水性环氧树脂乳液对桥面裂缝灌缝工艺的探讨
作者 : 未知

  摘要:根据水性高含量环氧树脂乳液渗透能力、析水后各项力学性能、耐化学腐蚀和耐高温等自身的性能,适合于治理水泥混凝土桥面铺装层的裂缝。本文就对水性环氧树脂乳液对多座桥梁进行灌缝处理的施工工艺进行探讨,实践表明水性环氧树脂作为一种新材料,对公路养护具有很好的作用。
  关键词:水泥混凝土桥面;裂缝;水性高含量环氧树脂乳液;灌缝
  
  水泥混凝土是桥梁与道路工程建设中应用最为广泛的建筑材料之一,特别是随着我国高等级公路建设事业的发展,水泥混凝土路面与桥梁得到了飞速的发展。虽然水泥混凝土拥有高强度、高稳定性等优点,但是受其设计、施工等不良因素影响以及养护不及时或超负荷的使用会导致水泥混凝土桥面出现各种破坏。本文提出采用水性环氧树脂乳液对水泥混凝土桥面裂缝进行灌缝。
  1 水性高含量环氧树脂乳液
  水性高含量环氧树脂乳液是属于非水溶性环氧树脂,它是在乳化剂作用下,借助高速搅拌等手段使非水溶性环氧树脂以微粒状态分散在水中,形成稳定的水乳液。树脂主要采用环氧当量为200-250之间的双酚A型环氧树脂。高含量是指分散在乳液中环氧树脂固含量大于75%。
  2 对水泥混凝土桥面裂缝灌缝的必要性
  裂缝的出现对于水泥混凝土桥面结构是有危害的。裂缝将导致雨水直接下渗,在行车荷载作用下裂缝内部形成高压水,不断冲刷,导致裂缝加剧,最终使混凝土板整体断裂,丧失承载能力。更重要的是水分下渗会导致钢筋锈蚀,直接危及桥梁结构的安全。因此,对桥面早期裂缝进行处理,封闭裂缝,防止水沿裂缝进入桥面内部,可以有效地阻止上述破坏的产生,实现桥面病害的预防性养护,延长桥梁使用寿命。因此,对桥面出现的裂缝及时进行封水处理是非常有必要的。如何处理这些裂缝成为目前诸多学者和研究机构十分关注的热点问题。
  3 水性环氧树脂乳液对水泥混凝土桥面裂缝灌缝的施工
  桥面水泥混凝土铺装层产生的裂缝比较复杂,有桥梁桥型或结构的原因,也有铺装层混凝土自身强度的原因。目前铺装层设计厚度一般是8~15cm,层内设有一层或双层钢筋网,层下是桥梁的刚性组合结构层。属于桥梁结构组合之间引起的裂缝,是由下而上引起的,裂缝有可能贯通。属于桥面荷载作用或铺装层自身结构引起的裂缝,是由上而下发展。裂缝是下层封闭的。在裂缝处治中,必须根据这一情况调配水性环氧树脂固化时间和固含量。
  由水性环氧树脂的渗透试验结果可知,只要裂缝内是清洁的,而且裂缝宽度大于树脂微颗粒直径,水能渗透的地方,树脂也能渗透。因此,采用水性环氧树脂处治裂缝就简单多了,只要把水性树脂不断地往裂缝里灌填,当析水后的树脂填满裂缝就能取得满意效果。
  3.1 浇淋灌填法
  浇淋灌填方法简单,对于宽度在0.5mm~1.2mm的裂缝最为合适。它是靠水性环氧树脂的自重自流和渗透作用,在路面表面对裂缝浇淋灌填。主要施工工艺如下:
  3.1.1 将桥面裂缝表面清扫干净,然后用高压风沿着裂缝将缝隙内的粉尘吹干净。
  3.1.2 在初次使用水性高含量环氧树脂乳液和固化剂前,先将盛装该两种溶液的桶充分摇匀,使沉于桶底部的沉淀物均匀分布在整个溶液中,保证整个桶内溶液的浓度均匀。
  3.1.3 对于底部没贯通的裂缝,第一次浇淋裂缝的配合比(重量比)为:水性环氧树脂乳液:水性胺类胺固化剂=1:0.15,使固化时间延长,渗达缝底;其后浇淋裂缝的配比为:水性环氧树脂乳液:水性胺类胺固化剂=1:0.2;最末一次的比例是1:0.25~0.3。
  3.1.4 第一次浇淋裂缝时如果感觉水性环氧树脂浓度太大,渗透困难,可用饮用水调稀,将固含量75%的水性环氧树脂调至固含量55%~65%。
  3.1.5 按以上第二种配比反复浇淋裂缝,直至乳液无法渗入裂缝为止。
  3.1.6 对于底部完全贯通的裂缝,第一次浇淋的配合比(重量比)为:1:0.3~0.4,浇淋少量的环氧树脂,等水性树脂渗达底部初凝,堵塞缝底以后,再进行第二次浇淋。
  3.1.7 待环氧树脂完全固化后,即可开放交通。
  3.2 压力灌浆法
  对于裂缝内藏有无法排除的粉质物或裂缝较宽时,宜采用压力灌浆法。主要施工工艺如下。
  3.2.1 灌浆前的准备工作与浇淋法中3.2.1、3.2.2 相同,根据裂缝的宽度和深度情况,调节固化剂用量,树脂的固含量尽可能在75%以上。
  3.2.2 沿着裂缝走向每隔50cm在裂缝表面打一个灌浆孔,打孔时冲击钻与地面成45°角,使灌浆孔斜着插入裂缝内,灌浆孔深度为灌浆管的长度;用环氧树脂胶水泥封填裂缝表面。
  3.2.3 灌浆开始的压力不宜过大,控制在0.01Mpa以内,稳定1~2 min后再逐渐加压。在加压过程中应控制加压速度,不宜过快。
  3.2.4 待裂缝另一出口有水性环氧树脂胶液渗出以后,稳定灌浆压力1min后停止。
  3.2.5 环氧乳液初凝时可做二次压灌。
  3.2.6 环氧树脂完全固化后,即可开放交通。
  采用水性高含量环氧树脂对裂缝的处治,方法简单,目前已在汕尾市和广州番禺的多座桥梁上应用,经过一年多的轴载考验,灌满的环氧树脂没有张裂、碎裂,效果很好。
  4水性环氧树脂增强混凝土力学性能机理分析
  4.1 水性环氧树脂是把环氧树脂以微粒或液滴的形式分散在以水为连续相的分散介质中而配得的稳定树脂材料,它对混凝土的改性是由在胶凝材料相中的水泥水化和水性环氧树脂成膜的进程来控制的。由于水性胺类固化剂能在短时间内(2h)将水性环氧树脂内的环氧树脂与水份分离,因此水性环氧树脂乳液中环氧树脂颗料聚结成膜的进程先于水泥水化的进程,最终由于水泥水化和水性环氧树脂成膜形成了一个复合的胶链的胶凝材料相,另外还原出来的环氧树脂是一种具有高强度、高粘结力、高弹性模量的高分子聚合物,因此能够提高混凝土的各项力学性能,特别是混凝土早期的强度。
  4.2 混凝土中掺入水性环氧树脂后,由于水性环氧树脂有较强的粘结力,使得浆体可以均匀地包裹在骨料的表面,混凝土成型后,表面光滑,试件形成均匀、紧密的空隙结构。这主要是因为:①水性环氧树脂的掺入,使得水泥浆体的稠度增加,粘性增强,水泥浆体、水性环氧树脂与骨料之间形成较高粘结力的膜,对骨料的包裹更加密实;②水性环氧树脂的掺入具有一定的引气和减水作用,可以提高浆体的流动性,可以使试件在成型时混凝土内部不会产生落浆的现象,提高了混凝土的抗渗性能。
  4.3 水性环氧树脂能阻止混凝土塑性期裂缝的产生,水性环氧树脂乳液中环氧树脂被还原出来后,这种粘结力很强的聚合物能迅速填补混凝土表面蒸发水分所留下的微裂缝,另外水性环氧树脂乳液是均匀地分散在混凝土中,随着水性环氧树脂乳液中的环氧树脂被逐渐还原出来,它能够填补混凝土内部粗、细集料之间由于搅拌不均匀而造成的孔隙和裂缝,并且它还能够加强混凝土内部的粘结力,使得整个混凝土内部形成一个密实的网状结构,这在一定程度上阻止了粗、细骨料的沉降,同时也降低了混凝土表面的析水现象。
  5 结论
  水性环氧树脂掺入混凝土后存在一个水性环氧树脂最佳掺量的问题,并不是掺量越大越好,因为从经济方面上来说,水性环氧树脂掺量越多,成本也越高,这在工程上的广泛应用是不可取的;从施工角度上说,水性环氧树脂掺量越多,还原出来的环氧树脂量也越多,整个混凝土的粘性也越大,施工操作也越困难。综上所述,本文对水性环氧树脂乳液对桥面裂缝灌缝进行阐述,希望能给予同行在今后的施工能够起到借鉴。
  参考文献
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