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摘要:本文首先论述了环氧树脂的基本特性及其配置方法,进而阐述了环氧树脂浆液修补裂缝技术的施工工艺流程,最后以工程为例详细论述了环氧树脂浆液修补桥梁裂缝的施工工艺,以供同行参考。
关键词:环氧树脂浆液;裂缝;桥梁维修;应用
Abstract: this paper first discusses the basic characteristics of the epoxy resin and its allocation method, then expounds the epoxy resin grout the construction process of the cracks repair technology process, finally to engineering for example a detailed discussion on the epoxy resin grout repair bridge crack, the construction techniques for peer reference.
Keywords: epoxy resin grout; Crack; The bridge maintenance; application
中图分类号: U445.7+4文献标识码:A 文章编号:
环氧树脂是含有环氧基因的高分子聚合物,在固化后具有良好的粘结性,具有固化快、硬度大、机械强度高、抗冲刷及磨损强、抗化学腐蚀性等优点。而以环氧树脂制成的环氧树脂浆液,更是以粘结性强、收缩率小、密封性好、流动性好等突出的性能,在砼构件的粘接和修补、桥梁加固工程、公路修造、砼结构裂缝补强加固或防渗堵漏灌浆等领域得到了广泛应用。当前,我国部分钢筋混凝土结构桥梁,由于使用强度大、设计标准低等因素,致使桥梁出现了许多常见病害,而裂缝就是桥梁常见病害之一。而裂缝的产生,则会降低钢筋与混凝土的粘结力,降低桥梁的承载力,导致桥梁结构受力性能恶化,从而影响桥梁的承载能力和使用寿命。为此,为了能使桥梁恢复其结构功能,本文就环氧树脂浆液修补裂缝技术在桥梁维修中的应用展开阐述,以供参考。
1 环氧树脂的相关概述
1.1 环氧树脂的基本特性
1.物理性能好。抗弯、抗拉强度可达300~400MPa,抗压强度可达200MPa,吸水率小,与其他复合材料相比,具有较高的粘合力。
2.固化方便。选用各种不同的固化剂,环氧树脂体系几乎可以再0-180℃温度范围内固化。
3.耐久性好。具有良好的耐化学腐蚀性、耐水性、耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。
4.粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羧基和醚键的存在,使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低,产生的内应力小,这也有助于提高粘附强度。
5.施工工艺简单,操作方便,无需复杂的拌合设备,也不需要专业的技术工种,容易维修。
6.采用环氧树脂,可节省大量的施工养护时间,对桥梁的下一道工序影响不大。且可大大节省工程费用,具有良好的实效性。
1.2 环氧树脂胶粘剂的配制
胶粘剂主剂为6101环氧树脂,另加增韧剂、固化剂和稀释剂等,配比见表2。
表2环氧树脂胶粘剂的配方(重量比)
原材料 配比
6101环氧树脂(主剂) 100
二丁脂(增韧剂) 15-20
二甲苯或丙酮(稀释剂) 10
乙二胺(固化剂) 6-8
在施工过程中,由于环氧树脂加入固化剂后会发生化学反应,因此环氧树脂浆液的配置应根据施工能力来确定,一般不超过3~4kg,并尽可能做到随用随配。另外,已配置好的环氧树脂浆液,宜在2h内使用完毕。
2环氧树脂浆液修补裂缝技术的施工工艺流程
其工艺流程是将桥梁结构的裂缝或孔隙与外界封闭,留出进浆孔和排气孔,然后将一定的材料配制成粘度较低的环氧树脂浆液,用压缩泵以一定的压力将环氧树脂浆液压住到裂缝内,使其扩散胶凝固化,以达到加固或恢复原来结构强度的目的。
则其工艺流程简化为:裂缝检查及清理→预埋压浆嘴→嵌缝止浆→压气、封闭、检查→配制环氧树脂浆液→剥除、嵌缝→表面处理及质量检查。
3环氧树脂浆液修补裂缝技术的工程应用
南宁市某大桥,是一座悬臂式钢筋混凝土箱型薄壁城市橋梁,全长394.6m,车道净宽18 m,两边人行道各宽3m,桥面总宽24m。该大桥两端跨径为1×45 m的单悬臂梁,中跨为5×55 m,采用23m中间挂梁的双悬臂梁。由两组独立的三室箱梁组成,两组箱梁之间用简支板支承于箱梁的悬臂上;在墩台处设置刚接的连续横隔梁,其余的横隔梁均为简支,下部结构北岸为埋置式桥台,南岸为U形桥台。桥墩采用双柱式,支承于分离式沉井基础上。
该桥建成使用十几年后,对在该桥进行全面调查后发现其出现了一定数量长短大小不一的裂纹,且经过3-5年的跟踪观察,发现裂缝数目、宽度仍在增长。为了保证桥梁的正常使用功能,拟对其采用环氧树脂浆液进行裂缝处理。则其具体施工工艺如下:
3.1清洁裂缝:先用磨光机打磨裂缝两边宽5cm处,用丙酮清洗裂缝,将裂缝中的油脂、油污、粉尘等污染物清洁干净,并使用压缩空气,使裂缝能足够干燥。
3.2 对深度小于5mm 的浅表层龟裂,采用环氧树脂稀液(环氧树脂:稀释剂:固化剂=1:0.4:0.25)浸透、干固后,刮环氧树脂胶泥。
3.3对深度大于5mm的裂缝,按30~50cm的间距埋贴压浆嘴,然后用环氧树脂胶泥封闭裂缝,封闭宽度不小于5cm。在这个环节中,为确保环氧树脂浆液能渗透到缝隙中,应准确选择埋贴压浆嘴孔位置。一般,应根据砼裂缝的长度、深度、走向和形状等确定,选在裂缝交叉处、两端、空隙部位及裂缝贯穿处。
3.4 预埋压浆嘴时,先在压浆嘴底盘抹层1mm左右厚的环氧树脂胶泥,将压浆嘴骑缝粘贴在预定的位置上。切不可堵住压浆嘴。
3.5 测气试验
在封闭裂缝工作结束后,待环氧树脂胶泥完全干固后,即可进行测气试验,检查进浆口、出液口、裂缝封闭的完好情况。
1. 从灌浆孔输入4kg/cm2压力空气,如气体从出液口输出,胶泥封闭处及其他裂缝出液口不漏气,则表示该裂缝灌浆口、出液口设置正确,胶泥封闭可靠。然后关闭出液口,将裂缝内压力升至4kg/cm2并保持2分钟,如无漏气,则表明裂缝封闭正常。
2. 如果通气升压后,胶泥处漏气,应重新进行封闭。如果通气升压后,2个以上出液口出气,则表示该裂纹和2条以上裂缝贯通,应关闭漏气出液口,直至不漏气、能保压为止,并做好记录和标记。
3.6 测气合格后,即可进行环氧树脂浆液的试配。一般,环氧树脂配比每盘以3-4kg为宜,在配制时,先称量砂、石材料和水泥的重量并搅拌均匀,然后称环氧树脂胶液重量,再称量好速凝剂乙二胺,一边搅拌环氧树脂液一边倒入速凝剂乙二胺。然后把计量好的固化剂二丁脂也倒入搅拌液中搅匀后迅速倒入每盘计量好的砂石料上面,然后充分搅拌均匀(砂石料表面无花白)后,把搅拌料分层填入修补坑内,并充分振捣密实。
3.7 待环氧树脂浆液配制完成后,即可进行压浆。压浆时,可采用水泵、涂料压力壶或空气枪进行压力灌浆,灌浆时的空气压力不得小于4kg/cm2。
3.8 灌浆时:①如果裂缝是倾斜或垂直的,灌浆应从最低点的灌江口开始注入环氧树脂,直到环氧树脂平面超出灌浆口高度。然后封上较低的灌浆口,如此反复直到裂缝完全填充好,所有的灌浆口也将被封盖住。②如果裂缝是水平裂缝,应采用足够的灌浆压力,其灌浆过程则采用同样的方式从裂缝的一端依次向另一端进行。③如果裂缝是贯穿裂缝,宜在两面一先一后交错进行。
3.9 灌浆时,注意观察压浆嘴出液状况,当吸浆率小于0.1L/min时,且灌江口溢出浆液时,可确认灌满,然后封闭压浆嘴出液口,升压至4kg/cm2。并持力不少于5分钟,然后待其自然干固。自然干固时间不少于72h。
3.10 检查裂缝补裂是否有遗漏。
3.11 压浆结束后,待环氧树脂浆液固话后,即可清除压浆嘴,然后将砼表面的环氧树脂胶泥通过打磨或其他适当的方式去除掉,以保证桥梁整体效果。
4 施工应注意的事项
4.1已制好的环氧树脂浆液必须分散堆放,切勿成桶存放或堆置,以免提前固化。
4.2由于环氧材料各组合成份大都易挥发、易燃烧,施工现场必须通风透气,避免有害气体对人体的不良影响,同时应注意防火。
4.3在施工过程中,若人体与环氧材料接觸后,应用酒精、肥皂水清洗,严禁用有机溶剂清洗,以免有机溶剂将环氧材料稀释而使其渗入皮肤。
4.4 施工用具可用丙酮、甲苯和二甲苯等溶剂清洗。若环氧树脂浆液已硬结在工具上,可加热刮掉但不能燃烧。
4.5固化劑(乙二胺)用量一定要准确,误差控制在5g以內。
4.6 每次从拌合到注浆,必须在2h內结束,否则环氧树脂会失效。
4.7 施工溫度在20℃~30℃为宜,阴天、下雨天不能进行施工,否则会影响环氧树脂混凝土的强度。
5 结束语
综上所述,环氧树脂浆液由于具有粘结性强、收缩率小、密封性好、流动性好等突出的性能,在桥梁加固工程、公路修造、砼结构裂缝补强加固或防渗堵漏灌浆等领域得到了广泛应用。当前,随着我国早期修建的桥梁随着使用期限的增长、交通量的增大,桥梁结构出现破损,相信环氧树脂在桥梁裂缝加固中能起到越来越大的作用。实践表明,环氧树脂浆液完全能胜任桥梁的裂缝修补,相信环氧树脂浆液修补裂缝技术将更广泛地应用于旧桥维修工程中。
参考文献:
[1]赖坤平.桥梁混凝土裂缝成因与环氧树脂注射修复技术[J].科技信息,2008(19).
[2]荆丽.环氧树脂混凝土修补技术在桥梁维修中的应用[J].科技信息,2010(17).
[3]张春青,王安邦.环氧树脂粘接剂在桥梁维修工程中的应用[J].北京公路,2009(4).
[4]冯正文.环氧树脂在桥梁混凝土构件裂缝修补中的应用[J].建材世界,2011(4).
关键词:环氧树脂浆液;裂缝;桥梁维修;应用
Abstract: this paper first discusses the basic characteristics of the epoxy resin and its allocation method, then expounds the epoxy resin grout the construction process of the cracks repair technology process, finally to engineering for example a detailed discussion on the epoxy resin grout repair bridge crack, the construction techniques for peer reference.
Keywords: epoxy resin grout; Crack; The bridge maintenance; application
中图分类号: U445.7+4文献标识码:A 文章编号:
环氧树脂是含有环氧基因的高分子聚合物,在固化后具有良好的粘结性,具有固化快、硬度大、机械强度高、抗冲刷及磨损强、抗化学腐蚀性等优点。而以环氧树脂制成的环氧树脂浆液,更是以粘结性强、收缩率小、密封性好、流动性好等突出的性能,在砼构件的粘接和修补、桥梁加固工程、公路修造、砼结构裂缝补强加固或防渗堵漏灌浆等领域得到了广泛应用。当前,我国部分钢筋混凝土结构桥梁,由于使用强度大、设计标准低等因素,致使桥梁出现了许多常见病害,而裂缝就是桥梁常见病害之一。而裂缝的产生,则会降低钢筋与混凝土的粘结力,降低桥梁的承载力,导致桥梁结构受力性能恶化,从而影响桥梁的承载能力和使用寿命。为此,为了能使桥梁恢复其结构功能,本文就环氧树脂浆液修补裂缝技术在桥梁维修中的应用展开阐述,以供参考。
1 环氧树脂的相关概述
1.1 环氧树脂的基本特性
1.物理性能好。抗弯、抗拉强度可达300~400MPa,抗压强度可达200MPa,吸水率小,与其他复合材料相比,具有较高的粘合力。
2.固化方便。选用各种不同的固化剂,环氧树脂体系几乎可以再0-180℃温度范围内固化。
3.耐久性好。具有良好的耐化学腐蚀性、耐水性、耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。
4.粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羧基和醚键的存在,使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低,产生的内应力小,这也有助于提高粘附强度。
5.施工工艺简单,操作方便,无需复杂的拌合设备,也不需要专业的技术工种,容易维修。
6.采用环氧树脂,可节省大量的施工养护时间,对桥梁的下一道工序影响不大。且可大大节省工程费用,具有良好的实效性。
1.2 环氧树脂胶粘剂的配制
胶粘剂主剂为6101环氧树脂,另加增韧剂、固化剂和稀释剂等,配比见表2。
表2环氧树脂胶粘剂的配方(重量比)
原材料 配比
6101环氧树脂(主剂) 100
二丁脂(增韧剂) 15-20
二甲苯或丙酮(稀释剂) 10
乙二胺(固化剂) 6-8
在施工过程中,由于环氧树脂加入固化剂后会发生化学反应,因此环氧树脂浆液的配置应根据施工能力来确定,一般不超过3~4kg,并尽可能做到随用随配。另外,已配置好的环氧树脂浆液,宜在2h内使用完毕。
2环氧树脂浆液修补裂缝技术的施工工艺流程
其工艺流程是将桥梁结构的裂缝或孔隙与外界封闭,留出进浆孔和排气孔,然后将一定的材料配制成粘度较低的环氧树脂浆液,用压缩泵以一定的压力将环氧树脂浆液压住到裂缝内,使其扩散胶凝固化,以达到加固或恢复原来结构强度的目的。
则其工艺流程简化为:裂缝检查及清理→预埋压浆嘴→嵌缝止浆→压气、封闭、检查→配制环氧树脂浆液→剥除、嵌缝→表面处理及质量检查。
3环氧树脂浆液修补裂缝技术的工程应用
南宁市某大桥,是一座悬臂式钢筋混凝土箱型薄壁城市橋梁,全长394.6m,车道净宽18 m,两边人行道各宽3m,桥面总宽24m。该大桥两端跨径为1×45 m的单悬臂梁,中跨为5×55 m,采用23m中间挂梁的双悬臂梁。由两组独立的三室箱梁组成,两组箱梁之间用简支板支承于箱梁的悬臂上;在墩台处设置刚接的连续横隔梁,其余的横隔梁均为简支,下部结构北岸为埋置式桥台,南岸为U形桥台。桥墩采用双柱式,支承于分离式沉井基础上。
该桥建成使用十几年后,对在该桥进行全面调查后发现其出现了一定数量长短大小不一的裂纹,且经过3-5年的跟踪观察,发现裂缝数目、宽度仍在增长。为了保证桥梁的正常使用功能,拟对其采用环氧树脂浆液进行裂缝处理。则其具体施工工艺如下:
3.1清洁裂缝:先用磨光机打磨裂缝两边宽5cm处,用丙酮清洗裂缝,将裂缝中的油脂、油污、粉尘等污染物清洁干净,并使用压缩空气,使裂缝能足够干燥。
3.2 对深度小于5mm 的浅表层龟裂,采用环氧树脂稀液(环氧树脂:稀释剂:固化剂=1:0.4:0.25)浸透、干固后,刮环氧树脂胶泥。
3.3对深度大于5mm的裂缝,按30~50cm的间距埋贴压浆嘴,然后用环氧树脂胶泥封闭裂缝,封闭宽度不小于5cm。在这个环节中,为确保环氧树脂浆液能渗透到缝隙中,应准确选择埋贴压浆嘴孔位置。一般,应根据砼裂缝的长度、深度、走向和形状等确定,选在裂缝交叉处、两端、空隙部位及裂缝贯穿处。
3.4 预埋压浆嘴时,先在压浆嘴底盘抹层1mm左右厚的环氧树脂胶泥,将压浆嘴骑缝粘贴在预定的位置上。切不可堵住压浆嘴。
3.5 测气试验
在封闭裂缝工作结束后,待环氧树脂胶泥完全干固后,即可进行测气试验,检查进浆口、出液口、裂缝封闭的完好情况。
1. 从灌浆孔输入4kg/cm2压力空气,如气体从出液口输出,胶泥封闭处及其他裂缝出液口不漏气,则表示该裂缝灌浆口、出液口设置正确,胶泥封闭可靠。然后关闭出液口,将裂缝内压力升至4kg/cm2并保持2分钟,如无漏气,则表明裂缝封闭正常。
2. 如果通气升压后,胶泥处漏气,应重新进行封闭。如果通气升压后,2个以上出液口出气,则表示该裂纹和2条以上裂缝贯通,应关闭漏气出液口,直至不漏气、能保压为止,并做好记录和标记。
3.6 测气合格后,即可进行环氧树脂浆液的试配。一般,环氧树脂配比每盘以3-4kg为宜,在配制时,先称量砂、石材料和水泥的重量并搅拌均匀,然后称环氧树脂胶液重量,再称量好速凝剂乙二胺,一边搅拌环氧树脂液一边倒入速凝剂乙二胺。然后把计量好的固化剂二丁脂也倒入搅拌液中搅匀后迅速倒入每盘计量好的砂石料上面,然后充分搅拌均匀(砂石料表面无花白)后,把搅拌料分层填入修补坑内,并充分振捣密实。
3.7 待环氧树脂浆液配制完成后,即可进行压浆。压浆时,可采用水泵、涂料压力壶或空气枪进行压力灌浆,灌浆时的空气压力不得小于4kg/cm2。
3.8 灌浆时:①如果裂缝是倾斜或垂直的,灌浆应从最低点的灌江口开始注入环氧树脂,直到环氧树脂平面超出灌浆口高度。然后封上较低的灌浆口,如此反复直到裂缝完全填充好,所有的灌浆口也将被封盖住。②如果裂缝是水平裂缝,应采用足够的灌浆压力,其灌浆过程则采用同样的方式从裂缝的一端依次向另一端进行。③如果裂缝是贯穿裂缝,宜在两面一先一后交错进行。
3.9 灌浆时,注意观察压浆嘴出液状况,当吸浆率小于0.1L/min时,且灌江口溢出浆液时,可确认灌满,然后封闭压浆嘴出液口,升压至4kg/cm2。并持力不少于5分钟,然后待其自然干固。自然干固时间不少于72h。
3.10 检查裂缝补裂是否有遗漏。
3.11 压浆结束后,待环氧树脂浆液固话后,即可清除压浆嘴,然后将砼表面的环氧树脂胶泥通过打磨或其他适当的方式去除掉,以保证桥梁整体效果。
4 施工应注意的事项
4.1已制好的环氧树脂浆液必须分散堆放,切勿成桶存放或堆置,以免提前固化。
4.2由于环氧材料各组合成份大都易挥发、易燃烧,施工现场必须通风透气,避免有害气体对人体的不良影响,同时应注意防火。
4.3在施工过程中,若人体与环氧材料接觸后,应用酒精、肥皂水清洗,严禁用有机溶剂清洗,以免有机溶剂将环氧材料稀释而使其渗入皮肤。
4.4 施工用具可用丙酮、甲苯和二甲苯等溶剂清洗。若环氧树脂浆液已硬结在工具上,可加热刮掉但不能燃烧。
4.5固化劑(乙二胺)用量一定要准确,误差控制在5g以內。
4.6 每次从拌合到注浆,必须在2h內结束,否则环氧树脂会失效。
4.7 施工溫度在20℃~30℃为宜,阴天、下雨天不能进行施工,否则会影响环氧树脂混凝土的强度。
5 结束语
综上所述,环氧树脂浆液由于具有粘结性强、收缩率小、密封性好、流动性好等突出的性能,在桥梁加固工程、公路修造、砼结构裂缝补强加固或防渗堵漏灌浆等领域得到了广泛应用。当前,随着我国早期修建的桥梁随着使用期限的增长、交通量的增大,桥梁结构出现破损,相信环氧树脂在桥梁裂缝加固中能起到越来越大的作用。实践表明,环氧树脂浆液完全能胜任桥梁的裂缝修补,相信环氧树脂浆液修补裂缝技术将更广泛地应用于旧桥维修工程中。
参考文献:
[1]赖坤平.桥梁混凝土裂缝成因与环氧树脂注射修复技术[J].科技信息,2008(19).
[2]荆丽.环氧树脂混凝土修补技术在桥梁维修中的应用[J].科技信息,2010(17).
[3]张春青,王安邦.环氧树脂粘接剂在桥梁维修工程中的应用[J].北京公路,2009(4).
[4]冯正文.环氧树脂在桥梁混凝土构件裂缝修补中的应用[J].建材世界,2011(4).