）將砌塊原胚放進(jìn)蒸養(yǎng)室內(nèi)進(jìn)行蒸養(yǎng)，設(shè)置環(huán)境溫度與相對(duì)濕度分別是 25%55% 。蒸養(yǎng)結(jié)束后拆模并擺放好成品，并將試件按照試驗(yàn)需求打造裂縫狀態(tài)，用于后續(xù)裂縫修補(bǔ)試驗(yàn)使用。

1.3.2基于化學(xué)灌漿法的裂縫修復(fù)方案

綠色建筑墻體試件裂縫處理工藝步驟是：

（1）檢測(cè)綠色建筑墻體裂縫形狀、長度、寬度和深度；

（2）使用手持打磨機(jī)打磨裂縫，順著裂縫開槽，開槽形狀為騎縫，槽的寬度與深度分別是 5.5.2.5cm

（3）以騎縫、斜孔的模式布孔，騎縫鉆孔是注漿孔，騎縫孔鉆孔角度和墻面之間呈垂直分布關(guān)系；

（4）鉆孔完畢使用高壓水沖洗孔，標(biāo)記孔的直徑、深度以及角度；

（5）將注漿嘴安裝在灌漿孔中，在孔中倒入環(huán)氧膠泥封閉后，并在鄰近灌漿嘴中間裝1個(gè)排氣管；

（6）灌漿嘴安裝完畢，由環(huán)氧膠泥封閉騎縫孔的孔口和縫面。對(duì)高程處最低的孔陸續(xù)灌漿，灌漿時(shí)需要調(diào)整灌漿壓力表；

（7）注漿凝固狀態(tài)時(shí)，將注漿嘴與排氣管分離。打磨灌漿嘴，均勻涂抹厚度為 0.6mm 的環(huán)氧膠泥，并在膠泥表面安裝玻璃纖維網(wǎng)格布，完成裂縫修補(bǔ)。

1.4 性能測(cè)試

1.4.1 力學(xué)性能

綠色建筑墻體試件力學(xué)性能的檢測(cè)儀器是微機(jī)液壓萬能試驗(yàn)機(jī)，其最大試驗(yàn)力與測(cè)力范圍分別是600kN 、[ 1% ， 100% ]。

（1）抗壓強(qiáng)度。各組試件數(shù)量是3個(gè)，隨機(jī)檢測(cè)試件的寬度與厚度，將其均值作為試驗(yàn)結(jié)果。測(cè)試過程中，需要保證試件的中心線和上下壓板中心線在同一方向，其端面平行于微機(jī)液壓萬能試驗(yàn)機(jī)壓板表面。檢測(cè)抗壓強(qiáng)度時(shí)，試驗(yàn)速度設(shè)成 5.5mm/min 。啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)時(shí)，按壓開始電鈕便可進(jìn)入壓縮測(cè)試環(huán)節(jié)，當(dāng)墻體試件被壓壞便可記載其破壞荷載，分析其抗壓強(qiáng)度。墻體試件抗壓強(qiáng)度 表達(dá)式：

式中： Q，G 分別代表破壞荷載、試件橫截面積； c，k 分別代表墻體試件寬度、厚度。

（2）劈裂抗拉強(qiáng)度。使用試驗(yàn)機(jī)夾持試件時(shí)，需保證墻體試件的中心軸線和上下夾具的對(duì)準(zhǔn)中心線在同一方向，對(duì)其進(jìn)行連續(xù)性的均勻加載，當(dāng)墻體試件狀態(tài)進(jìn)入破壞狀態(tài)時(shí)，提取其破壞載荷信息。檢測(cè)墻體試件劈裂抗拉強(qiáng)度時(shí)，設(shè)置正常試驗(yàn)速度是 8mm/min ，如果墻體試件進(jìn)入破壞狀態(tài)時(shí)處于夾具中，此時(shí)試件數(shù)據(jù)失效，再次使用新的墻體試件進(jìn)行測(cè)試。墻體試件抗拉強(qiáng)度（ 表達(dá)式：

式中：A代表有效受拉面積； K 代表形狀修正系數(shù)。

1.4.2 耐久性

耐久性主要檢測(cè)修補(bǔ)后墻體試件的電通量。使用HDT-A混凝土電通量測(cè)定儀檢測(cè)墻體試件電通量。墻體電通量的大小取決于其組成材料的導(dǎo)電性能以及材料的孔隙率等因素。如果墻體材料的導(dǎo)電性能較差，或者材料的孔隙率較高，那么墻體的電通量就較小，意味著墻體對(duì)于電場(chǎng)的屏蔽作用較弱。

2 結(jié)果與討論

2.1 環(huán)氧注漿料性能測(cè)試結(jié)果

分析高彈性環(huán)氧基裂縫修補(bǔ)材料在綠色建筑墻體修復(fù)中的應(yīng)用效果之前，先使用微機(jī)液壓萬能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試高彈性環(huán)氧基裂縫修補(bǔ)材料的7d抗壓強(qiáng)度、7d抗拉強(qiáng)度、7d剪切強(qiáng)度、7d正拉粘接強(qiáng)度，并使用旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)檢測(cè)高彈性環(huán)氧基裂縫修補(bǔ)材料黏度初始值，所制備的高彈性環(huán)氧基裂縫修補(bǔ)材料性能如表6所示。

結(jié)合表6數(shù)據(jù)分析，所制備的高彈性環(huán)氧基裂縫修補(bǔ)材料性能較優(yōu)，與GB50728—2011《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》對(duì)改性環(huán)氧基混凝土裂縫注漿料的性能要求內(nèi)容相符。

2.2綠色建筑裂縫修補(bǔ)后力學(xué)性能測(cè)試數(shù)據(jù)分析

2.2.1 抗壓強(qiáng)度

在不同裂縫狀態(tài)下，綠色建筑墻體修補(bǔ)前后試件的抗壓強(qiáng)度變化如表7所示。

結(jié)合表7中數(shù)據(jù)分析，綠色建筑墻體裂縫修復(fù)前，墻體試件的抗壓強(qiáng)度因裂縫深度值變大而變小，隨著裂縫寬度變大而變小。當(dāng)裂縫寬度是0.55mm ，裂縫深度變深時(shí)，修補(bǔ)前試件抗壓強(qiáng)度從29.9MPa 降低至 25.7MPa ，修補(bǔ)后試件抗壓強(qiáng)度均大于 ；當(dāng)裂縫寬度是 1.5mm ，裂縫深度變深時(shí)，修補(bǔ)前試件抗壓強(qiáng)度仍低于修補(bǔ)后。由此說明，使用制備的修補(bǔ)材料修復(fù)綠色建筑墻體裂縫，能提高墻體抗壓強(qiáng)度。

2.2.2 抗折強(qiáng)度

在不同裂縫狀態(tài)下，綠色建筑墻體修補(bǔ)前后試件的抗折強(qiáng)度變化如表8所示。

結(jié)合表8數(shù)據(jù)分析，修復(fù)綠色建筑墻體裂縫前，試件的抗折強(qiáng)度隨著裂縫深度變大而變小，隨著裂縫寬度變大而變小。當(dāng)裂縫寬度是 0.55mm 時(shí)，裂縫深度從 3.5cm 變深為 5.5cm ，修補(bǔ)前試件抗折強(qiáng)度從1.58MPa降低至0.65MPa，裂縫深度為7.5cm 時(shí)，修補(bǔ)前試件抗折強(qiáng)度為 0MPa ；當(dāng)裂縫寬度是 1.5mm 裂縫深度變深時(shí)，修補(bǔ)前試件抗折強(qiáng)度也隨之降低，修補(bǔ)后試件抗折強(qiáng)度大于修補(bǔ)前，均大于 3MPa 。由此說明，修復(fù)綠色建筑墻體裂縫，能夠提高墻體抗折強(qiáng)度。

2.3綠色建筑裂縫修補(bǔ)后耐久性測(cè)試數(shù)據(jù)分析

在不同裂縫狀態(tài)下，綠色建筑墻體修補(bǔ)前后試件的耐久性變化如表9所示。

結(jié)合表9中數(shù)據(jù)分析，墻體電通量的標(biāo)準(zhǔn)值是655C。墻體出現(xiàn)裂縫后，隨著裂縫寬度、深度數(shù)值增大，墻體電通量數(shù)值均會(huì)變大，此時(shí)墻體對(duì)電場(chǎng)的屏蔽作用變差。修復(fù)綠色建筑墻體裂縫后，墻體電通量數(shù)值滿足標(biāo)準(zhǔn)值655C這一條件。由此說明，使用高彈性環(huán)氧基裂縫修補(bǔ)材料修復(fù)綠色建筑墻體裂縫，能夠改善墻體對(duì)電場(chǎng)的屏蔽作用。

3結(jié)語

高彈性環(huán)氧基裂縫修補(bǔ)材料在綠色建筑墻體的修復(fù)中具有廣泛的應(yīng)用前景。以高彈性環(huán)氧基裂縫修補(bǔ)材料在綠色建筑墻體修復(fù)中的應(yīng)用效果為研究課題，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了高彈性環(huán)氧基裂縫修補(bǔ)材料修復(fù)綠色建筑墻體裂縫后，綠色建筑墻體抗壓性能、抗折性能以及耐久性能均得到有效修復(fù)，在綠色建筑墻體的修復(fù)中具有應(yīng)用前景。

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（喜億妒娼廿幅）