劉數(shù)華

（武漢大學(xué)，博士、副教授）

當(dāng)前，用于新老混凝土界面粘結(jié)的修補材料主要分無機和有機材料兩類。無機類有水泥或水泥砂漿，其主要缺點是粘結(jié)性差，達不到消除薄弱界面的目的。有機類的粘結(jié)強度相對較高，但與混凝土的線膨脹系數(shù)相差太大，易變形剝離，且耐久性差、價格高、需干面施工、有毒。

在對新老混凝土界面粘結(jié)或?qū)匣『炷吝M行修補時，一般要求界面粘結(jié)材料或修補材料的力學(xué)強度應(yīng)略優(yōu)于混凝土，而物理變形特性盡可能與混凝土接近，這樣才能達到既消除薄弱界面形成整體，又使兩種材料長期共存的目的。

基于此，武漢大學(xué)研發(fā)了一種新型水泥基無機粘結(jié)膠，并已在實際工程中推廣應(yīng)用，解決了新老混凝土界面的粘結(jié)問題。該修補材料的應(yīng)用機理主要有：

（1）化學(xué)吸附：有新的水化產(chǎn)物生成，并產(chǎn)生很強的化學(xué)鍵，將新老混凝土粘結(jié)。化學(xué)鍵理論認為，膠粘劑與被膠物的表面通過化學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)鍵而產(chǎn)生膠結(jié)強度?；瘜W(xué)鍵分為離子鍵、共價鍵與金屬鍵，比范德華力能量要大得多，因而無機粘結(jié)膠與新老混凝土表面形成的化學(xué)鍵，有利于膠結(jié)強度的提高，對抵抗應(yīng)力集中、防止裂縫擴展的能力貢獻大。

（2）機械膠結(jié)：任何物體的表面，即使是經(jīng)過細致拋光后的物體表面，放大后觀察還是十分粗糙的，布滿空穴與溝槽；無機粘結(jié)膠滲入新老混凝土的孔穴和溝槽中，待其固化后，就把兩個物體的表面“鉚”在一起了；在實際施工中，為了增加膠結(jié)強度，往往將物體表面打毛。一方面是可增加膠結(jié)面積，另一方面是為了增加機械“鉚”接點。

（3）吸附作用，即膠粘劑充分濕潤被膠物的表面，分子間的吸附力就足以產(chǎn)生很高的粘附強度。第一階段是膠粘劑的大分子通過布朗運動遷移至被粘物體的表面，膠粘劑中的極性基團逐漸向被粘物的極性基團靠近。第二階段是吸附作用，當(dāng)膠粘劑與被粘物之間的距離小于5? 時，分子間的引力發(fā)生作用。根據(jù)計算，當(dāng)兩個理想平面距離為10? 時，由于范德華力的作用，它們的吸引力可達到10 ～100MPa，距離為3 ～4? 時可達到100 ～1000MPa，這個數(shù)值已遠遠超過現(xiàn)代最好的結(jié)構(gòu)膠結(jié)劑所能達到的膠結(jié)強度。然而理想平面很難達到，即使經(jīng)過精密拋光，兩個固體的接觸總面積還不到1%，因此只要膠結(jié)劑充分浸潤被膠物的表面，分子間的作用力就足以產(chǎn)生很高的粘附強度。