旧注胶法在修复桥梁裂缝中的应用

【关键词】裂缝；环氧树脂；水性；注胶；注胶器 

　　0 前言 

　　通过对产生裂缝的病害部位使用注胶方法维修，使病害回复或达到正常使用的要求，保证安全通告。恰当的、有效的对病害桥梁进行预防性养护维修，可以延长桥梁使用寿命，降低养护维修成本，经济和社会效益明显。 

　　维修桥梁出现的裂缝，我们就要针对具体的裂缝分析裂缝是怎么产生的，也就是裂缝产生的原因。分析了产生的原因，才能有针对的进行维修。而对于裂缝产生的原因很多，经对比，我们认为比较全面，比较系统的总结裂缝产生的原因有三种分类的形式。 

　　第一种也是认为比较全面科学的，现分为七类。一是因有荷载产生的裂缝、二是温度变化收起的裂缝、三是混凝土收缩引起的裂缝、四是地基与基础沉降引起的裂缝、五是钢筋等材料锈蚀引起的裂缝、六是冻涨引起的裂缝、七是施工材料施工工艺引起的裂缝。 

　　第二种分类方式，也是分为七类。一是使用高强快凝水泥，使得混凝土的强度增加飞快，弹性模量上升迅速，产生很大的弹性拉应力，混凝土出现裂缝；二是使用高强快凝水泥混凝土徐变相对较小，凝结作用过程中应力松弛作用相对较差，混凝土出现裂缝；三是使用高强快凝水泥混凝土水灰比相对较低或早期自身收缩大；四是浇筑大体积或混凝土浇注时间长，产生水化热，降温措施不到位，养护不及时；五是混凝土浇注时外界气温高或温差较大，水泥水化反应，形成内处温差大；六是结构物在冬季水结冰产生冻胀，并与静荷载、动荷载相叠加引起纵向裂缝；七是结构物产生的疲劳与承载力不足产生裂缝； 

　　1 出现了裂缝，我们分析了裂缝产生的原因，针对具体的裂缝有针对性地提出维修方案 

　　通常我们对于裂缝有三种处理方法： 

　　1.1 封缝法，也叫表面修补法 

　　就是在裂缝的表面涂一层浆体，如水泥浆、环氧浆液、聚合物砂浆等浆体。 

　　1.2 注胶法 

　　注胶法就是运用一些注胶设备，将我们经过选择的，事先准备的浆液注入到裂缝中，随着注入的浆液在裂缝中会琢渐的硬化，硬化后浆体能够对裂缝进行有效的填补，形成一个完整的结构体，消除了裂缝对结构的影响，同时浆液也对裂缝有一个密封效果。在桥梁维修中，能够选用的浆质材料的种类很多，浆质可以选用环氧类聚合物材料，甲基丙烯酸酯、聚氨酯来进行灌浆。注胶法是我们现在对桥梁裂缝处理使用较多、有效的方法之一。 

　　2 工程实例 

　　2.1 温度裂缝的维修 

　　G312线K2341+778古浪河七桥古浪岸桥台裂缝，特征为：裂缝分布有一定的规律性、一般出现在结构的薄弱部位，如施工接茬，截面变化处等，裂缝为一条或多条垂直或平行于常轴方向，裂缝宽度一般为0.02mm以上，裂缝贴片观测会发现随温度、季节的变化而变化。 

　　我们针对这一裂缝，处理方法为采用低压灌注环氧胶的方法对裂缝进行灌注，以保证水汽等有害气体不侵入裂缝内部，注胶完工后在表面进行了勾缝装饰，处理完成后达到我们养护预期的要求。 

　　2.2 结构变形裂缝的处治 

　　S308线馆子河桥3-20T型梁板，属于结构变形裂缝，主要是超重车辆对该桥面反复的冲击，而该桥T型梁板挠度变形较大，正常为7mm，经检测为9.6。超过了混凝土的强性模量。使混凝土出现裂缝。处治方法为： 

　　⑴对于混凝土脱落、露筋的部位应将钢筋的锈迹清除，并把松动的保护层凿去，梁体表面的蜂窝麻面采用膏状胶找平修补。 

　　⑵对于大于0.02mm的裂缝采用压力灌浆法灌注注缝胶， 对梁体全部肋面及上翼缘，使用具有较大弹性的封缝胶修补找平，并进行全面封闭处理，防止水分渗入和风化，阻止钢筋锈蚀，恢复梁体的整体性，保证梁体的耐久性。 

　　⑶对下翼缘梁体进行结构补强加固，采用碳纤维加固的方法。采用WN结构胶将碳纤维布沿受拉方向贴至梁体下翼缘，与梁体形成整体且共同受力，从而可以提高梁体的承载力和抗弯刚度，我们只是用聚合物砂浆进行封面维修，防止新的裂缝产生。 

　　3 灌注胶液的选用 

　　现在我们使用的是水性环氧树脂，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。水性环氧树脂与环氧树脂相比较，其最大的优点就是可在室温和潮湿或过湿的环境中固化，能与水泥砂浆、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强度、韧性、抗冲击性能，增强防水性能。 

　　4 水性环氧树脂材料，水性环氧树脂混凝土力学性能试验 

　　4.1 工程材料的选用。我们选用的原则是材料必须能够满足使用功能的要求，材料的贮备充足，经济实惠。 

　　（1）水泥：我们多年使用，对水泥有较多年的试验验证，并经过工程实践检验，且运距较近，景泰寿鹿山牌32.5级普通硅酸盐水泥； 

　　（2）细骨料：永登采的石英砂，最大粒径5mm，细度模数2.43， 

　　（3）粗骨料：永登砂石厂生产的玄武岩破碎石，表观密度约在2.94 g・cm-3，堆积密度1.52×103 kg・m-3，颗粒级配为5～20mm，连续级配碎石； 

　　（4）水性环氧树脂及固化剂：广州东风生产的水性环氧树脂，环氧树脂固胶含量为60%，水性胺类固化剂。 

　　4.2 材料配合比 

　　依据厂家提供的基准混凝土配合比为：水泥：砂：石：水=400kg：605kg：1228kg：177kg，水灰比w：c=0.44，砂率为33%，水性环氧树脂与水性胺类固化剂的重量比为4：1。考虑到水性环氧树脂是一种亲水性的乳液，因此将水性环氧树脂加入混凝土中，以全部加入水份考虑，需要对比水性环氧树脂改性后的混凝土与基准混凝土的各项性能指标，一般保持水灰比不变，原基准混凝土中的水份需根据掺入水性环氧树脂的用量而减少。 

　　4.3 在适宜时做的试验 

　　我们所维修的结构部件，大多是受压构件，劈裂抗拉强度和抗折强度我们主要是收集、参考资料所得。在今后，我们应当尽量做出它的抗拉，抗折强度为； 

　　4.4 资料收集不同掺量下的水性环氧树脂改性水泥混凝土配合比，试验及收集资料得出结论 

　　（1）掺入环氧树脂的量不同，其同一配合比的混凝土的抗压强度有着明显的提高。 

　　（2）掺有水性环氧树脂的混凝土24h、28d龄期的抗压强度值增幅较大，从数据中可以明显看出：掺入水性环氧树脂对混凝土的早期强度有较大的提高，依据参考资料，试件成型24h后，增幅最为明显。从试件成型的24h、28d这二个龄期来看，成型24h是水性环氧树脂充分发挥其增强混凝土力学性能效果最为明显的时间段，这是因为在24h后水性胺类固化剂将水性环氧树脂中的环氧树脂全部分离出来了，而这时环氧树脂与水泥基发生化学反应的结果。 

　　5 结论 

　　5.1 水性环氧树脂掺入混凝土后，混凝土的抗压、劈拉、抗折强度都有不同程度的提高，尤其是混凝土的早期强度得到了较大的提高。 

　　5.2 由于水性环氧树脂是一种水性的聚合物，具有较好的流动性和较强的粘结力，在混凝土中掺入一定量的水性环氧树脂，混凝土的抗裂性能和抗渗性能有较明显的提高。 

　　6 结束语 

　　对于所维修的裂缝进行跟踪观测，并进行效果评价。总结经验，分析存在的问题，为公路交通事业发展做出自己的一份贡献。 

　　【参考文献】 

　　[1]张树仁.桥梁病害诊断与改造加固设计[M].北京：人民交通出版社，2006. 

　　[2]中华人民共和国行业标准.JTG/T J22-2008公路桥梁加固设计规范[S].北京：人民交通出版社，2008.