【摘 要】
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为了解决目前桥面铺装材料过早破坏的问题,环氧树脂基混凝土由于其优异的力学性能和快速成型的特点,在桥面铺装和建筑预制件中的应用与日俱增。在自然环境中,环氧树脂基混凝土的力学性能不可避免地会受到温度剧烈变化、雨水侵蚀、紫外线辐射和其他天气条件的影响而发生劣化,而环氧树脂-砂浆作为骨料的粘结剂,具有强度高、抗变形能力强的特点,在环氧树脂基混凝土中起到荷载传递及协调变形的作用,因此环氧树脂-砂浆在自然环境
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为了解决目前桥面铺装材料过早破坏的问题,环氧树脂基混凝土由于其优异的力学性能和快速成型的特点,在桥面铺装和建筑预制件中的应用与日俱增。在自然环境中,环氧树脂基混凝土的力学性能不可避免地会受到温度剧烈变化、雨水侵蚀、紫外线辐射和其他天气条件的影响而发生劣化,而环氧树脂-砂浆作为骨料的粘结剂,具有强度高、抗变形能力强的特点,在环氧树脂基混凝土中起到荷载传递及协调变形的作用,因此环氧树脂-砂浆在自然环境中力学性能的变化对环氧树脂基混凝土的性能起着至关重要的影响。在目前的研究中,人们对紫外线辐射、湿度和温度使环氧树脂基混凝土力学性能下降的机理尚不清楚,因此文以环氧树脂-砂浆为研究对象,针对华南地区的气候条件设计了环氧树脂-砂浆湿热老化实验和紫外线加速老化实验,研究在不同老化条件下环氧树脂-砂浆抗弯性能的变化。利用新的测试手段,通过原子力红外光谱技术（AFM-IR）测试了湿热老化和紫外线老化后环氧树脂的老化产物及老化层厚度,并通过扫描电子显微镜（SEM）来研究环氧树脂-砂浆中显微结构的变化。最后结合环氧树脂-砂浆在不同温度的湿热环境中抗折强度的变化规律建立预测模型,对环氧树脂-砂浆的抗折强度进行预测。本文的主要研究结论:（1）研究不同温度的湿热环境对环氧树脂基体和环氧树脂-砂浆抗弯性能的影响。将环氧树脂基体和环氧树脂-砂浆放置在25℃、40℃、60℃和80℃湿热环境中进行不同时长的老化实验,最长老化时间为14天。由环氧树脂基体和环氧树脂-砂浆在不同温度的湿热环境中抗折强度和抗弯模量随时间的变化规律可知,抗折强度和抗弯模量随老化温度和老化时间的增长单调衰减。在80℃湿热环境中老化14天后,环氧树脂基体的抗折强度和抗弯模量分别降低了23.1%和18.4%,环氧树脂-砂浆的抗折强度和抗弯模量分别降低了22.8%和21%。（2）根据广州地区的紫外线辐射量确定了紫外线加速老化1年的等效老化时间为46.6小时,并对环氧树脂基体和环氧树脂-砂浆进行不同时长的紫外线加速老化实验,最长等效老化时间为7年。三点弯曲实验结果表明,在紫外线加速老化实验中,紫外线辐射对材料的抗弯性能影响不大。（3）研究不同老化环境中环氧树脂基体和环氧树脂-砂浆的老化机理。环氧树脂基体80℃湿热老化后的AFM-IR实验结果表明,湿热环境不会对环氧树脂造成化学老化。环氧树脂紫外线老化后的AFM-IR实验结果表明,紫外线仅在试样的表层产生老化,老化产物分布在表层30～50μm的范围内,说明紫外线造成的表层老化不足以对环氧树脂-砂浆的抗弯性能造成明显的降低。SEM结果表明,湿热环境会削弱骨料与树脂界面的粘结性能,导致环氧树脂-砂浆在湿热老化后抗弯性能降低。（4）提出了适用于描述环氧树脂-砂浆湿热老化实验后抗折强度随时间变化规律符合的改进Arrhenius模型。改进的Arrhenius模型预测表明,环氧树脂-砂浆在长时间的湿热老化后其抗折强度在下降一定程度后将保持稳定,在40℃、60℃和80℃的湿热环境长时间湿热老化后,环氧树脂-砂浆的抗折强度将分别降为原来的92.8%、89.1%和79.4%。（5）建立了叠层损伤梁模型,分析了老化层厚度对环氧树脂-砂浆抗弯性能的变化规律,得到了环氧树脂-砂浆在40℃、60℃和80℃的湿热环境中老化14天后,老化层的厚度分别为3.63mm、3.85mm和4.02mm。
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