浅谈水泥聚合物混凝土在桥梁伸缩缝修补中的应用

浅谈水泥聚合物混凝土在桥梁伸缩缝修补中的应用
;{F cd?J9H9R3Z0周召伟 荆从明 褚清凯
ROn)p8~ d_5s0（山东高速潍莱公路有限公司 山东青岛 266700）中国论文网nOAic#k+Lpp\6j
【摘要】通过对水泥聚合物混凝土的内部结构和力学性能分析，
9I.r yfy1vmU.n0利用其解决桥梁伸缩缝薄层修补强度低、养生时间长的问题，使修中国论文网.tDZ|}5XZF
补完成后在24h 内开放交通，实现对桥梁伸缩缝水泥混凝土的快速
,SM/qj&V/J@.k,OE0修补。
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^:n{$c0【关键词】水泥聚合物；混凝土；应用中国论文网%r]@a9hg8Q+O X3i
1. 引言中国论文网7]-S6ZR@jIuaLZ
自1999 年荣潍（原潍莱）高速公路建成通车以来，经过十多
Y:z9b*}a9xx J2j-qq&u T?0年的负载运行，多处桥梁伸缩缝混凝土出现裂缝、骨料外露，局部中国论文网lA4V1ay:d|
甚至出现坑洞，严重影响车辆通行舒适性，同时也给车辆通行造成
#ZF~1y#} I2VI/s0安全隐患。在进行修补时，普通混凝土因受到薄层修补强度低、混中国论文网8_f5r7KQ-@@
凝土养生时间（一般不少于7 天）长的限制，修补质量较差，封闭
J YS:r$Zf(Daj0交通占用车道时间较长，给车辆通行造成极大的安全隐患。
;y9n1q/IL+x02. 水泥聚合物混凝土简介中国论文网5r)lleN6] g
将聚合物搅拌在混凝土中，聚合物在混凝土内形成膜状体，填
!]*LE+zN5@?.bM4mi0充水泥水化产物和骨料之间的空隙，与水泥水化产物结成一体，起
zC@mw;wr?0到增强同骨料黏结的作用。水泥聚合物混凝土与普通水泥混凝土相中国论文网pDTnn'E
比，不但提高了普通混凝土的密实度和抗压强度，而且显著地增加
b-u-I|)cKt}#yV7H0抗拉、抗弯强度，不同程度地改善了耐化学腐蚀性能和减少收缩变
]\{5sMe0形等。由于水泥聚合物混凝土配制工艺比较简单，利用现有普通混中国论文网 z u4m-fJ};q9V
凝土的生产设备即能生产，因而成本较低，实际应用较广。中国论文网p2WvkJ6g
3. 水泥混凝土结构分析中国论文网'v;F^$H`Z5j#Q_/s#[
3.1 普通水泥混凝土中国论文网zr4Cg?%Rk
水化后的水泥浆将砂石骨料紧密地包裹并粘结在这一空间立体
n}3p&NQ!{`0网状结构中，使水泥、砂、石形成牢固的整体。但是，混凝土在凝中国论文网3a$K7L!^v;KA-b
结、养生过程中，随着水化、蒸发，混凝土内部水分逐渐失去，它
$yA\1~ gHV0所占的空间，一部分由水化时产生的水泥凝胶和晶体的体积膨胀而中国论文网9p7YBt[9JL ~p
填充；另一部分则以孔洞的形式留在混凝土内部。
-rm,~9O*?G}9OG5g03.2 水泥聚合物混凝土中国论文网S
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针对普通水泥混凝土抗拉强度低、抗裂性差、韧性和延伸性较
W.G0?i:t5Ew6v$l'u0差的缺点，人们将有机物掺入混凝土，研制出水泥聚合物混凝土以
Gj\"h{,Ymql0改善其性能。当聚合物与水泥混凝土混合后，聚合物乳液颗粒均匀中国论文网(@-RNI4?W0IG _
地分散在水泥浆中，形成聚合物- 水泥混合体系。
p4|,DmH$Z0在水泥聚合物混凝土结构内部，聚合物分子之间相互粘结，在中国论文网6t9qi9rE7y+M)V
水泥水化物的空隙之间形成空间立体网状结构，水泥水化物颗粒和
)\/J4JpWfy0聚合物颗粒各自形成的空间立体网状结构，相互粘结穿插和交织，中国论文网h^%G9[&{|f-rU*w
又形成了一个更紧密、更牢固的有机、无机复合空间立体网状结构。
5]7YB~)o04. 桥梁伸缩缝修补试验中国论文网gR:[:j"S/o5Oy
4.1 施工工艺
-@k+s0U5iD04.1.1 工程概况中国论文网8J.A9Ny-V(E;S
如图1 所示桥梁伸缩缝，水泥混凝土与沥青混凝土结合部有贯中国论文网};oaz4B
通横向裂缝，行车道位置有坑洞两处。2012 年5 月14 日上午，对
k:j(V UH_|&A0此桥梁伸缩缝混凝土进行了修补试验，破拆深度50 ～ 130mm，修中国论文网-z/X6heo-UI
补面积3.75 平方米，修补材料使用水泥聚合物混凝土。5 月14 日
|aQ$N&Ye0上午8 ：00 准备工作开始，11 ：50 浇筑水泥聚合物混凝土结束，5
}(ZEa4t8I-n
n0月15 日中午12 ：00 开放交通。开放交通时到现场观察，修补效果
hk7d8@Z-m4BCckj1C0良好。中国论文网Jw.? wz6sP V
4.1.2 施工工艺中国论文网t:LRK!_dh"R*a,X
上午8 ：00 开始，首先对超车道、行车道破碎、开裂的混凝土中国论文网2rG%I3_'|
进行破拆，露出坚实、完好的混凝土，然后清除松动的混凝土碎块，
d9Ge;wk_7c$P0钢筋除锈，冲洗断面。中国论文网B0e$F%B,mD
按照水和聚合物1：1 的体积比拌制稀释液，待破拆断面晾干后，中国论文网:t"S!SM)yZ/M}l
将稀释液均匀涂刷在断面及外露钢筋上，确保无遗漏和积液。
+Z&W+v;K O0按照水泥（42.5 硅酸盐水泥）：砂（中砂）：碎石（粒径5 ～ 20mm）中国论文网
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=1.5 ：2 ：4 的质量比，水灰比0.5 ：1（水：水泥），加入相当体积
`5[EP;V6tG:WU6Pm0的水泥聚合物稀释液拌制混凝土，浇筑、震实、提浆、抹面。
"ab?%ix)I0上午11 ：50，抹面完成后用浸水草袋进行覆盖养生。
@rY!L2S%_1q;R7tIQ*o!D04.1.3 强度检测中国论文网+y(MEl"`S!iQ
抽取了一组试块进行了24 小时抗压强度检测，标准试件值达
$a*tY BX0到11.0 兆帕，详见表1。中国论文网_&R/am\qY
表1 水泥聚合物混凝土试件抗压强度中国论文网"I/_ E9h;z
养护
eE3i!A s;~n0方法
&Uua,F]
m#?0龄期中国论文网2jM'`2qw
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（天）
z!jcA2{0规格
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L'y-fD{^"L0破坏中国论文网2?.jO6F*o(W4Y$X bf#l
荷载中国论文网T$H/KN"qM:a
（kN）
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xM+V NH ^0抗压强度中国论文网l.O8]6?9IEjcw6p#w
试验标准中国论文网hkY g"H
单个值代表值中国论文网*U O:w^r
标准试中国论文网1O9o x(\8O
件值
xf y/WL0标准
Sz%Z!VX:B i2K0养护1 150×150
'm1zE]^`w0×150
.O\@7v Z(]$Ab0247.1 11.0
z)Jz3Ts011.0 11.0 GB/T50081-中国论文网Ho4S&|E3~N"k's
251.0 11.2 2002
)iw5Q5w0K6D3s'r#`+p:g0245.0 10.9中国论文网;N@%k$h2P9W u2y
4.1.4 施工主要机具
6G\!V D^d0桥梁伸缩缝的修补施工，受到施工条件限制，要求简便、灵活，中国论文网(VT6~4IiLG/|o
所需主要机具如下：单排卡车2 辆；空压机1 台；风镐6 个，配有中国论文网)P5jdiW*z/z
不同粗细的镐钎；发电机1 台；切缝机1 台；插入式振动棒、平板中国论文网;\g^wQ+GX q
振动器各1 台；鼓风机1 台；高压清洗机1 台；钢丝刷子若干个，
qe3I%`!N"V0毛刷子若干个；刮板、抹子各1 把；台称1 台；稀释液拌合大桶1 个，
Ek5_C'Pl0计量小桶4 个。
!bd`^i04.1.5 施工中应注意的问题
?2`Xgh0（1）修补材料采用人工现场拌和，材料称重要准确，严格控制
4uvZyBcTj0配比中的用水量。
U&sN2jkLx#w0（2）聚合物稀释液一定要搅拌均匀，搁置时间不宜过长，否则中国论文网Wl0Co-R3Sn)x
要重新搅拌后使用。
Ae Rm;h(fKr'A!X4H0（3）修补材料属于快凝材料，材料拌和与摊铺、振捣、抹面作
|0Fq}(l q z1t0业要紧密配合，尽量减少间隔时间。
B,zK
rOq0（4）养生时间要有专人看管，夜间要加强作业区警示、照明。中国论文网d t1{*~RM:nGc6E8Zh-^
图1 ：病害状况 图2 ：凿除 图3 ：浇筑
@EzI^1}K04.2 跟踪观测中国论文网v5U v+Mi9Cl2N
从2012 年5 月15 日修补完毕开放交通起至2012 年8 月31 日，
[&Q?3my~FZa0连续观测使用效果三个半月，修补试验桥梁伸缩缝使用效果良好。
Ne5p2p{;oH w%a_ p0该修补试验使用效果观测项目有：温度，降雨量，交通量，裂缝、中国论文网'P(XS%L6Kk
表面使用状况。
c9]&m(rR'k04.2.1 温度
9T5p'JsZ;P0在桥梁伸缩缝修补试验观测期间， 平度市气温变化中国论文网M1uFia6W
11.9℃～ 35.9℃ ；地温变化8.5℃～ 60.5℃，具体温度变化见表1。中国论文网a4@@(g4v;[
表2 平度市观测期温度变化
"}FG6Id'Y0时间
,U/@7P1Ul1Uq05月15日～31日6月7月8月中国论文网(Gl
c}%JcQ!rSN
最高最低最高最低最高最低最高最低中国论文网el!}o.i(A7f
气温中国论文网T3u*@L3n+dP-z
（℃） 32.1 12.4 35.8 13.9 35.9 20.6 34.1 11.9中国论文网7n Ew;n6XKX};p
地温
#~(u0?+gc({/Lq0（℃） 50.5 8.5 57.6 10.8 58.5 18.3 60.5 11.3
&gKDNTFT+p#{_04.2.2 降雨量中国论文网p\}5H|.pU
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桥梁伸缩缝修补试验观测期间平度市受台风影响，多次发生强中国论文网"D%sY%H?3O9p/_He8]
降雨，累计降雨量307.7mm，具体降雨量见表2。中国论文网-?&w0U [~k X@c
表3 平度市观测期降雨量中国论文网m5R5QYL-N
时间5月15日～31日6月7月8月总计
R E:J8k*H~ m0降雨量中国论文网([J'T*P"AyHiz#O
（mm）中国论文网D[?)D,ASziQ4`&m
　12.2 　30.0 　111.0 154.5　307.7中国论文网9E2{(}:bZ
4.2.3 交通量
A9i.JN:c9v4k*p6f.i(Z0桥梁伸缩缝修补试验观测期间累计交通量自然数708220 辆，中国论文网T.E7K u(|0Y"oX
折算小客车959753 辆，具体交通量见表3。中国论文网+R%Yy
X.~^*Hgq
表4 观测期交通量中国论文网-}!xT&j[!wGj7f*U4U
时间5月15日～31日6月7月8月总计中国论文网,GE l0l[oN?.X
自然数
eE]U,J(G0（辆） 94212 187313 212408 214288 708220
Aua+aP4]*j,g0折算小客车中国论文网X-e1b"l(z
数（辆） 130809 257904 285344 285696 959753
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