淺談環(huán)氧玻璃鋼在混凝土裂縫修補加固中的應用

　　1 工程概況

　　江蘇省淮海農(nóng)場位于淮河下游，蘇北灌溉總渠尾閘兩岸，東臨黃海。自1952建場以來，大搞水利基本建設，其中有5座公路橋建于1958年10月，中跨5m ,邊跨4.5m的簡支鋼筋混凝土T梁結(jié)構(gòu)。因施工時混凝土中摻入了一些粉煤灰，使工作質(zhì)量先天不足，投入運行后公路橋大梁多處出現(xiàn)裂縫寬度超過允許值（0.2mm)，最寬處已達0.48mm，給安全運行帶來嚴重威脅。1996年底開始對公路橋大梁上大于0.3mm的裂縫采用粘貼環(huán)氧玻璃鋼的技術(shù)加固。

　　2 產(chǎn)生裂縫原因分析

　　隨著車流量日益增加，橋面荷載已大大超過原設計標準，致使橋梁結(jié)構(gòu)嚴重受損。原公路橋設計標準為汽車-10級，校核標準為拖車-60，T梁設計彩170級混凝土（舊級），而且每年冬春季節(jié)都有大量各種大型車輛通過。1995年9月，筆者對這5座公路橋進行了全面調(diào)查，并以回彈儀測驗了其碳化深度。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，幾乎每座公路橋大梁都有不同程度的裂縫，混凝土碳化深度已超過鋼筋保護層，鑿出一個深度為56mm的碳化測試點，實際主筋保護層厚度為25mm，說明鋼筋偏位較多，主筋有輕度銹蝕（浮銹）。裂縫產(chǎn)生的主要原因是超過設計標準的車輛的過往，混凝土老化現(xiàn)象亦加快了裂縫的發(fā)展。

　　3 修補加固措施

　　為延長這5座公路橋的使用壽命，對縫寬大于0.3mm的裂縫，選用粘貼環(huán)氧玻璃鋼的措施進行修補，大梁表面及橋面板底部，用環(huán)氧厚漿涂料噴涂2遍。

　　3.1 環(huán)氧玻璃鋼基本特征與粘結(jié)強度

　　3.1.1 環(huán)氧玻璃鋼的基本特性

　?。?）物理性能好?？箯?、抗拉強度可達300-400MPa，抗壓強度可達200MPa（手糊法），吸水率小，與其它復合材料比，有較高的粘合力；

　　（2）強度高。環(huán)氧玻璃鋼密度為1.6，由于抗拉強度高，因而能以較小的單位重量獲得較高的強度；

　?。?）耐久性好。具有良好的耐化學腐蝕性和耐水性；

　　（4）施工工藝簡單。操作方便，容易維修。

　　3.1.2 環(huán)氧玻璃鋼膠粘劑的配制及粘接強度[Page]

　　膠粘劑主劑為無錫6101環(huán)氧樹脂，另加增韌劑、固化劑、稀釋劑等，經(jīng)現(xiàn)場試驗配制，配比見表1。

　　3.2 施工工藝

　　3.2.1 粘貼部位、層數(shù)、面積與寬度

　　對裂縫大于0.3mm以上的進行粘貼三膠二布環(huán)氧玻璃鋼，粘貼寬度為20mm，搭接的長度大于50mm。

　　3.2.2 混凝土表面處理

　　基體表面狀態(tài)是決定粘貼使用效果的關(guān)鍵因素之一，表面處理好壞，粘貼效果相關(guān)很大。環(huán)氧玻璃鋼粘貼前，人工用刮鏟將混凝土表面的污漬鏟除，再將裂縫處松散砂漿清除，然后用粗砂紙打磨一遍以除油污、銹斑，再用鋼絲刷將混凝土表面刷糙，最后用丙酮或汽油等溶劑洗刷被粘貼面2遍，將浮灰、油脂徹底洗去。

　　另外亦可采用機械噴砂對混凝土表面進行處理，該方法具有質(zhì)量好，工效高等優(yōu)點。但粘貼面積較小時，較少采用。

　　3.2.3 粘貼環(huán)氧玻璃鋼

　　粘貼用人工手糊。主要采用分層間斷法，少部分孔采用多層連續(xù)法。

　　1）分層間斷法

　　施工工序為：涂刷打底料-刮環(huán)氧膩子-間斷刷貼已裁剪好寬200mm的環(huán)氧玻璃鋼-涂刷面層料。施工質(zhì)量要求：（1）底料涂刷于混凝土表面上要薄而勻，避免漏涂、流掛，自然固化時間不小于6h。（2）混凝土表面凹凸不平處，要用膩嵌壓填平，自然固化時間一般為12h。（3）刷一道環(huán)氧膠粘劑，貼一層環(huán)氧玻璃鋼，邊貼邊用漆刷由中間向兩邊輕輕刮壓平整，趕走氣泡，不起趨紋，不留空腹點，要求環(huán)氧玻璃鋼全部浸透，一般固化時間12h,固化后對毛刺、突邊、氣孔進行整修。檢查合格后，再按上述程序粘貼第二層環(huán)氧玻璃鋼，自然固化12h后，再最后涂刷面層環(huán)氧膠粘劑一遍。

　　2）多層連續(xù)法

　　多層連續(xù)法施工中，涂刷打底料和刮環(huán)氧膩子與分層間斷法相同。不同的是，在第一層環(huán)氧玻璃鋼粘貼完畢，檢查合格后，不等固化即在同部位按同樣的方法連續(xù)粘貼第二層環(huán)氧玻璃鋼。多層連續(xù)法施工能縮短時間，但質(zhì)量不易掌握，所以操作要特別謹慎，小心輕刮，不要將前一層的環(huán)氧玻璃鋼弄出突邊，搭接處要仔細壓緊。同樣湎層膠粘劑要使環(huán)氧玻璃鋼全面浸透。通過檢查、測試，兩種粘貼方法均能滿足質(zhì)量要求。[Page]

　　3.3 質(zhì)量控制

　　除了上述施工中應控制的質(zhì)量要求外，尚需要做到以下幾點：

　　1）粘寬200mm的環(huán)氧玻璃鋼要以裂縫為中心線對稱貼，即在裂縫的兩側(cè)盡量做到均為100mm。

　　2）環(huán)氧玻璃鋼的上下搭接縫要錯開，搭接不小于50mm，搭接口向下，圓角處要把環(huán)氧玻璃鋼剪開。

　　3）施工后的環(huán)氧玻璃鋼外允質(zhì)量要求達到：平整、貼實、無毛刺、無所泡、無漏膠、不突邊、無皺紋、不脫膠。

　　4）在施工現(xiàn)場做“8”字模砂漿試件和?40mm圓鋼模試件，進行環(huán)氧膠粘劑的粘結(jié)抗拉試驗，并要求“8”字模砂試件的28天齡期平均粘結(jié)抗拉強度不低于3MPa和滿足試件破壞情況下不在粘結(jié)面被拉壞的指標。

　　3.4 施工注意事項

　　1）粘貼環(huán)氧玻璃鋼宜在氣溫20°C左右，濕度不大于80%的條件下施工，雨天不宜施工，晴天施工要防止灰塵及陽光直射。

　　2）環(huán)氧膠粘劑要隨配隨用，少配勤用。

　　4 結(jié)語

　　4.1 結(jié)構(gòu)膠粘劑力學性能

　　經(jīng)過對江蘇省淮海農(nóng)場5座公路橋結(jié)構(gòu)膠粘劑的“8”字型砂漿試模和?40mm圓鋼模試件的試驗表明：28d齡期粘結(jié)強度均大于砂漿混凝土本身的抗拉強度。結(jié)果見表3。

　　4.2  工程效果

　　江蘇省淮海農(nóng)場5座公路橋大梁裂縫處理6年多來，工程運行良好。檢查表明環(huán)氧玻璃鋼粘貼完好，接頭緊密，沒有鼓泡脫落現(xiàn)象。顯示了環(huán)氧玻璃鋼處理裂縫不僅粘接強度高，而且能有效地封閉裂縫，保證結(jié)構(gòu)的整體性。