Preparation and performance influencing mechanism of epoxy composites for underwater concrete repair

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.07.004

Abstract

Abstract:

Underwater concrete repair materials are specialized substances designed for restoring submerged concrete structures. Epoxy resin， with its rapid underwater curing capability， high strength， and superior adhesion properties， serves as an ideal base material for such applications. This study developed a water⁃based epoxy adhesive system and systematically investigated the factors affecting its repair performance. The research examined the influence of component ratios， curing conditions， interface roughness， concrete strength， and surface environment on the composite material's bonding properties. Results indicated that optimal bonding strength was achieved after 7 days of underwater curing at 25 ℃， compared to shorter curing periods at higher temperatures. The study identified an optimal resin⁃to⁃curing agent ratio of 3.5∶1 and demonstrated that increased interface roughness and surface permeability significantly enhanced bonding performance. Furthermore， surface conditions such as extract presence or microorganism colonization were found to moderately affect interface adhesion. These findings provide valuable guidance for optimizing underwater concrete repair applications.

Key words: underwater concrete, repair， epoxy resin, composite materials, interface bonding performance

CLC Number:

TQ323.5

LE Deliang, WU Qimin, LIN Zhonghua, PEI Kemei. Preparation and performance influencing mechanism of epoxy composites for underwater concrete repair[J]. China Plastics, 2025, 39(7): 17-21.

Figures/Tables 10

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固化条件	水下粘接拉伸强度（MPa）/界面断裂类型
（A∶B=3.5∶1）	1	2	3	均值
40 ℃、3 d	2.4/Ⅰ	2.4/Ⅱ	2.2/Ⅱ	2.3
25 ℃、7 d	4.0/Ⅲ	3.9/Ⅲ	3.1/Ⅱ	3.7

固化条件	水下粘接拉伸强度（MPa）/界面断裂类型
（A∶B=3.5∶1）	1	2	3	均值
40 ℃、3 d	2.4/Ⅰ	2.4/Ⅱ	2.2/Ⅱ	2.3
25 ℃、7 d	4.0/Ⅲ	3.9/Ⅲ	3.1/Ⅱ	3.7

循环次数	水下粘接拉伸强度（MPa）/界面断裂类型
循环次数	1	2	3	均值
1	4.1/Ⅲ	3.7/Ⅲ	2.4/Ⅲ	3.4
3	2.3/Ⅲ	4.1/Ⅲ	3.4/Ⅲ	3.3
5	3.5/Ⅲ	3.8/Ⅲ	2.2/Ⅲ	3.2
7	3.9/Ⅲ	3.7/Ⅰ	2.4/Ⅱ	3.3
10	2.6/Ⅰ	3.0/Ⅱ	3.7/Ⅱ	3.1

循环次数	水下粘接拉伸强度（MPa）/界面断裂类型
循环次数	1	2	3	均值
1	4.1/Ⅲ	3.7/Ⅲ	2.4/Ⅲ	3.4
3	2.3/Ⅲ	4.1/Ⅲ	3.4/Ⅲ	3.3
5	3.5/Ⅲ	3.8/Ⅲ	2.2/Ⅲ	3.2
7	3.9/Ⅲ	3.7/Ⅰ	2.4/Ⅱ	3.3
10	2.6/Ⅰ	3.0/Ⅱ	3.7/Ⅱ	3.1

固化条件（A∶B=3.5∶1）		水下粘接拉伸强度（MPa）/ 界面断裂类型
固化条件（A∶B=3.5∶1）		1	2	3	均值
自来水	浸泡1 d（表面清洁处理）	3.1/Ⅱ	4.0/Ⅲ	3.9/Ⅲ	3.7
	浸泡1 d（表面未清洁处理）	1.2/Ⅱ	1.3/Ⅰ	1.8/Ⅰ	1.4
	浸泡3 d（表面未清洁处理）	1.2/Ⅱ	1.5/Ⅱ	1.4/Ⅱ	1.4
自然水	浸泡1 d（表面清洁处理）	2.6/Ⅱ	3.7/Ⅲ	3.2/Ⅲ	3.2
	浸泡1 d（表面未清洁处理）	1.1/Ⅰ	0.8/Ⅱ	0.7/Ⅰ	0.9
	浸泡3 d（表面未清洁处理）	0.9/Ⅱ	1.1/Ⅱ	1.0/Ⅱ	1.0