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中国论文网#OC!a#A:mD\7Kk
周召伟 荆从明 褚清凯中国论文网*i&@#Xb_#w3P
（山东高速潍莱公路有限公司 山东青岛 266700）
V~J5_B7G4taC9w0【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，中国论文网,a_)w fr"@V
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
PY-z9p$CN.DG%r0补完成后在24h 内开放交通，实现对桥梁伸缩缝水泥混凝土的快速中国论文网&?&^$kd8CGI
修补。中国论文网,eh+H/C#A(Tf
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【关键词】水泥聚合物；混凝土；应用
a$AV,zTs01. 引言中国论文网2^'?1|6{"|L*C
自1999 年荣潍（原潍莱）高速公路建成通车以来，经过十多
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] Ah)V0年的负载运行，多处桥梁伸缩缝混凝土出现裂缝、骨料外露，局部
S0g`[&b0甚至出现坑洞，严重影响车辆通行舒适性，同时也给车辆通行造成中国论文网]1\yy&G,z0b%p`c$C
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
#~F-r+c R5{$l0凝土养生时间（一般不少于7 天）长的限制，修补质量较差，封闭中国论文网WjJGOr:q4b F
交通占用车道时间较长，给车辆通行造成极大的安全隐患。
4ZvmRMx9f+z02. 水泥聚合物混凝土简介
js].n&HY!W4q%dA0将聚合物搅拌在混凝土中，聚合物在混凝土内形成膜状体，填
_H B9z0A4vE'k~L0充水泥水化产物和骨料之间的空隙，与水泥水化产物结成一体，起中国论文网0q-n^n&xr
到增强同骨料黏结的作用。水泥聚合物混凝土与普通水泥混凝土相中国论文网(sL6Rr'r9v$S
比，不但提高了普通混凝土的密实度和抗压强度，而且显著地增加中国论文网1d@4C5@V(dK[
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
_Ga4Lx0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p"M(CTs9w ihB*M%Y
凝土的生产设备即能生产，因而成本较低，实际应用较广。
fki!j'B-KKP`k+L03. 水泥混凝土结构分析中国论文网9c dl]1c`d&]3b"T+A
3.1 普通水泥混凝土中国论文网;E SuJo
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
ufW!e$OQRL0网状结构中，使水泥、砂、石形成牢固的整体。但是，混凝土在凝
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xM1x0结、养生过程中，随着水化、蒸发，混凝土内部水分逐渐失去，它
X,Z;b4tp(yJ*r!E'B'mG0所占的空间，一部分由水化时产生的水泥凝胶和晶体的体积膨胀而
kuM4AE#amT0填充；另一部分则以孔洞的形式留在混凝土内部。中国论文网u&Srt J
3.2 水泥聚合物混凝土
siw5m5I5`iG)k0针对普通水泥混凝土抗拉强度低、抗裂性差、韧性和延伸性较
!c:[;|,Z:j?Pa0差的缺点，人们将有机物掺入混凝土，研制出水泥聚合物混凝土以
p'Jr)Ti,f9f0改善其性能。当聚合物与水泥混凝土混合后，聚合物乳液颗粒均匀
/DvPF kj-~a0地分散在水泥浆中，形成聚合物- 水泥混合体系。
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k0在水泥聚合物混凝土结构内部，聚合物分子之间相互粘结，在中国论文网N~)|k:Bnj3ZD,m
水泥水化物的空隙之间形成空间立体网状结构，水泥水化物颗粒和
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WB7z*x0聚合物颗粒各自形成的空间立体网状结构，相互粘结穿插和交织，
i1NB&j$X#l#x*E0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。
?;Mq&\5An raOW04. 桥梁伸缩缝修补试验中国论文网R'I$Y%i-`
4.1 施工工艺中国论文网vE9NSd#}W2F
4.1.1 工程概况
?1IVNks$x0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j2d0\T)w N7l2b
通横向裂缝，行车道位置有坑洞两处。2012 年5 月14 日上午，对
m/Ti*Fqm0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+l8SU @5in7_Y/}
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
C\,j0E o#{-BMfY+u0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
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~:p xG0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
9[O9N y?}0良好。中国论文网7A3Q2[&?O1Y{
4.1.2 施工工艺
|pp.m9m'?&_(b0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t'i'W+p w hV ?
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，
I)U&W }^P0钢筋除锈，冲洗断面。中国论文网-u f}:?1CJZ/u
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，

F&RwWqL3Z0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。
-?._Mszvzwl$_0按照水泥（42.5 硅酸盐水泥）：砂（中砂）：碎石（粒径5 ～ 20mm）
'~a9Z U"JQjz%d:c0=1.5 ：2 ：4 的质量比，水灰比0.5 ：1（水：水泥），加入相当体积中国论文网kx2X?
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的水泥聚合物稀释液拌制混凝土，浇筑、震实、提浆、抹面。
(tE,mG.E$q0上午11 ：50，抹面完成后用浸水草袋进行覆盖养生。中国论文网-TW!E,\
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4.1.3 强度检测中国论文网l:Bh7v qf
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
4e JGwz jf@0到11.0 兆帕，详见表1。
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qk8t_x0m;@][0表1 水泥聚合物混凝土试件抗压强度
0Em(Qe(P8l7B1a0养护
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JDu5b E6M$C0方法中国论文网wY2F8NY#GA
龄期
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\zs)k"eo.^$j0规格中国论文网2q7k7P5]
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（mm）中国论文网v)hZeMPB
破坏中国论文网TKwrP:?v/u
荷载
\\(`+o \`g0（kN）中国论文网!g|dZy*n,gIk#]
抗压强度
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\3b&ho&\0试验标准
FoKj-V ]D0单个值代表值中国论文网,h@!C4M|Z$lq
标准试
BB3a,i"h3^;TP0}0件值中国论文网I%[x1G#S-Cr_X
标准
2?5|B1IN!dM0养护1 150×150中国论文网1c)jz
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×150
?E#^Trxe_"M0247.1 11.0中国论文网au$TvA$l
11.0 11.0 GB/T50081-
.c%YU\+x(AFx Lq0251.0 11.2 2002
_1b-V{E*\ x6A2~C0245.0 10.9
$k)Lbe8k%tVK-?a04.1.4 施工主要机具中国论文网P/w'Q7Zs.aJ r} l
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Et8dN7k(o1\
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'z X k@-u#r|`n
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f7I\J%^m G\
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，

N&d:k$^8X4m0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，
+KQBExx"K x'Z0计量小桶4 个。中国论文网jV0|7EU
4.1.5 施工中应注意的问题中国论文网8R7T?kjDG
（1）修补材料采用人工现场拌和，材料称重要准确，严格控制中国论文网b6t B^h'?!oa
配比中的用水量。
$sEk;cY,Yh{PH0（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EM6r s#_
要重新搅拌后使用。
6x6k?m Cm[0（3）修补材料属于快凝材料，材料拌和与摊铺、振捣、抹面作
`%d} Ny5y"Co0业要紧密配合，尽量减少间隔时间。
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vV Wwg6a0（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_jb;f;ksQ
图1 ：病害状况 图2 ：凿除 图3 ：浇筑
:]4f2]ZO~U7z,`v'X04.2 跟踪观测中国论文网6w1e#]f^j5D
从2012 年5 月15 日修补完毕开放交通起至2012 年8 月31 日，中国论文网O)B1Rm N+s:P
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。中国论文网~r:Jzj:o"H1KS N
该修补试验使用效果观测项目有：温度，降雨量，交通量，裂缝、
KU#WxgY0表面使用状况。中国论文网 QmnD\)}gO5j8v.j
4.2.1 温度
!S(K,KY,GZ tI8A0在桥梁伸缩缝修补试验观测期间， 平度市气温变化
lX@ V O3cbo9s^011.9℃～ 35.9℃ ；地温变化8.5℃～ 60.5℃，具体温度变化见表1。中国论文网2r,f ~$d$PDx2l(M'w
表2 平度市观测期温度变化中国论文网1vQy T:aO%\ |&JZ"Kp
时间
*xp,u7O2G%o(D7J05月15日～31日6月7月8月中国论文网(t;hWq/k9n3IH2i1]
最高最低最高最低最高最低最高最低中国论文网$WAfG\Fn0p-q
气温中国论文网 Gt2`y)[+k
（℃） 32.1 12.4 35.8 13.9 35.9 20.6 34.1 11.9
]!r?3f&c_3q(l0地温
_c{U!V [+Di0（℃） 50.5 8.5 57.6 10.8 58.5 18.3 60.5 11.3
,YF$Y5}4W04.2.2 降雨量
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O1I0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(L7A;s4}vIF#~
降雨，累计降雨量307.7mm，具体降雨量见表2。中国论文网P&|&ZW'`+?0Wk
表3 平度市观测期降雨量
)A5])`9UF5z`.w0时间5月15日～31日6月7月8月总计中国论文网 Cf{ mx
降雨量中国论文网$}9UjVK
（mm）中国论文网 N:vh P[
　12.2 　30.0 　111.0 154.5　307.7中国论文网 a:u-M3lPl6mS
4.2.3 交通量
rq(F P8hU^0桥梁伸缩缝修补试验观测期间累计交通量自然数708220 辆，
@ gP0m L(p0折算小客车959753 辆，具体交通量见表3。中国论文网2vP2Z ?3uM
表4 观测期交通量
bH])V+T};A9d4N^0时间5月15日～31日6月7月8月总计
M:`LK|u(j vFe0自然数
-uH+}T5Y0（辆） 94212 187313 212408 214288 708220中国论文网v7f/dRQ
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折算小客车
np r+nB n\/X^0数（辆） 130809 257904 285344 285696 959753
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