文 / 楊楠楠

港城大道北環(huán)鐵路橋段完善工程設(shè)計(jì)為現(xiàn)澆連續(xù)梁方案。其工法采用支架現(xiàn)澆施工，梁體混凝土采取一次澆筑成型。由于受現(xiàn)場(chǎng)制梁環(huán)境等多種因素所限，竣工后發(fā)現(xiàn)梁體出現(xiàn)裂縫、蜂窩、混凝土松散、鋼筋外露等質(zhì)量缺陷，這些缺陷會(huì)給橋梁承載以及日后運(yùn)營(yíng)帶來(lái)很大的安全隱患。

缺陷修復(fù)工程的重點(diǎn)是處理梁體表面的結(jié)構(gòu)裂縫、孔洞、鋼筋外露、蜂窩麻面等質(zhì)量缺陷，使其修復(fù)后盡可能達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)有的混凝土強(qiáng)度和承載能力。

施工難點(diǎn)在于梁體已經(jīng)澆筑成型，不能采用一般的施工工藝和材料。因此采用一種特殊的修補(bǔ)加固材料—改性環(huán)氧樹(shù)脂聚合物，一種有機(jī)質(zhì)、高分子聚合物，本身結(jié)構(gòu)由不同種類的高分子物質(zhì)組成，進(jìn)而體現(xiàn)了高分子合金的特性，并且它與新舊混凝土的粘接性能十分優(yōu)異，由改性環(huán)氧樹(shù)脂制備的混凝土體現(xiàn)出良好的特性。

利用改性環(huán)氧樹(shù)脂水泥砂漿填充混凝土孔洞，即使存在致密鋼筋也能完全填充模板，同時(shí)能獲得很好均質(zhì)性。此外，為了提高混凝土的承載力，在缺陷部位修補(bǔ)后的混凝土表面粘貼碳纖維布進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

一、孔洞、露筋修復(fù)方案

針對(duì)連續(xù)梁梁體結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)出現(xiàn)較大的孔洞、鋼筋局部裸露的情況，首先將孔洞周圍的疏松混凝土和軟弱漿膜鑿除，用鋼絲刷或壓力水沖洗干凈后，填入石子；然后支模；預(yù)埋孔口管后，采用改性環(huán)氧樹(shù)脂水泥砂漿進(jìn)行壓力灌漿，再用低粘度環(huán)氧樹(shù)脂水泥砂漿進(jìn)行劈裂灌漿使孔洞填塞充實(shí)；再將其表面采用改性環(huán)氧樹(shù)脂水泥砂漿抹面。為提高其承載能力，可采用粘貼碳纖維布進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。針對(duì)部分拉筋外露問(wèn)題，先將多余部分鑿去，然后采用與混凝土同強(qiáng)度等級(jí)的環(huán)氧樹(shù)脂水泥砂漿將其抹平。

1.環(huán)氧樹(shù)脂水泥砂漿壓力灌漿

改性環(huán)氧樹(shù)脂水泥砂漿，具有優(yōu)良的力學(xué)性能、機(jī)械性能、耐化學(xué)介質(zhì)性能、耐老化性能及良好施工性能等諸多優(yōu)點(diǎn)，并且它與新舊構(gòu)件的粘接性能十分優(yōu)異，由它制備的聚合物水泥砂漿或混凝土具有優(yōu)越的性能。

改性環(huán)氧樹(shù)脂水泥砂漿的配合比為：水泥∶水∶細(xì)骨料：改性環(huán)氧樹(shù)脂：減水劑=100∶38∶250∶15∶8。

2.具有低黏度的環(huán)氧樹(shù)脂水泥砂漿劈裂灌漿

比選酮材料體系的基礎(chǔ)上，在先選親水性表面活性劑和親水性固化劑以后，在滲水條件下，即使在裂縫（0.01mm）也能夠滲透過(guò)墻體和發(fā)生固結(jié)作用，進(jìn)而達(dá)到防滲補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)果。

糠醛、丙酮本身具有的黏結(jié)度非常的低，并且能夠容易地溶解環(huán)氧樹(shù)脂，從而形成一種均勻的液體體系，當(dāng)環(huán)氧樹(shù)脂的堿性固化劑的發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的情況下，生成一種叫呋喃樹(shù)脂的物質(zhì)，呈現(xiàn)一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，能夠把混凝土和普通巖石牢固的黏接在一起，并且穿透能力極強(qiáng)，從而使裂縫充分的填塞。在低溫的條件下，本身具有固化快、氣味濃度小、耐水性及耐老化等性能，但物質(zhì)本身的缺點(diǎn)不能在潮濕的環(huán)境中發(fā)生固化作用。

糠醛-丙酮混合物質(zhì)的環(huán)氧灌漿材料，主要的配合比如下表1。

表1 糠醛-丙酮混合稀釋體系的環(huán)氧灌漿材料組成

糠醛-丙酮混合物質(zhì)的環(huán)氧樹(shù)脂混合物中加人聚酰胺650 作固化劑，分別在潮濕和有水條件下得到樹(shù)脂技術(shù)性能參數(shù)，見(jiàn)表2。

表2 樹(shù)脂固結(jié)體技術(shù)性能參數(shù)

3.粘貼碳纖維布進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)

（1）碳纖維布性能指標(biāo)（見(jiàn)表3）

表3 碳纖維布復(fù)合材料的安全性及適配性合格指標(biāo)

（2）膠粘劑

膠粘劑的安全性及其與碳纖維布的適配性應(yīng)滿足《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50367-2006）表4.5.3 的A級(jí)膠的要求。各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)要求見(jiàn)表4。

4.施工工藝

施工工藝流程如下圖所示。

二、混凝土麻面、蜂窩修復(fù)方案

對(duì)于連續(xù)梁體結(jié)構(gòu)物表面的凹坑麻點(diǎn)或蜂窩狀，擬采用聚丙烯酸酯硫鋁酸鹽水泥砂漿進(jìn)行修復(fù)處理。

表4 碳纖維布膠粘劑的安全性及適配性合格指標(biāo)

1.方案選擇

聚合物水泥砂漿的操作方法與水泥砂漿相同，一般攤鋪處理，具有許多優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)越性，對(duì)于抗裂性比普通水泥砂漿相對(duì)于較好，其粘結(jié)強(qiáng)度、抗水、抗及耐凍等性能比較高，是一種性能相對(duì)好的修補(bǔ)材料，見(jiàn)表5 和見(jiàn)表6。

表5 物理力學(xué)性能比較

2.聚合物砂漿作用的基本原理

聚合物改性快速修補(bǔ)膠是一種市場(chǎng)需求高新型的修補(bǔ)物質(zhì)膠，主要應(yīng)用于破碎的混凝土需要快速修補(bǔ)裂縫。主要采用了聚丙烯酸精新技術(shù)和市場(chǎng)提供的特種水泥等配制新型產(chǎn)品，一種粘結(jié)力比較強(qiáng)、韌性相對(duì)較高以及耐候性極好等特點(diǎn)。正因?yàn)榫酆衔锛捌渌钚曰衔锏募尤?，大大改善了原料的物理特性。主要體現(xiàn)在：

表6 聚合物硫鋁酸鹽水泥砂漿的耐蝕注能

（1）活性的主要作用：化合物的表面活性劑系主要有高減水的特性，能夠有效的分散水泥的顆粒，改變砂漿的和易性，進(jìn)而消減水泥的毛細(xì)孔的有害孔，有效的提高砂漿的本身特性。

（2）橋鍵的主要作用：化合物中分子的活性基因與水泥水化作用下游離的Ca2+、Al3+等陽(yáng)離子進(jìn)行等價(jià)交換，形成一種特殊作用的橋鍵，水泥顆料四周通過(guò)物理和化學(xué)作用生成一種連續(xù)相。聚合物膜相結(jié)合的連續(xù)相具備高度的均衡性，有效的降低聚合物的彈性模量，改變水泥漿的物理結(jié)構(gòu)和內(nèi)部應(yīng)力結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生微隙有效的減少，提升了原材料的破壞應(yīng)力。此外，因?yàn)榫酆衔锏臉蜴I發(fā)揮相對(duì)的作用，不但明顯地改善了新老混凝土的粘結(jié)特性，而且大幅度改變了材料自身的內(nèi)聚性能，進(jìn)而獲得了較好地耐磨性質(zhì)。

（3）封閉的主要作用：化合物凝聚之后形成一種細(xì)密的薄膜，填充在水泥顆粒的間隙之間，阻斷砂漿或混凝土與外界環(huán)境的聯(lián)通通道，有效的阻隔了水分和其它危害物質(zhì)的侵入。

3.原材料的選擇及應(yīng)用

聚丙烯酸酯溶液的質(zhì)量要求系數(shù)見(jiàn)表7。

表7 聚丙烯酸酯溶液呈變

細(xì)骨料的技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表8。

表8 細(xì)骨料的技術(shù)指量標(biāo)準(zhǔn)

細(xì)骨料的顆粒（耐酸）級(jí)配見(jiàn)表9。

表9 細(xì)骨料的顆粒（耐酸）級(jí)配

三、混凝土裂縫修復(fù)方案

針對(duì)橋梁局部出現(xiàn)的橫向、縱向、網(wǎng)狀等結(jié)構(gòu)裂縫，擬采用低粘度環(huán)氧樹(shù)脂水泥砂漿進(jìn)行灌漿。

1.方案選擇

混凝土開(kāi)裂是橋梁普遍存在的質(zhì)量問(wèn)題，橋梁裂縫修補(bǔ)材料受高分子聚合物材料的性能影響，黏度大都為500～5000mPas，最小僅能灌筑1mm 左右的裂縫。但目前普通的環(huán)氧樹(shù)脂只可在干燥的工作面上對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，跨河橋梁工作面大多相對(duì)濕度大于85%，且環(huán)境濕度易變，導(dǎo)致普通環(huán)氧樹(shù)脂的使用受到很大的限制。為保證裂縫處治效果，可以加人固化劑和活性劑等外加劑，從而解決了裂縫在潮濕的環(huán)境下產(chǎn)生裂縫的問(wèn)題。

2.工藝流程

圖1 騎縫施工工序示意

圖2 斜縫施工工序示意