橋梁伸縮縫填充環氧樹脂混凝土施工技術

【摘要】本文以南水北調東線工程小運河項目部橋梁施工為實例，對環氧樹脂混凝土和其在橋梁伸縮縫中配合比的確定、施工工藝及注意事項作了介紹。

【關鍵詞】環氧樹脂混凝土伸縮縫施工技術

引言

環氧樹脂是一種含有氧基團的高分子聚合物，是含環氧基團樹脂的總稱，它屬于一種無定形粘稠液體，本身不會硬化，沒有明顯的熔點，受熱會變軟，逐漸熔化而發粘，且不溶于水，當加入適宜適量的固化劑時，能配制出在常溫下正常固化的環氧樹脂砂漿和環氧樹脂混凝土，固化后具有可使用的物理力學性能。環氧樹脂混凝土是指以環氧樹脂為主料，摻入固化劑、增塑劑，攪拌后，與水泥、砂、石子混合攪拌制成的混凝土。這種混凝土具有良好的易性和強度高、韌性好、粘結力強、抗沖擊度大、耐腐蝕、防水等特性。根據環氧樹脂混凝土的這種特性，其在混凝土領域的一個重要應用是橋梁工程中的應用，它代替過去橋梁梁體與橡膠伸縮體之間的空隙所填充的高標號混凝土，很好地解決了伸縮縫混凝土開裂、車輛在通過橋梁伸縮縫時的“跳車”現象。

1 工程概況

本工程為南水北調東線一期魯北段小運河段輸水工程施工3標段，位于山東省聊城市東昌府區境內，標段內與渠道交叉橋梁共有18座，其中公路橋5座，生產橋13座。橋梁伸縮縫分D60和D40兩種型號，均采用填充C40環氧樹脂混凝土安裝。

2 環氧樹脂混凝土的選材

根據引言得知，環氧樹脂混凝土由環氧樹脂+固化劑+增塑劑+填料組成，材料不同，可以影響環氧樹脂混凝土的固化時間、固化速度、力學性能等，因而應根據材料的性能進行選擇。

2.1 環氧樹脂

選用6101#（E44）環氧樹脂配制環氧樹脂膠液（即環氧基液）。

2.2 填料

（1）水泥：采用425#普通硅酸鹽水泥，嚴禁使用礦渣水泥。

（2）粗細骨料：為減少環氧樹脂混凝土的空隙，提高配合料的密實度，碎石選用5～20mm的級配碎石（碎石需清洗烘干后使用），砂需選用干凈的中砂（必須控制砂的含泥量在2%以下，必要時可過篩后使用）。

2.3 固化劑

固化劑的主要作用是使環氧樹脂交聯成體型網狀巨大分子，成為分子高聚物。常用環氧樹脂固化劑有脂肪胺、脂環胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、樹脂類、叔胺，另外在光引發劑的作用下紫外線或光也能使環氧樹脂固化。常溫或低溫固化一般選用胺類固化劑，加溫固化則常用酸酐、芳香類固化劑。本工程所選用的固化劑為乙二胺，其分子式為：H2NCH2CH2NH2，比重為0.8994，熔點為8.5℃，沸點為117.1℃，有較強的固化作用，較大的揮發性，固化時大量放熱。

2.4 增塑劑

增塑劑即增韌劑，增韌劑分活性增韌劑和非活性增韌劑，兩類材料雖然都能夠增加體系的柔韌性，但增韌機理截然不同。本工程選用非活性增韌劑二丁脂增韌劑。二丁酯在環氧樹脂混凝土中是最常用的增韌劑，起塑化作用，不溶于水，易揮發，比重為1.045，沸點為340℃。其穩定性、耐撓曲性、黏結性和防水性均優于其他增塑劑。

3 環氧樹脂混凝土配合比的確定

環氧樹脂混凝土的配制需要試驗室認真研究，稱量配制混合料，嚴格控制用量。環氧基液的配制需在購買時咨詢廠家。因環氧樹脂混凝土的稠度和凝結時間不好掌握，試驗前先采用經驗配合比試配，在稠度滿足要求后，再根據配制好的拌和料制成3組150mm×150mm的試塊，分別在12h、24h、48h內試壓其強度。經過幾次認真調配及試驗，試驗出滿足強度要求的配合比。

4 環氧樹脂混凝土的配制順序

（1）配制環氧樹脂膠液（亦稱環氧基液）。將環氧樹脂與二丁脂、乙二胺按試驗配合比比例配合，并充分攪拌均勻即可。

（2）配制環氧砂漿。按比例依次將水泥、砂子加入環氧基液，并充分攪拌成粘稠狀。

（3）配制環氧樹脂混凝土。將碎石按比例加入環氧砂漿，并充分拌合即成環氧樹脂混凝土。

5 環氧樹脂混凝土施工工藝

5.1 操作工藝

（1）對施工面進行處理，使之清潔干凈，無雜物、塵土、油污，并保持表面干燥，以保證環氧樹脂混凝土與梁體混凝土的粘結性。

（2）按配合比進行稱量，并按順序進行混合攪拌。先稱量好砂、石子，并在拌合臺上拌合均勻，然后再稱量環氧樹脂（如溫度低于15℃時，環氧樹脂為固態，需用水浴加溫，不能用明火加溫）、乙二胺、二丁脂。先將環氧樹脂倒入攪拌容器中，再倒入增塑劑（二丁酯）并攪拌均勻，再加入固化劑（乙二胺），仔細攪拌均勻，最后加入水泥，充分攪拌使之均勻。最后將以上混合物均勻加入工作臺砂、石中，人工充分攪拌均勻。

（3）將攪拌好的環氧樹脂混凝土倒入施工面，人工搗固密實，并收面。

5.2 環氧樹脂混凝土施工工藝流程圖

6 施工注意事項

（1）施工用的砂、石，必須用水沖洗干凈，充分烘干后方可使用。

（2）環氧樹脂材料每次配制數量，應根據施工能力來確定，一般不要超過2～4kg，并盡可能做到隨用隨配，每次從拌合到澆筑，必須在1h內結束，否則拌合好的環氧樹脂凝凝土就會失效。

（3）環氧樹脂混凝土一般養護溫度以20℃±5℃為宜，養護時間一般為2天。陰天，下雨天不能進行施工，否則會影響環氧樹脂混凝土的強度。

（4）環氧材料大都易于揮發，在施工時要避免有害氣體對人體的不良影響，同時要嚴格注意防火。

（5）在第一次攪拌后，必須把攪拌工具上殘留的環氧樹脂混凝土清理干凈，否則第二次拌和會產生反應。

（6）環氧樹脂混凝土施工時嚴禁用水調和其稠度，否則會大大降低其強度。

（7）固化劑（乙二胺）、增塑劑（二丁酯）用量一定要準確，誤差控制在5g以內。

（8）環氧樹脂加溫，不能用明火加溫，應用水浴加溫。

（9）施工面要進行徹底處理。在施工前必須將混凝土的表面鑿毛，將漏洞表面處灰塵、浮渣、以及松散層等清洗干凈，露出混凝土本體，表面要求沒有浮土、油污并保持表面干燥等。

7 結語

南水北調是國家重點工程，是緩解我國北方水資源嚴重短缺局面的重大戰略性工程，工程質量至關重要，在本標段橋梁伸縮縫的施工環節中，環氧樹脂混凝土用本施工工藝進行填充，經長期觀察，截至目前，未發現新的裂縫，質量良好。部分已具備通車條件的橋梁，車輛通過時無“跳車”現象發生，舒適性良好。本施工技術既保證了工程質量又同時滿足了車輛過橋的舒適性，在今后的橋梁伸縮縫安裝施工中可進行廣泛推廣。

8 參考文獻

[1] JT/T327-2004. 公路橋梁橡膠伸縮裝置[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2] 黃丹寧.環氧樹脂加固橋梁施工方法[J].西部交通科技，2010（05）.

[3] 黃理. 環氧樹脂漿液修補裂縫技術在橋梁維修中的應用[J].西部交通科技，2012（03）.