环氧树脂砂浆及树脂混凝土具有收缩率小、胶粘强度高、尺寸稳定、耐化学介质等优点，但
在道路桥梁补强中,会产生脆性破坏。为了改善环氧树脂的脆性，常在环氧树脂中加入增韧
剂，增韧剂分为活性和非活性两类。非活性增韧剂不参与化学反应，只是以游离状态存在于
固化的胶层中，工程上常用的非活性增韧剂有邻苯二甲酸二丁脂等。活性增韧剂参与固化反
应，增韧效果显著。聚硫橡胶是活性增韧剂之一，类似橡胶的多硫乙烯树脂，具有良好的
耐油、耐溶剂、耐水特性。它与环氧树脂混合后，硫醇基可以与环氧基发生化学作用，参
加到固化的环氧树脂结构之中，赋予交联后的环氧树脂较好的柔韧性。
2
改性环氧树脂浆液、树脂砂浆、树脂混凝土配比试
验试验的基本材料:E-44环氧树脂、聚酰氨、乙二氨、聚硫橡胶、砂、碎石、石粉及水泥等。
试验中改变聚硫橡胶的掺量，得出粘结力符合要求的结合料配合比。配制改性环氧树脂砂浆
和树脂浆液的配比及性能见表1。
在桥梁铺装层维修中，改性环氧树脂混凝土主要用于桥面伸缩缝刚性混凝土的修补和路面的
补强。设计混凝土的抗压强度1 d龄期大于35 MPa(与水泥混凝土28
d龄期相近)，抗压弹性 模量为(10～35)×103 MPa。经试配后,
改性环氧树脂混凝土的配合比及性能见表2。
表1
改性环氧树脂砂浆、浆液配比及性能
|
试验编号
|
环氧树脂
|
聚硫橡胶
|
聚酰氨
|
石粉
|
水泥
|
砂
|
抗压强度
/MPa
|
抗拉强度/MPa
|
抗拉伸长率/%
|
压缩变形率
|
|
1-1
|
100
|
100
|
-
|
300
|
-
|
-
|
43
|
5.38
|
20
|
36
|
|
1-2
|
100
|
50
|
-
|
-
|
350
|
-
|
35
|
3.70
|
18
|
30
|
|
1-3
|
100
|
30
|
-
|
-
|
125
|
280
|
26
|
2.43
|
12
|
10
|
|
1-4
|
100
|
-
|
30
|
-
|
125
|
280
|
31
|
4.50
|
2
|
5
|
注：表中材料用量为质量份。
表2
改性环氧树脂混凝土的配比及性能
|
试验编号
|
环氧树脂
|
聚硫橡胶
|
聚酰氨
|
水泥
|
砂
|
碎石
|
抗压强度/M
Pa
|
抗压模量/×103
MPa
|
备注
|
|
2-1
|
100
|
50
|
-
|
125
|
300
|
200
|
71
|
5
|
|
|
2-2
|
100
|
30
|
-
|
125
|
300
|
50
|
56
|
18
|
|
|
2-3
|
100
|
50
|
-
|
125
|
300
|
300
|
26
|
8
|
|
|
2-4
|
100
|
50
|
10
|
125
|
250
|
450
|
21
|
12
|
|
|
2-5
|
-
|
-
|
-
|
115
|
200
|
350
|
31
|
20
|
对比试验
|
注：表中材料用量为质量份。
改性环氧树脂混凝土在掺入聚硫橡胶后，弹 性模
量有较明显 的下降。随 着碎石用 量的增加，抗压
强度相应 降低。 原因是单位体积中碎石、砂、水泥占有量大，而环氧粘结料少。因
此，要配制抗压强度30 MPa的改性环氧树脂混凝土，环氧树脂量应不少于280～300
kg/ m3，用石量介于100～200 kg/m3。
3
聚硫橡胶改性环氧树脂粘贴防水卷材试验
试验采用土工膜和玻纤格栅两种防水卷材，土工膜由涤纶纤维与聚氨酯复合而成，抗拉强度
3.8 MPa，伸长率只有10%。土工膜根据厚度的不同分为500
g/m2、600 g/m2、700 g/m 2 3种规格，施工时，只需把土工膜粘贴在桥面上即可起防水作用。
玻纤格栅由玻璃纤维编织而成，格栅为15
mm×15 mm的方格网,单层268 g/m2,纤维束直径 0.5 mm，玻璃纤维经浆液处理，不会对人体造成危害。玻璃纤维的抗拉强度高达1000
MPa以 上，变形仅1%。
为了更符合桥面防水层施工实际，采用以下3种不同的结合情况进行试验。
(1)模拟水泥混凝土桥面铺装层的防水情况，即在两水泥混凝土板之间夹入由改性环氧树脂
粘贴的土工膜或玻纤格栅防水层。
(2)在水泥混凝土板与沥青混凝土板之间夹入由改性环氧树脂粘贴的土工膜或玻纤格栅，模
拟沥青混凝土桥面铺装层的防水情况。
(3)把改性环氧树脂玻纤格栅作防水层粘贴在沥青混凝土试件的底部，进行沥青混凝土抗弯
试验。
试验表明，水泥混凝土与水泥混凝土之间夹入树脂防水层，其强度较大，符合环氧树脂砂浆
的粘结(剪)
强度要求。在水泥混凝土与沥青混凝土之间夹入树脂防水层,抗剪破坏不在接合面，而在沥
青混凝土，这
说明防水层强度大于沥青混凝土的强度，粘结是有效的。在抗弯试验中，强度增加极为明显
，有助于抵抗桥面振动产生的破坏。试验结果见表3。〖FL)〗
表3
改性环氧树脂浆粘结防水卷材试验
| 项目 |
改性环氧树脂卷材抗拉试验 |
水泥混凝土之间夹入防水层抗剪试验 |
水泥混凝土与沥青混凝土之间夹入防水层抗剪试验* |
防水层粘贴在沥青混凝土底
部抗弯试验 |
|
防水材料种类
|
土工膜 |
玻纤格栅 |
土工膜 |
玻纤格栅 |
土工膜 |
玻纤格栅 |
无防水材料 |
玻纤格栅 |
| 强度/MPa |
3 |
16 |
2 |
3 |
0.3 |
0.3 |
1.3 |
4 |
* 沥青混凝土自身破坏。
4
伸缩缝防水密封胶试验
试验采用从日本进口的聚硫橡胶及国产的硫化剂,配制成双组分聚硫橡胶密封胶。聚硫橡胶
密 封胶在建筑、桥梁工程中的使用寿命约为15年以上。由于聚硫橡胶密封胶性能好，具有良好
的弹性、耐大气老化和耐水性，在桥面和路面中可以作为伸缩缝防水密封材料。
双组分聚硫橡胶密封胶的参考配方(质量份)：
甲组分：液体聚硫橡胶100、钛白粉20；
乙组分：氧化铝7.5、二丁酯6.75；
甲组分∶乙组分=100∶7.5。
使用时将甲、乙组分分别按比例混合搅拌成为密封胶液。乙组分用量越大其弹性越大,弹性
回弹伸缩量最大可达200%，为保证密封胶具有一定的抗压强度，乙组分应控制在7%～10%。
伸缩缝密封胶试验：试验用2块预制的水泥混凝土板，水泥混凝土板之间相隔5
cm作为伸缩 缝(见图1)。伸缩缝之间底部放一块垫片，底层注入2
cm不干胶，不干胶主要材料是氯丁橡 胶，中层注入3～4
cm聚硫橡胶，上层注入聚硫橡胶密封胶。
试验过程：在变温箱中作60 ℃—常温—60 ℃反复试验；在常温中作拉—压—拉反复试验(
变形量为2.5 cm)；在40 ℃温度中作拉—压—拉反复试验(变形量为2.5
cm)。试验结果表明 ，聚硫橡胶的疲劳次数达5×107以上，因而可以作为伸缩缝材料。
图1
伸缩缝密封胶试验
5
聚硫橡胶改性环氧树脂在桥面铺装层中应用
聚硫橡胶改性环氧树脂具有较好的弹性、延伸性、抗拉强度，适合于特殊桥面的防水层、桥
面或路面混凝土的补强。1998年12月，在广东西江公路铁路两用双层大桥上进行应用试验，
试验面积288 m2，经过2年多的使用，防水层和补强混凝土均保持良好。聚硫橡胶改性
环氧树脂防水层的配制和施工程序如下：
(1)按表4配方要求配置粘结料。
表4
改性环氧树脂橡胶混合料配合比
| 施工项目 |
环氧树脂 |
聚硫橡胶 |
砂 |
碎石 |
石粉 |
| 防水粘层(1.5mm) |
100 |
30 |
280 |
|
125 |
| 灌缝油 |
100 |
15 |
|
|
|
| 补强混凝土 |
100 |
30 |
100 |
100 |
100 |
(2)把环氧树脂、丙酮、聚硫橡胶按比例注入小型砂浆机内搅拌。
(3)加入固化剂，搅拌1 min后投入细砂等填料再搅拌1
min。
(4)改性环氧树脂砂浆的初凝时间控制在2 h，施工前先把桥面清扫干净，然后均匀摊铺树
脂砂浆，再铺两层玻纤格栅网，最后在网上再铺上薄层树脂砂浆，用灰刀或压板推压平整，
使桥面形成防水层。
(5)在橡胶改性环氧砂浆终凝前，摊铺沥青混凝土，充分利用沥青混凝土的热量，加速砂浆
的凝固，并在压路机的压力下，使沥青混凝土、防水层、桥面板完全地结合为一整体。
施工后的检测表明，防水层和补强混凝土结合得非常牢固，是强度相当高的一种防水和补
强材料。