水泥混凝土桥面裂缝的修复.docx

水泥混凝土桥面裂缝快速修复技术研究
引言

在桥梁建造与使用过程中，钢筋混凝土结构构件出现裂缝，是非常值得关注的问题。裂缝的发展会使结构物产生异常的内部应力或变形，严重的可能会危及桥梁的结构安全和正常使用。由于桥面板直接受到车轮荷载的影响，一旦开裂容易迅速恶化，因此必须采取措施进行裂缝修补。
大量调查与国内外相关文献表明，对水泥混凝土桥面裂缝病害的处理通常采用灌浆法（裂缝宽度较小）或切割、开槽法（宽度较大）。而目前灌浆法主要是将修补材料注入到裂缝中，利用所注材料将裂缝堵死。这虽然可以暂时将裂缝封堵，但裂缝一旦继续扩展，该方法即失去作用。除此之外，目前修补材料均养护时间较长，但是目前对于高速公路的交通枢纽地段为了减少经济损失，对开放交通的时间要求越来越短，因此研究开发养护期短、早期强度高的快速修补材料是有必要的。
本文通过对水泥混凝土裂缝修复材料进行研究，并结合水泥混凝土裂缝修复材料的性能要求对SC材料进行了一系列室内试验研究，推荐了SC界面剂与SC水泥砂浆表面修补剂。最后通过工程实例介绍了SC材料的施工工艺。目前SC材料已经在湖南湘莱、莱宜高速公路修补等一些工程中得到应用，且应用情况良好。

二、裂缝修复材料的选定
（一）裂缝修复材料概述
混凝土桥面裂缝能否修补成功，主要取决于修补材料的性能。目前较常用的修补材料按材料性能可分为无机类材料和有机类材料两类。现有的无机类裂缝修补材料一般为各种粒度和成分不同的水泥，这类裂缝补材料刚度大且界面粘结性能差；而常用的有机材料有环氧树脂类和沥青类，其中环氧树脂类材料在桥面裂缝修补中被广泛使用。
裂缝修补材料根据其功能可分为补强材料和密封材料。典型的补强材料有可用于灌缝的环氧树脂及各种改性环氧树脂、酚醛及各种改性酚醛树脂类胶粘剂，用于裂缝条带修补的水泥基无机胶凝材料(如掺JK系列快速修补剂的早强快硬修补混凝土)。密封修补材料主要指聚氨醋类、烯类、橡胶类、沥青类胶粘剂。

（二）裂缝修复材料的要求
水泥混凝土桥面板快速修补问题，长期以来未能得到很好的解决，其根本问题是修补材料的性能不理想及修补工艺不切合我国的具体实际。大量调查与相关文献表明，桥面裂缝修复材料应该满足以下要求：（1）快硬、高早强，以满足修补后快速开放交通的要求；(2)粘结力强、韧性好，修补界面粘结强度不低于旧混凝土，以保证修补的效果；(3)施工快速、简单、方便，不需使用大型机具；(4)施工后不需养护或只需稍加养护即可开放交通；(5)耐磨性高，耐久性好；(6)收缩小，后期性能稳定。
（三）SC裂缝修复材料
根据上述要求，对几种混凝土裂缝修复材料进行了室内试验分析和对比选取了环氧树脂类裂缝修复材料－SC材料。SC材料以环氧树脂为基料，以双酚AE44环氧为乳化剂，通过乳化工艺制备成双组分反应型处理剂，双组分胶料在交联反应后形成的立体网状结构，具有不溶性，表现出优良的粘结性、扩散性、渗透性，同时对水泥砂浆、混凝土具有渗透扩散作用，既保持了环氧树脂强度高、粘附力强的优点，又降低了其脆性，提高了韧性。且其早期强度高，固化速度块，工作性能较好。其中，SC界面剂及SC水泥砂浆表面修补剂是两种主要的SC修复材料，其均为双组分水性溶液的改性环氧树脂材料，可分别用来处理混凝土桥面的细微裂缝和较大裂缝。为了对这两种修复材料的性能进行具体的了解，进行了以下试验。

三、裂缝修复材料性能试验

（一）SC界面剂的粘结性能试验
修补材料的粘结强度是一项非常重要的指标。拉拔试验反映了SC界面剂与待修复基材的粘结性能。拉拔试验如图1。图1SC界面剂与水泥混凝土的粘结性能试验拉拔实验结果表明，在25℃下，SC界面剂与水泥混凝土的附着力在3.1~3.7MPa之间，平均附着力为3.4MPa。我国尚未制订修补材料的技术规范，美国加州规定常温下修补材料对混凝土的粘结强度不得低于2.8MPa。表1给出了国内一些常用裂缝修复材料的粘结强度，由表中数据可以发现，SC界面剂的粘结强度满足美国加州修补材料的强度要求，且其粘结强度与其他一些国内修复材料相比较优。表1SC界面剂粘结强度的对比(温度：25℃)

（二）SC水泥砂浆表面修补剂强度试验研究
作为道路修补材料，最基本的要求是确保其能在开放交通前达到规定的强度指标。在相关路面修补材料的研究文献中，拟定了如下的强度指标数据：在标准养护条件下，修补材料达到一般混凝土路面设计强度的70%，即通车时R压>20MPa，R折>3.5MPa。桥面结构受力为弯拉为主，为考察裂缝修复材料的抗折强度，按照中华人民共和国国家标准GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法进行了抗折强度试验。因为温度翘曲以及板底脱空等因素，水泥混凝土桥面局部会承受压应力，为考察裂缝修复材料的抗压强度，进行了抗压强度试验。为了进行对比，用上述方法成型同样