泄水建筑物的冲蚀破坏是目前水工建筑物修补中所面临的一个严重问题。环氧砂浆材料是一种常用的水工薄层修补材料,环氧砂浆具有粘接强度高,抗冲蚀能力强等优点。随着我国水利工程建设的发展和一大批高水头电站的建设,工程实际对水工抗冲磨修补材料提出了更高的要求,以满足工程实际的需要。 本文根据环氧砂浆材料在工程应用中暴露出的问题,分析了提高环氧砂浆抗冲磨性能的技术途径,认为对环氧树脂固化体系进行增韧改性和选取适合的胶沙比是提高环氧树脂砂浆抗冲磨性能可行的方法。首先进行了环氧树脂的断裂韧性试验,研究了增韧剂对环氧树脂断裂韧性的影响;然后针对环氧砂浆的抗磨蚀性能进行了正交试验研究,研究了流速、增韧剂掺量、填料比例、含沙量四个因素对环氧砂浆磨蚀性能的影响;最后根据正交试验的结果,提出一种高抗冲磨环氧砂浆——HD-EP。 断裂韧性试验结果表明,增韧剂的加入能够大幅度提高环氧树脂的断裂韧性和抗拉强度,扫描电镜照片显示加入增韧剂后,环氧树脂固化体系中形成了“海岛结构”。 正交试验研究得出以下结论:增韧剂掺量、填料比例、含沙量、流速对环氧砂浆的磨蚀影响都十分显著。其中,增韧剂的掺入大幅度提高了环氧树脂的断裂韧性,而断裂韧性的提高减小了环氧砂浆微裂纹发生的机率,能够大幅度降低环氧砂浆的磨损率,这表明韧性是影响环氧砂浆抗冲磨性能的一个重要因素。而填料比例的变化对环氧砂浆的抗冲磨性能也十分显著,因此,合适比例的胶沙比是配制高抗冲磨环氧树脂砂浆的一个重要方面。