当下,无论是既有建筑物的加固改造与补强,还是桥梁路面、堤坝机场的混凝土修补,新旧混凝土界面粘结强度不足导致工程失败的案例时有发生。使用界面剂粘结新旧混凝土是一种简单、有效的方法。本文旨在研制一种自收缩小、抗压强度和粘结强度高、抗冻性能好的加固用改性砂浆界面剂。首先确定一种早期强度高、收缩小的复合水泥基体,通过聚合物乳液(丙烯酸树脂类胶粉乳液、水性环氧树脂乳液、丁苯乳液)和超细矿物掺合料(硅灰、超细粉煤灰)对其进行改性,研究不同掺量、不同龄期对改性界面剂力学性能的影响,然后通过24组界面剂对新旧混凝土界面粘结的劈裂抗拉、抗剪性能研究,优选出4种改性界面剂粘结新旧混凝土,进行了冻融后的抗剪试验研究,并将其应用到8根纯弯段置换混凝土加固梁的受弯试验中,验证了置换梁中新旧混凝土的共同工作性能。试验结果表明:(1)普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥-石膏是一种较好的复合水泥基体,当硫铝酸盐水泥和石膏对普通硅酸盐水泥的取代率均为5%时,水泥基体收缩小且早期抗折、抗压强度高。(2)聚合物乳液对砂浆界面剂的抗折强度有所提高,但其抗压强度降低。丙烯酸树脂类胶粉乳液掺量小于1%和丁苯乳液掺量小于10%的砂浆界面剂,7d本体抗压强度均能大于30MPa。(3)通过劈裂抗拉试验研究界面粗糙度对新旧混凝土粘结强度的影响,得出界面粗糙度在1 mm～2mm时,新旧混凝土粘结效果最好。(4)采用聚合物单独改性砂浆界面剂粘结的新旧混凝土的粘结强度,总体上随龄期的增长而增大,其中丁苯乳液改性效果最优。丙烯酸树脂类胶粉乳液掺量在1%～3%和丁苯乳液掺量10%时,新旧混凝土粘结强度较高,能接近整浇试件的劈裂抗拉强度和抗剪强度。(5)改性砂浆界面剂水灰比越大,粘结强度越低。随着硅灰、超细粉煤灰掺量的增加,粘结强度增速先快后慢,硅灰和超细粉煤灰掺量分别以10%和5%时最优。0.3水灰比+10%硅灰+10%超细粉煤灰+5%丁苯乳液改性砂浆界面剂的粘结试件,界面28d粘结强度均超过整浇试件,试验中从母材处破坏,其Z形粘结试件在冻融循环40次后的粘结抗剪强度占整浇试件抗剪强度的92.7%,表现出良好的抗冻性能。(6)纯弯段置换混凝土加固梁受弯试验中,使用优选界面剂的梁开裂荷载较大,新旧混凝土粘结良好,有利于其协同工作。