环氧玻璃钢在混凝土裂缝修补加固中的应用

环氧玻璃钢在混凝土裂缝修补加固中的应用 环氧玻璃钢在混凝土裂缝修补加固中的应用 张文渊 (江苏东南交通工程咨询监理有限公司 210018) 摘要：江苏省淮海农场5O年代末建造的公路桥，因施工时混凝土中掺入了一些粉煤灰，使工程质量先天不 足，投入运行后大梁多处出现桥梁裂缝宽度超过允许值O．2mm，最宽处已达O．48mm，给安全运行带来严重威胁。 桥梁 裂缝产生的主要原因是超过设计标准的车辆通过这些桥，混凝土老化现象亦加快了桥梁裂缝的发展。为延长这些 公路桥的使用寿命，对缝宽大于O．3mm的裂缝，选用粘贴环氧玻璃钢的方法进行修补，大梁表面及桥面板底 部，用环氧厚浆涂料喷涂2遍。该文具体介绍了环氧玻璃钢修补公路桥大梁混凝土裂缝修补的施工工艺和质量控 制方法，并提出施工中值得注意的有关问题。 关键词：环氧玻璃风；混凝土裂缝；修补；施工方法；质量控制；注意事项 1 工程概况 象亦加快了桥梁裂缝的发展。 江苏省淮海农场位于淮河下游，苏北灌溉总渠 尾闸两岸，东临黄海，自1952年建场以来，大搞水 利基本建设，逐渐采用了钢筋混凝土结构。其中有 5座公路桥建于1958年10月，中跨5m，边跨4．5m 的简支T梁结构。因建于大跃进年代，施工混凝土 中掺入了一些粉煤灰，使工程质量先天不足，投入 运行后公路桥大梁多处出现桥梁裂缝宽度超过允许值 0．2mm，最宽处已达0．48ram，给安全运行带来严重 威胁。1996年底，对公路大梁上大感动0．3mm的 裂缝采用粘贴环氧玻璃钢的技术加固。

2 产生桥梁裂缝原因分析 随着车流量日益增加，桥面荷载已大大超过原 设计标准，致使桥梁结构严重受损。原公路桥设计 标准为汽车一10级，校核标准为拖车一6o，T梁设 计采用170级混凝土(旧级)，而且每年冬春季节都 有大量军用车辆和大型平板车辆通过。1995年9 月，笔者对这5座公路桥进行了全面调查，并以回 弹仪测验了这5座公路桥混凝土强度，用酚酞试液 测验了其碳化深度。通过调查发现，几乎每座公路 桥大梁都有不同程度的桥梁裂缝，混凝土碳化深度已超 过钢筋保护层，凿出一个深度为56ram的碳化测试 点，实际主筋保护层厚度为25ram，说明钢筋偏位较 多，主筋有轻度锈蚀(浮锈)。桥梁裂缝产生的主要原因 是超过设计标准的车辆通过这些桥，混凝土老化现 106 3 修补加固措施 为延长这5座公路桥的使用寿命，对缝宽大于 0．3mm的裂缝，选用粘贴环氧玻璃钢的措施进行修 补，大梁表面及桥面板底部，用环氧厚浆涂料喷涂 2遍。 3．1 环氧玻璃钢基本特性与粘结强度 3．1．1 环氧玻璃钢的基本特性 (1)物理性能好。抗弯、抗拉强度可达300— 400MPa，抗压强度可达20oMPa(手糊法)，吸水率 小，与其它复合材料比，有较高的粘合力。 (2)强度高。环氧玻璃钢比重1．6，由于抗拉 强度高，因而能以较小的单位重量获得较高的强 度。 (3)耐久性好。具有良好的耐化学腐蚀性和 耐水性。 (4)施工工艺简单。操作方便，容易维修。

3．1．2 环氧玻璃钢胶粘剂的配制及粘接强度 胶粘剂主剂为无锡产6101环氧树脂，另加增 韧剂、固化剂、释释剂等，经现场试验配制，配比见 表1。 环氧玻璃钢与混凝土表面的粘结强度以剪切 和剥离强度表示，按表1配方试验测出数据见表 2。 3．2 施工工艺 3．2．1 粘贴部位、层数、面积与宽度 维普资讯 http://www.cqvip.com 江苏交通工程 2OO3年第2期(总第109期) 对桥梁裂缝大于0．3mm以上的进行粘贴三胶二布 环氧玻璃钢，粘贴宽度为200mm，搭接的长度大于 50ram，共处理裂缝225条，总长达759．5，粘贴总面 积151．9 。 表1 环氧玻璃钢胶粘剂配方(重量比) ＼ ＼ 材 料 6101环氧 二丁脂 二甲苯 乙二胺 ＼ 树脂 (或丙酮) ＼ 作用 主剂 增韧剂 稀释剂 固化剂 名称 ＼ 环氧胶粘剂 1o0 15—2O 10 6—8 表2 环氧玻璃钢粘结强度试验 剪切试验 剥离试验 粘结材料 胶粘剂名称 强度(胁) 破坏情况 强度(胁) 破坏情况 部分混凝土表 玻璃钢与水泥板 环氧胶粘剂 >3．89 混凝土表面破坏 0．379 面、部分粘结面 破坏 3．2．2 混凝土表面处理 基体表面质量是决定粘贴使用效果的关键因 素之一，表面处理好坏，粘贴效果相差很大。环氧 玻璃钢粘贴前，人工作刮铲混凝土表面的污渍铲 除，再将裂缝处松散砂浆清除，然后用粗砂纸打磨 一遍以除油污、锈斑，再用钢丝刷将混凝土表面刷 糙，最后用丙酮或汽油等溶剂洗刷被粘贴面2遍， 将浮灰、油脂彻底洗去。 另外亦可采用机械喷砂对混凝土表面进行处 理，该方法具有质量好，工效高等优点。但一般粘 贴面积较小，故较少采用。 该5座公路施工中搭脚手是个难题。河底高 程一5．Om 一3．5m，桥面高程+5．Om一+6．5m。 如按通常搭法，从河底向上，脚手架需搭8m高，且 有3m左右的水深，如5座公路桥全部搭设、拆除脚 手，则工作量很大，进度也跟不上。实施中采用了 “整体移动式脚手”方案，即用一条30t机船，在船 上搭设脚手，逐孔移动，简单方便，不仅节约了大量 的人力、物力，还缩短了施工时间，加快了施工进 度。

3．2．3 粘贴环氧玻璃钢 粘贴是人工手糊。主要采用分层间断法，少部 分孔采用多层连续法。 (1)分层间断法 施工工序为：涂刷打底料一刮环氧腻子一间断 刷贴已裁剪好宽200ram的环氧玻璃钢一涂刷面层 料。施工质量要求：①底料涂刷于混凝土表面上要 薄而匀，避免漏涂、流挂，自然固化时间不小于6h。 ②混凝土表面凹凸不平处，要用腻子嵌压填平，自 然固化时间一般为12h。③刷一道环氧胶粘剂，贴 一层环氧玻璃钢，边贴边用漆刷由中间向两边轻轻 刮压平整，赶走气泡，不起趋纹，不留空腹点，要求 环氧玻璃钢全部浸透，一般固化时间12h，并对毛 刺、突边、气孔进行整修。检查合格后，再按上述程 序粘贴第二层环氧玻璃钢，自然固化12h后，再最 后涂刷面层环氧胶粘剂一遍。 (2)多层连续法 多层连续法施工，涂刷打底料和刮环氧腻子与 分层间断法相同。不同的是，在第一层环氧玻璃钢 粘贴完毕，检查合格后，不等固化即在同一部位按 同样的方法连续粘贴第二层环氧玻璃钢。多层连 续法施工能缩短时间，但质量不易掌握，所以操作 要特别谨慎，小心轻刮，不要将前一层的环氧玻璃 钢弄出突边，搭接处要仔细压紧。同样，面层胶粘 剂要使环氧玻璃钢全面浸透。 通过检查、测试，两种粘贴方法均能满足质量 要求。 3．3 质量控制 除了上述施工中应控制的质量要求外，尚需要 做到以下几点： 粘宽200mm的环氧玻璃钢要以桥梁裂缝修补为中心线 对称贴，即在桥梁裂缝修补的两侧尽量做到均为lOOmm。 (1)环氧钢的上下搭接缝要错开，搭接不小于 50ram，搭接口向下，圆角处要把环氧玻璃钢剪开。 (2)施工后的环氧玻璃钢外观质量要求达到： 平整、贴实、无毛刺、无气泡、无漏胶、不突边、无皱 纹、不脱胶。 (3)在施工现场做“8”字模砂浆试件和~ 11111 1o7 维普资讯 http://www.cqvip.com 环氧玻璃钢在混凝土裂缝修补加固中的应用 圆钢模试件，进行环氧胶粘剂的粘结抗拉试验，并 要求“8”字模砂浆试件的28d龄期平均粘结抗拉强 度不低于3MPa和满足试件破坏情况下不在粘结 面被拉坏的指标。

3．4 施工注意事项 (1)粘贴环氧玻璃钢宜在气温20℃左右，湿度 不大于80％的条件下施工，雨天不宜施工，晴天施 工要防止灰尘及阳光直射。 (2)环氧胶粘剂要随配随用，少配勤用，一次 配量不宜超过lkg，并要求在30min内用完，以免变 稠后失效。 (3)本工程粘贴环氧玻璃钢为高空作用，注意 安全；同时应注意环氧胶粘剂有低毒刺激味，加强 防护措施。 4 结语 4．1 结构胶粘剂力学性能 经过对江苏省淮海农场5座公路桥结构胶粘 剂的“8”字型砂浆试模和040ram圆钢模试件的试 验表明：28d龄期粘结强度均大于砂浆混凝土本身 的抗拉强度。结果见表3。 表3 公路桥结构胶粘剂力学性能试验(龄期28d) 受拉面积 拉试 件 编号 力 粘接强度 砂浆拉力 砂浆抗拉强度 破 坏 情 况 (cm2) (kN) (ⅫPa) (kN) (加Pa) 1 >4．0 >8．38 2．46 5．08 100％断在砂浆断面 砂浆 2 >4．14 >8．48 2．77 5．76 100％断在砂浆断面 “8”字模 4I86 3 >3．44 >7．12 1．"／9 3．69 100％断在砂浆断面 4 >2．88 >5．96 2．14 4．43 100％断在砂浆断面 7 14．94 l1．89 040ram 圆钢 8 12．56 12．36 9．84 9 17．34 13．81 4．2 工程效果 江苏省淮海农场5座公路桥大梁裂缝处理60 多米，工程运行良好。检查表明环氧玻璃钢粘贴完 108 好，接头紧密，没有鼓泡脱落现象。显示了环氧玻 璃钢处理裂缝不仅粘接强度高，而且能有效地封闭 裂缝，保证结构的整体性。

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