淺談SPC—1聚合物在快速修補伸縮縫的應(yīng)用

呂春偉 張建芳

【摘 要】隨著經(jīng)濟的發(fā)展，交通量迅速增加，超載車輛越來越多，使得橋梁伸縮縫破壞急劇增加，嚴重影響了行車安全。由于伸縮縫所具有的特殊作用，其使用壽命較低，有的甚至在通車當(dāng)年即發(fā)生損壞，而受到位置及服役環(huán)境所限，伸縮縫的修補一直是較難解決的問題。本文通過分析橋梁伸縮縫損壞的原因，并對傳統(tǒng)材料和SPC-1聚合物修復(fù)伸縮縫的比較，通過具體施工，后期觀察，實踐證明SPC-1聚合物快硬混凝土適宜于橋梁伸縮縫及橋面混凝土的修補。

【關(guān)鍵詞】SPC-1聚合物 修補 應(yīng)用

1伸縮縫損壞的原因

伸縮縫處于橋、路結(jié)合部位，動載變化大。長期的實踐經(jīng)驗及大量使用結(jié)果表明，伸縮縫與界面的粘結(jié)屬于整個結(jié)構(gòu)的最薄弱部分，橋梁伸縮縫兩邊混凝土受沖擊時易產(chǎn)生應(yīng)力集中而造成破壞，最先開始與舊界面開裂分離，進而受到?jīng)_擊荷載作用，伸縮縫本身開始啃邊、脫落，最后隨著侵蝕物質(zhì)的進入，內(nèi)部鋼筋等加固體受到腐蝕，鋼板裸露、鋼筋斷裂等現(xiàn)象，導(dǎo)致伸縮縫整體強度降低，路面與橋面的銜接不暢，產(chǎn)生早期破壞，影響交通運行。

2 普通材料和SPC-1材料修復(fù)伸縮縫的對比

2.1普通材料修復(fù)伸縮縫存在的問題

（1）伸縮縫維修屬于養(yǎng)護工程，常規(guī)的水泥混凝土材料養(yǎng)護周期較長，需要封閉道路時間長，降低了道路通行能力，造成不可估量的經(jīng)濟損失和負面的社會影響。（2）伸縮縫屬于路、橋連接處，需要和鋼板及舊混凝土有良好的粘結(jié)，其次，必須承受荷載變形，由此對伸縮縫材料的要求是柔性粘結(jié)修補材料，而目前的常規(guī)修補材料是水泥混凝土材料，存在粘結(jié)不良和容易受沖擊斷裂。

2.2 SPC-1聚合物修復(fù)混凝土的特點

（1）聚合物材料具有施工簡單易操作，施工后強度上升快，2-3小時就可以開放交通，還具有高耐久、抗開裂等特點。（2）橋梁伸縮縫所處環(huán)境及位置特殊，屬于橋面-路面結(jié)合部分，易開裂，從而造成水分滲透，加之在冬季橋面容易結(jié)冰，融冰鹽中含有大量氯離子等腐蝕性離子，從伸縮縫滲透后對鋼筋、橋體造成腐蝕，加速了伸縮縫的破壞。聚合物膠乳配合消泡劑的使用可以使得修補材料內(nèi)部孔隙進行再分布，細化孔隙，減少連通孔隙的數(shù)量，使得腐蝕性離子難以滲透，同時在鋼筋表面形成一層保護膜，降低鋼筋銹蝕的風(fēng)險。

3 SPC-1聚合物的成分

水泥：快硬硫鋁酸鹽水泥R.SAC42.5，甘肅白銀生產(chǎn)?？煊擦蜾X酸鹽水泥由于調(diào)整了水泥中的礦物組成比例，使其能夠在短時間內(nèi)完成水化，具有很高的早期強度；具有很好的耐久性能、抗凍性能和低溫硬化性能。

聚合物：羧基丁苯膠乳，進口。羧基丁苯乳液摻入到混凝土中，攪拌均勻后，膠乳顆粒均勻地分散到水泥混凝土中，隨著水泥水化的進行，體系中的水不斷被水化與水泥結(jié)合，乳液中的羧基丁苯膠乳顆粒也相互融合連接在一起。由于水泥混凝土中的孔隙尺寸在幾十納米到幾十微米之間，而丁苯膠乳的顆粒尺寸一般在 5～50 微米范圍，所以在混凝土中較大的孔隙里填充了膠乳顆粒，并且在水泥水化物表面及骨料表面形成聚合物連續(xù)的膜。隨著水分的不斷減少，丁苯膠乳在水泥混凝土中形成三維空間連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水泥石也穿過丁苯膠乳網(wǎng)孔形成了空間連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，兩種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)相互穿透交接纏繞在一起，形成了連續(xù)的致密的基體結(jié)構(gòu)。因此聚合物混凝土的塑性和柔性得到很大的提高，粗骨料和水泥之間的界面也得到不同程度的改善，從而使得混凝土的抗拉性能和抗沖擊強度增強。

外加劑：聚羧酸高性能外加劑，粉體，進口；

消泡劑：水性有機硅消泡劑，進口。

4 橋梁伸縮縫快速修補材料的施工控制方法

橋梁伸縮縫快速修補材料作為一種特種材料，目的是要達到橋梁的快速通車，所以對施工控制有著嚴格的要求；受材料本身特點的限制，修補材料必須要在0.5小時左右完成施工，而且對舊界面的處理也必須到位。

SPC-1材料修復(fù)伸縮縫或混凝土修復(fù)時的配合比：SPC-1聚合物25Kg（每袋）：碎石25Kg：4L水，配比簡單，易于施工。

澆筑前必須清理干凈原混凝土表面，鑿除松動的混凝土，確保澆筑的混凝土與原構(gòu)件鋼筋充分結(jié)合。澆筑時攪拌時間不超過15分鐘，必須使用振搗設(shè)備，然后用鐵抹拍打讓其泛漿，使表面無碎石外露，注意澆筑后的平整度。澆筑完畢養(yǎng)護2-3小時后，用貼縫帶粘好混凝土與瀝青路面的接縫處，然后開放交通。

5 實例

5.1 211國道K202+700馮岔溝2號橋伸縮縫維修

如圖1所示，211國道K202+700馮岔溝2號橋0號橋臺鋼伸縮縫損壞缺失，錨固鋼筋植入較淺，導(dǎo)致露筋嚴重，影響伸縮縫的壽命和行車安全（修復(fù)前）。修復(fù)過程中，鑿除混凝土，購置安裝鋼伸縮縫，支模后用風(fēng)鎬吹凈表面雜物，采用聚合物快硬混凝土重新澆筑，凝結(jié)后采用貼縫帶全線貼合。澆筑后2小時開放交通，該伸縮縫2014年7月9日全部施工完畢（修復(fù)后），目前觀測，效果良好。

5.2 211國道K193+300趙莊1號橋橋面維修

如圖2所示，211國道K193+300趙莊1號橋橋面鋼筋混凝土鋪裝層局部破損，鋼筋網(wǎng)片外露，存在安全隱患（修復(fù)前）。鑿除松動的混凝土，用風(fēng)鎬吹凈表面雜物，按照施工要求，采用聚合物快硬混凝土重新澆筑，2014年9月16日施工完畢（修復(fù)后），目前觀測，無裂縫出現(xiàn)。

6 結(jié)語

實踐說明，SPC-1聚合物不僅適宜于橋梁伸縮縫的修補，對其他承重混凝土構(gòu)件的維修同樣適合，具有推廣價值。交通信息的發(fā)展推動了經(jīng)濟的發(fā)展，特別是對于處于基礎(chǔ)建設(shè)高速發(fā)展的甘肅更是如此，道路快速修補技術(shù)的提升對交通發(fā)展提供了更好的保障，節(jié)約養(yǎng)護維修資金，提升道路運行效率，加快甘肅省交通基礎(chǔ)建設(shè)具有重要的意義。

參考文獻：

[1]習(xí)王燕謀，蘇慕珍 等.硫鋁酸鹽水泥，北京業(yè)大學(xué)出版社，999：205-219.

[2]王培銘，張國防，張永明.聚合物干粉對水泥砂漿力學(xué)性能的影響[J].化學(xué)建材，2005（l）32～35.