【摘 要】本文針對(duì)出現(xiàn)和已存在的裂縫,采用積極有效的工程措施進(jìn)行修復(fù),避免新的裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。注膠法維修橋梁裂縫,是我們多年來(lái)通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn),是行之有效的方法之一。
【關(guān)鍵詞】裂縫;環(huán)氧樹(shù)脂;水性;注膠;注膠器
0 前言
通過(guò)對(duì)產(chǎn)生裂縫的病害部位使用注膠方法維修,使病害回復(fù)或達(dá)到正常使用的要求,保證安全通告。恰當(dāng)?shù)、有效的?duì)病害橋梁進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)維修,可以延長(zhǎng)橋梁使用壽命,降低養(yǎng)護(hù)維修成本,經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益明顯。
維修橋梁出現(xiàn)的裂縫,我們就要針對(duì)具體的裂縫分析裂縫是怎么產(chǎn)生的,也就是裂縫產(chǎn)生的原因。分析了產(chǎn)生的原因,才能有針對(duì)的進(jìn)行維修。而對(duì)于裂縫產(chǎn)生的原因很多,經(jīng)對(duì)比,我們認(rèn)為比較全面,比較系統(tǒng)的總結(jié)裂縫產(chǎn)生的原因有三種分類(lèi)的形式。
第一種也是認(rèn)為比較全面科學(xué)的,現(xiàn)分為七類(lèi)。一是因有荷載產(chǎn)生的裂縫、二是溫度變化收起的裂縫、三是混凝土收縮引起的裂縫、四是地基與基礎(chǔ)沉降引起的裂縫、五是鋼筋等材料銹蝕引起的裂縫、六是凍漲引起的裂縫、七是施工材料施工工藝引起的裂縫。
第二種分類(lèi)方式,也是分為七類(lèi)。一是使用高強(qiáng)快凝水泥,使得混凝土的強(qiáng)度增加飛快,彈性模量上升迅速,產(chǎn)生很大的彈性拉應(yīng)力,混凝土出現(xiàn)裂縫;二是使用高強(qiáng)快凝水泥混凝土徐變相對(duì)較小,凝結(jié)作用過(guò)程中應(yīng)力松弛作用相對(duì)較差,混凝土出現(xiàn)裂縫;三是使用高強(qiáng)快凝水泥混凝土水灰比相對(duì)較低或早期自身收縮大;四是澆筑大體積或混凝土澆注時(shí)間長(zhǎng),產(chǎn)生水化熱,降溫措施不到位,養(yǎng)護(hù)不及時(shí);五是混凝土澆注時(shí)外界氣溫高或溫差較大,水泥水化反應(yīng),形成內(nèi)處溫差大;六是結(jié)構(gòu)物在冬季水結(jié)冰產(chǎn)生凍脹,并與靜荷載、動(dòng)荷載相疊加引起縱向裂縫;七是結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生的疲勞與承載力不足產(chǎn)生裂縫;
1 出現(xiàn)了裂縫,我們分析了裂縫產(chǎn)生的原因,針對(duì)具體的裂縫有針對(duì)性地提出維修方案
通常我們對(duì)于裂縫有三種處理方法:
1.1 封縫法,也叫表面修補(bǔ)法
就是在裂縫的表面涂一層漿體,如水泥漿、環(huán)氧漿液、聚合物砂漿等漿體。
1.2 注膠法
注膠法就是運(yùn)用一些注膠設(shè)備,將我們經(jīng)過(guò)選擇的,事先準(zhǔn)備的漿液注入到裂縫中,隨著注入的漿液在裂縫中會(huì)琢漸的硬化,硬化后漿體能夠?qū)α芽p進(jìn)行有效的填補(bǔ),形成一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)體,消除了裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的影響,同時(shí)漿液也對(duì)裂縫有一個(gè)密封效果。在橋梁維修中,能夠選用的漿質(zhì)材料的種類(lèi)很多,漿質(zhì)可以選用環(huán)氧類(lèi)聚合物材料,甲基丙烯酸酯、聚氨酯來(lái)進(jìn)行灌漿。注膠法是我們現(xiàn)在對(duì)橋梁裂縫處理使用較多、有效的方法之一。
2 工程實(shí)例
2.1 溫度裂縫的維修
G312線(xiàn)K2341+778古浪河七橋古浪岸橋臺(tái)裂縫,特征為:裂縫分布有一定的規(guī)律性、一般出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的薄弱部位,如施工接茬,截面變化處等,裂縫為一條或多條垂直或平行于常軸方向,裂縫寬度一般為0.02mm以上,裂縫貼片觀測(cè)會(huì)發(fā)現(xiàn)隨溫度、季節(jié)的變化而變化。
我們針對(duì)這一裂縫,處理方法為采用低壓灌注環(huán)氧膠的方法對(duì)裂縫進(jìn)行灌注,以保證水汽等有害氣體不侵入裂縫內(nèi)部,注膠完工后在表面進(jìn)行了勾縫裝飾,處理完成后達(dá)到我們養(yǎng)護(hù)預(yù)期的要求。
2.2 結(jié)構(gòu)變形裂縫的處治
S308線(xiàn)館子河橋3-20T型梁板,屬于結(jié)構(gòu)變形裂縫,主要是超重車(chē)輛對(duì)該橋面反復(fù)的沖擊,而該橋T型梁板撓度變形較大,正常為7mm,經(jīng)檢測(cè)為9.6。超過(guò)了混凝土的強(qiáng)性模量。使混凝土出現(xiàn)裂縫。處治方法為:
、艑(duì)于混凝土脫落、露筋的部位應(yīng)將鋼筋的銹跡清除,并把松動(dòng)的保護(hù)層鑿去,梁體表面的蜂窩麻面采用膏狀膠找平修補(bǔ)。
⑵對(duì)于大于0.02mm的裂縫采用壓力灌漿法灌注注縫膠, 對(duì)梁體全部肋面及上翼緣,使用具有較大彈性的封縫膠修補(bǔ)找平,并進(jìn)行全面封閉處理,防止水分滲入和風(fēng)化,阻止鋼筋銹蝕,恢復(fù)梁體的整體性,保證梁體的耐久性。
⑶對(duì)下翼緣梁體進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固,采用碳纖維加固的方法。采用WN結(jié)構(gòu)膠將碳纖維布沿受拉方向貼至梁體下翼緣,與梁體形成整體且共同受力,從而可以提高梁體的承載力和抗彎剛度,我們只是用聚合物砂漿進(jìn)行封面維修,防止新的裂縫產(chǎn)生。
3 灌注膠液的選用
現(xiàn)在我們使用的是水性環(huán)氧樹(shù)脂,把環(huán)氧樹(shù)脂以微粒或液滴的形式分散在以水為連續(xù)相的分散介質(zhì)中而配得的穩(wěn)定樹(shù)脂材料。水性環(huán)氧樹(shù)脂與環(huán)氧樹(shù)脂相比較,其最大的優(yōu)點(diǎn)就是可在室溫和潮濕或過(guò)濕的環(huán)境中固化,能與水泥砂漿、混凝土等常用的水泥基材料混合使用,并能提高上述材料的早期強(qiáng)度、韌性、抗沖擊性能,增強(qiáng)防水性能。
4 水性環(huán)氧樹(shù)脂材料,水性環(huán)氧樹(shù)脂混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)
4.1 工程材料的選用。我們選用的原則是材料必須能夠滿(mǎn)足使用功能的要求,材料的貯備充足,經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
。1)水泥:我們多年使用,對(duì)水泥有較多年的試驗(yàn)驗(yàn)證,并經(jīng)過(guò)工程實(shí)踐檢驗(yàn),且運(yùn)距較近,景泰壽鹿山牌32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥;
。2)細(xì)骨料:永登采的石英砂,最大粒徑5mm,細(xì)度模數(shù)2.43,
(3)粗骨料:永登砂石廠(chǎng)生產(chǎn)的玄武巖破碎石,表觀密度約在2.94 g・cm-3,堆積密度1.52×103 kg・m-3,顆粒級(jí)配為5~20mm,連續(xù)級(jí)配碎石;
。4)水性環(huán)氧樹(shù)脂及固化劑:廣州東風(fēng)生產(chǎn)的水性環(huán)氧樹(shù)脂,環(huán)氧樹(shù)脂固膠含量為60%,水性胺類(lèi)固化劑。
4.2 材料配合比
依據(jù)廠(chǎng)家提供的基準(zhǔn)混凝土配合比為:水泥:砂:石:水=400kg:605kg:1228kg:177kg,水灰比w:c=0.44,砂率為33%,水性環(huán)氧樹(shù)脂與水性胺類(lèi)固化劑的重量比為4:1?紤]到水性環(huán)氧樹(shù)脂是一種親水性的乳液,因此將水性環(huán)氧樹(shù)脂加入混凝土中,以全部加入水份考慮,需要對(duì)比水性環(huán)氧樹(shù)脂改性后的混凝土與基準(zhǔn)混凝土的各項(xiàng)性能指標(biāo),一般保持水灰比不變,原基準(zhǔn)混凝土中的水份需根據(jù)摻入水性環(huán)氧樹(shù)脂的用量而減少。
4.3 在適宜時(shí)做的試驗(yàn)
我們所維修的結(jié)構(gòu)部件,大多是受壓構(gòu)件,劈裂抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度我們主要是收集、參考資料所得。在今后,我們應(yīng)當(dāng)盡量做出它的抗拉,抗折強(qiáng)度為;
4.4 資料收集不同摻量下的水性環(huán)氧樹(shù)脂改性水泥混凝土配合比,試驗(yàn)及收集資料得出結(jié)論
。1)摻入環(huán)氧樹(shù)脂的量不同,其同一配合比的混凝土的抗壓強(qiáng)度有著明顯的提高。
。2)摻有水性環(huán)氧樹(shù)脂的混凝土24h、28d齡期的抗壓強(qiáng)度值增幅較大,從數(shù)據(jù)中可以明顯看出:摻入水性環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)混凝土的早期強(qiáng)度有較大的提高,依據(jù)參考資料,試件成型24h后,增幅最為明顯。從試件成型的24h、28d這二個(gè)齡期來(lái)看,成型24h是水性環(huán)氧樹(shù)脂充分發(fā)揮其增強(qiáng)混凝土力學(xué)性能效果最為明顯的時(shí)間段,這是因?yàn)樵?4h后水性胺類(lèi)固化劑將水性環(huán)氧樹(shù)脂中的環(huán)氧樹(shù)脂全部分離出來(lái)了,而這時(shí)環(huán)氧樹(shù)脂與水泥基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。
5 結(jié)論
5.1 水性環(huán)氧樹(shù)脂摻入混凝土后,混凝土的抗壓、劈拉、抗折強(qiáng)度都有不同程度的提高,尤其是混凝土的早期強(qiáng)度得到了較大的提高。
5.2 由于水性環(huán)氧樹(shù)脂是一種水性的聚合物,具有較好的流動(dòng)性和較強(qiáng)的粘結(jié)力,在混凝土中摻入一定量的水性環(huán)氧樹(shù)脂,混凝土的抗裂性能和抗?jié)B性能有較明顯的提高。
6 結(jié)束語(yǔ)
對(duì)于所維修的裂縫進(jìn)行跟蹤觀測(cè),并進(jìn)行效果評(píng)價(jià)?偨Y(jié)經(jīng)驗(yàn),分析存在的問(wèn)題,為公路交通事業(yè)發(fā)展做出自己的一份貢獻(xiàn)。
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