随着有机材料和高分子聚合物改性技术的不断完善，化学灌浆已成为修补混凝土裂缝的重要手段，目前常用的化学浆材有环氧树脂类、甲基丙烯酸酯类、聚氨酯类等。其中环氧树脂因其粘结强度高又相对经济而应用最为广泛，但环氧树脂的粘度较大，应用于微细裂缝时往往很难浸润裂缝，在其他浆材不满足粘结强度要求时，传统的做法是从外部钻孔贯入一个或多个灌浆通道，钻孔灌浆可实现修复裂缝的目的，但同时对结构会造成新的创伤，钻孔必须不影响结构的整体性和使用功能。预埋管灌浆的提出，是受混凝土仿生自修复机理的启发，在混凝土结构易产生裂缝的部位预先埋置管道以用作裂缝发生时的灌浆通道，从而避免钻孔对结构造成新的伤害。
试验通过配制适宜的环氧树脂浆液，以混凝土抗折试块作模拟灌浆试件，比较预埋管灌浆和传统钻孔灌浆两种不同灌浆方式的修复效果，并结合工程实践对预埋管灌浆的可行性做客观分析。
一、原材料及试验方法
（一）原材料
环氧树脂浆液配制用材料：双酚Ａ型环氧树脂Ｅ－４４（分析纯），甲苯（分析纯），丙酮（分析纯），糠醛（分析纯），苯酚（分析纯），乙二胺（分析纯），邻苯二甲酸二丁酯（简称ＤＢＰ），分析纯。水泥：地维４２．５Ｒ普通硅酸盐水泥，其各项性能符合ＧＢ１７５－２００７要求。集料：河砂，细度模数１．８；石灰石碎石，粒径５～２５㎜。玻璃管：中性（白）玻管，内径２㎜、外径４㎜。
（二）试验方法
模拟灌浆用混凝土抗折试块的强度等级参照规范［１］ＪＧＪ５５－２０１１《普通混凝土配合比设计规程》进行配制，试块的抗折强度参照标准［２］ＧＢ／Ｔ５００８１－２００２《普通混凝土力学性能试验方法》进行测定，为量化模拟灌浆的修复效果，提出抗折强度恢复率的概念，计算公式：

式中：ｆａ为抗折强度恢复率，１００％；ｆ１为第一次抗折强度值，ＭＰａ ；ｆ２为灌浆修复后第二次抗折强度值，ＭＰａ 。
二、环氧树脂浆液的配制
ＣＥＣＳ２５：９０《混凝土结构加固技术规范》附录二：裂缝修补方法［３］，给出了混凝土结构裂缝修补用环氧树脂浆液的五组典型配方，本试验参照配方对浆液进行试配，通过初始粘度和粘结拉伸强度测试从中选择最适宜的一组进行模拟灌浆用浆液的配制。
（一）初始粘度测试
参照标准［４］ＧＢ１２００７．４—８９《环氧树脂粘度测定方法》，采用ＮＤＪ－７９型旋转粘度计作粘度测定，选用第二单元测试系统，测定步骤按操作规程，注意所选用转筒的因子，刻度读数乘以所用转筒的因子，得到以毫帕斯卡？秒表示的粘度值。五组典型配方试配后初始粘度的测试结果如表１所示。

测试结果表明：１、２组配方浆液的粘度相对较高，基于本试验无压力灌浆设备的条件下，很难进行灌浆；３、４、５组配方浆液的粘度都在５０ｍＰａ·ｓ以下，粘度小，可灌性好，理论上可灌入任何缝隙，因而浆液应从后三组配方中选用。
（二）粘结拉伸强度测试
采用４２．５Ｒ普硅水泥与细度模数３．０１中砂以胶砂比１：３，水灰比１：２拌合浇筑而成“８”字型的砂浆试块，室温养护７ｄ后用拉力机拉断，拉伸强度均达到３．５　ＭＰａ以上。将３、４、５组配方浆液分组分别涂于断裂面上，按原茬合拢，沿缝面涂抹凡士林以防止浆液流失，然后用松紧带箍住，自然养护不同龄期后进行第二次拉断试验，第二次拉断试块的强度值即为环氧树脂浆液的粘结拉伸强度。后三组配方浆液不同固化时间的粘结拉伸强度测试结果如表２所示。

测试结果表明：以室温条件固化７ｄ为基准，从初始粘度大小相当的３、４、５三组配方中选择粘结拉伸强度相对高的一组配方，即第３组配方作为模拟灌浆用浆液的配制。
三、模拟灌浆试验
（一）灌浆试件的制备
模拟灌浆试件采用１００㎜×１００㎜×４００㎜，强度等级为Ｃ３０的混凝土抗折试块，为防止试块双集中等荷加载时发生断裂，在试块的受拉区配制２Ф４钢丝，钢丝保护层厚度取２０㎜。内径２㎜、外径４㎜的空心玻璃管作为灌浆通道，与钢丝分层、通长放置于试块受拉区，玻璃管数量控制在１～３根，并按玻璃管的根数将试块分为３组，每组不少于３个试块。同时制备１组不预埋玻璃管、相同强度等级的混凝土抗折试块，采用传统的钻孔灌浆，用于比较两种不同灌浆方式的修复效果。以预埋３根玻璃管的试块为例，制备用于模拟灌浆的试件模型如图１所示。

（二）灌浆试验结果分析
在选定了适宜的环氧树脂浆液并制备出合乎要求的灌浆试件后，即进行模拟灌浆试验。将不埋玻璃管的试块记着“０”组，预埋玻璃管的试块按玻璃管的根数分别记着“１”组、“２”组、“３”组，４组试块经标准养护２８ｄ后进行第一次抗折强度测试，抗折过程中注意调节加载速度并辅以放大镜观测，控制裂缝宽度在０．５～１㎜之间。
第一次抗折后，对“０”组试块采用钻孔灌浆工艺：缝面处理→预留注浆口→封闭裂缝→灌浆→试件养护，对其余３组试块采用预埋管灌浆工艺：封闭裂缝→清理注浆口→灌浆→试件养护。将灌浆后的试块室温养护固化７天，进行第二次抗折强度测试，并按公式（１）计算各组试块的抗折强度恢复率，结果如表３所示。

由表３可以看出，相同强度等级的混凝土抗折试块，“０”组试块的抗折强度恢复率高于“１”组试块的抗折强度恢复率，而与“２”组试块的恢复率相当，稍低于“３”组试块的恢复率。分析原因：在裂缝浅而细、浆液可满足灌入任何缝隙的前提下，预埋管灌浆与钻孔灌浆的修复效果基本相当。三组预埋管灌浆试块的抗折强度恢复率随预埋管数量的增加而增大，表明预埋管多，灌浆量相应增多，浆液对裂缝的浸润越充分，粘结效果越好，但预埋管的数量并不是越多越好，通过比较第一次抗折强度值可以看出，其值随预埋管数量的增加而递减，表明预埋玻璃管削弱了混凝土试块基体的强度，玻璃管越多，对试块基体强度的削弱影响越大。但预埋管灌浆相对于传统的钻孔灌浆，既可避免钻孔对结构造成新的伤害，又从施工工艺上节省工序，还可实现浆液由内而外浸润缝面，对浆液粘度及灌浆设备的要求更低，具有一定的理论探索意义和工程实践价值。
四、结论及建议
预埋管灌浆是在借鉴工程实践中化学灌浆技术的基础上结合混凝土仿生自修复机理提出的一种新的灌浆修补方式，既是对化学灌浆技术应用的一种新的尝试，也可作为混凝土仿生自修复的一种衍生。试验通过配制适宜的环氧树脂浆液，制备满足灌浆要求的混凝土抗折试块，以抗折强度恢复率的大小比较预埋管灌浆与传统钻孔灌浆两种不同灌浆方式的修复效果，试验结果表明：预埋管灌浆可达到甚至超过钻孔灌浆的修复效果。