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t+t{\*IU
周召伟 荆从明 褚清凯中国论文网4cm9S
mP!uJ,}Za
（山东高速潍莱公路有限公司 山东青岛 266700）
{!iW6Eyxemi0【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，
h@#k9p/z4I9bL0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
$n"u
jTE0补完成后在24h 内开放交通，实现对桥梁伸缩缝水泥混凝土的快速
9ujFfPVK}J {0修补。中国论文网yxt+}Q ]v.|,?
【关键词】水泥聚合物；混凝土；应用
!S[
em;w+wMMm?MC01. 引言
:z m-VF"a4TG'n0自1999 年荣潍（原潍莱）高速公路建成通车以来，经过十多中国论文网{-|w.~5kEp.AQxi
年的负载运行，多处桥梁伸缩缝混凝土出现裂缝、骨料外露，局部中国论文网2_}/HBq{"f
甚至出现坑洞，严重影响车辆通行舒适性，同时也给车辆通行造成中国论文网Ig{A"Rk A
安全隐患。在进行修补时，普通混凝土因受到薄层修补强度低、混中国论文网P&EU5vWTv
凝土养生时间（一般不少于7 天）长的限制，修补质量较差，封闭
mjI,}4D6] SQ`0交通占用车道时间较长，给车辆通行造成极大的安全隐患。中国论文网%Ys,h.iI%N2Q*n
2. 水泥聚合物混凝土简介中国论文网
a6^#jXF
wU)zW
将聚合物搅拌在混凝土中，聚合物在混凝土内形成膜状体，填
o]r+E Qh7Y$h0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
LY-J iMQ0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(h6c|Wkm"PQ 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
xq,i*d1m|f(Fh0a0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
b8v[-K.F0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nm0`0N8J._5`
凝土的生产设备即能生产，因而成本较低，实际应用较广。
6Y9K#pp3N03. 水泥混凝土结构分析中国论文网&Rw4BmY#I5m|@
3.1 普通水泥混凝土中国论文网Fh"F EN3WG6N/Dw
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
*z{E*D2H#g(G0网状结构中，使水泥、砂、石形成牢固的整体。但是，混凝土在凝
Y/mMj)@4A3O0结、养生过程中，随着水化、蒸发，混凝土内部水分逐渐失去，它
Rn,K q@2|0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$D+ExpVZ*U
填充；另一部分则以孔洞的形式留在混凝土内部。

lS0RL*r)k(z;O@i^q03.2 水泥聚合物混凝土中国论文网)B!yt9P"^}:n5V-~
针对普通水泥混凝土抗拉强度低、抗裂性差、韧性和延伸性较中国论文网$UIv1}8B_f~^-[
差的缺点，人们将有机物掺入混凝土，研制出水泥聚合物混凝土以
u+G5^OI.~U$CP0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tF3G~o_
地分散在水泥浆中，形成聚合物- 水泥混合体系。
epK
E\E7G Y0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F |(c&X1TP W
水泥水化物的空隙之间形成空间立体网状结构，水泥水化物颗粒和中国论文网PcBJZ
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，
k_0P$Gs3[ k"r0又形成了一个更紧密、更牢固的有机、无机复合空间立体网状结构。中国论文网g3J7gp r;c{0a
4. 桥梁伸缩缝修补试验中国论文网2f7}XxW"N`#a^kS
4.1 施工工艺中国论文网 Y$l Ob6h4w Y"p
4.1.1 工程概况中国论文网X#]stn
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v~M`"KR
通横向裂缝，行车道位置有坑洞两处。2012 年5 月14 日上午，对中国论文网(G
cq^c4c[Vq
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9oS~Ww+~
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
2E(Jj.s/J#g@ [0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中国论文网;y3RswjVF[
月15 日中午12 ：00 开放交通。开放交通时到现场观察，修补效果中国论文网)Bk;NE$STz+nn/X
良好。中国论文网ij'w5I})L4V
4.1.2 施工工艺
1WI`0g^:y0上午8 ：00 开始，首先对超车道、行车道破碎、开裂的混凝土中国论文网U4w$]N
dH5i
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，中国论文网5UOB
}!P!dvru.]l
钢筋除锈，冲洗断面。中国论文网8eV
S?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，中国论文网K's P/S5A9cP
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。中国论文网/h*nFDiD
按照水泥（42.5 硅酸盐水泥）：砂（中砂）：碎石（粒径5 ～ 20mm）
4DK P2P#Qq4g:f0=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(X(`ORoQ M
的水泥聚合物稀释液拌制混凝土，浇筑、震实、提浆、抹面。中国论文网1EFq9zV8A-Z/f
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R[(? }F#|e
4.1.3 强度检测中国论文网)Z9q8IBg.Ya r8BM
抽取了一组试块进行了24 小时抗压强度检测，标准试件值达中国论文网2cc0ApS.sC5]\
到11.0 兆帕，详见表1。
yprlq?0表1 水泥聚合物混凝土试件抗压强度
qXj/E/W2eOt,{0养护
mos#g(E%S3J$L s0方法
izDX:U5XZ"u!Y0龄期
1Fz/f5\)|O0（天）中国论文网vESBo/]
规格
dh ]dP"q x)Q0（mm）中国论文网U.t amrh D3O(Q
破坏
.WB:K2V&vW5L f"dD0荷载
1S E}5`s7n(e[0（kN）中国论文网7cVAQ&X`#e
抗压强度中国论文网9E@7X!@ R"M6VlDp
试验标准
WtjT$[@7U)IZ0单个值代表值中国论文网?n*{ T-d/r.Uk
标准试
q#r ~;Ly/_`B0件值中国论文网Sy:X3HXh/U&Q
标准
@3XYi;hT0养护1 150×150
n4?6aEUf1Z0×150
YTm8W0F.zz0247.1 11.0
O,p/e gD
X:J011.0 11.0 GB/T50081-中国论文网;rtLpvL'J
251.0 11.2 2002
w:\'j3R5^b:j4r(?0245.0 10.9
h z;Es&bj[04.1.4 施工主要机具中国论文网!sDd3L0{u2AQ
桥梁伸缩缝的修补施工，受到施工条件限制，要求简便、灵活，
gn$m+A7J|u,T+z0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S0IW1h^x
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
6r)i5tgHh"b
N&BM0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，中国论文网O:^-rTs/\
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，中国论文网gT9iQ-S"?4Wfm4u
计量小桶4 个。中国论文网
AXq*LA'cms t
4.1.5 施工中应注意的问题中国论文网pC'k8f*v;P\:](e
（1）修补材料采用人工现场拌和，材料称重要准确，严格控制
2|1\Q'xK4\/W0配比中的用水量。
#@\5W#k.Q e2\%qF0（2）聚合物稀释液一定要搅拌均匀，搁置时间不宜过长，否则
}8xiA?0要重新搅拌后使用。中国论文网 B`*{A+WDVfO
（3）修补材料属于快凝材料，材料拌和与摊铺、振捣、抹面作
$xh|.R#~ q0业要紧密配合，尽量减少间隔时间。
&C Cd&I `T h(_0（4）养生时间要有专人看管，夜间要加强作业区警示、照明。中国论文网-ZD6P Yv,V
图1 ：病害状况 图2 ：凿除 图3 ：浇筑中国论文网DF/{ G Mq
4.2 跟踪观测
W-@j:w7HY0从2012 年5 月15 日修补完毕开放交通起至2012 年8 月31 日，中国论文网*f(NW9n4T-J;y-Q
连续观测使用效果三个半月，修补试验桥梁伸缩缝使用效果良好。
\bUi*Y4t zfd*F(A0该修补试验使用效果观测项目有：温度，降雨量，交通量，裂缝、中国论文网2POz-\&n V{b8U
表面使用状况。中国论文网r.c:C
B4S9a8A N
4.2.1 温度中国论文网BR(wVD-F jR
在桥梁伸缩缝修补试验观测期间， 平度市气温变化中国论文网4ZW
aT3G:w
11.9℃～ 35.9℃ ；地温变化8.5℃～ 60.5℃，具体温度变化见表1。中国论文网w.]
[v5]V@
表2 平度市观测期温度变化
KLJL z.^0时间中国论文网JF7Kf#e:}W/f"jJ
5月15日～31日6月7月8月
aF9I[.d r0最高最低最高最低最高最低最高最低
o*syQ#T _0气温中国论文网b9scS
d
|IR tD
（℃） 32.1 12.4 35.8 13.9 35.9 20.6 34.1 11.9
!l w py)^$Cq!L*S4E0地温
s~Np"[0（℃） 50.5 8.5 57.6 10.8 58.5 18.3 60.5 11.3
'nuP-q z%s i SO04.2.2 降雨量
V0vnWX!Z~ a;O0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{Vi3Nm
降雨，累计降雨量307.7mm，具体降雨量见表2。
3wAK'Hz0表3 平度市观测期降雨量中国论文网V*|h|&U~@u1A]J0u
时间5月15日～31日6月7月8月总计中国论文网sIK(]Jer
降雨量中国论文网c1Z5c Y7`
（mm）中国论文网6m%qc-P;R"u(`0A-EC
　12.2 　30.0 　111.0 154.5　307.7中国论文网LaN;d7J-M
4.2.3 交通量
a%RW RyD0桥梁伸缩缝修补试验观测期间累计交通量自然数708220 辆，

hy0` t/wB.fRN{+o0折算小客车959753 辆，具体交通量见表3。中国论文网s$vm!R;G` u
表4 观测期交通量中国论文网,\7[:h'mg
时间5月15日～31日6月7月8月总计中国论文网'TC7_'t9md
自然数中国论文网 E U3p)i-fdc}
（辆） 94212 187313 212408 214288 708220
f#^:d-g,`u!]0折算小客车
0Z
_-L;y'`&~F0数（辆） 130809 257904 285344 285696 959753
{.Mew"S*S8`2wj0