水性環氧樹脂乳液對橋面裂縫灌縫工藝的探討

羅 強 余順河

（信陽市平橋區公路管理局，河南 信陽 464100）

水泥混凝土是橋梁與道路工程建設中應用最為廣泛的建筑材料之一，特別是隨著我國高等級公路建設事業的發展，水泥混凝土路面與橋梁得到了飛速的發展。雖然水泥混凝土擁有高強度、高穩定性等優點，但是受其設計、施工等不良因素影響以及養護不及時或超負荷的使用會導致水泥混凝土橋面出現各種破壞。本文提出采用水性環氧樹脂乳液對水泥混凝土橋面裂縫進行灌縫。

1 水性高含量環氧樹脂乳液

水性高含量環氧樹脂乳液是屬于非水溶性環氧樹脂，它是在乳化劑作用下，借助高速攪拌等手段使非水溶性環氧樹脂以微粒狀態分散在水中，形成穩定的水乳液。樹脂主要采用環氧當量為200-250之間的雙酚A型環氧樹脂。高含量是指分散在乳液中環氧樹脂固含量大于75%。

2 對水泥混凝土橋面裂縫灌縫的必要性

裂縫的出現對于水泥混凝土橋面結構是有危害的。裂縫將導致雨水直接下滲，在行車荷載作用下裂縫內部形成高壓水，不斷沖刷，導致裂縫加劇，最終使混凝土板整體斷裂，喪失承載能力。更重要的是水分下滲會導致鋼筋銹蝕，直接危及橋梁結構的安全。因此，對橋面早期裂縫進行處理，封閉裂縫，防止水沿裂縫進入橋面內部，可以有效地阻止上述破壞的產生，實現橋面病害的預防性養護，延長橋梁使用壽命。因此，對橋面出現的裂縫及時進行封水處理是非常有必要的。如何處理這些裂縫成為目前諸多學者和研究機構十分關注的熱點問題。

3 水性環氧樹脂乳液對水泥混凝土橋面裂縫灌縫的施工

橋面水泥混凝土鋪裝層產生的裂縫比較復雜，有橋梁橋型或結構的原因，也有鋪裝層混凝土自身強度的原因。目前鋪裝層設計厚度一般是8~15cm,層內設有一層或雙層鋼筋網，層下是橋梁的剛性組合結構層。屬于橋梁結構組合之間引起的裂縫，是由下而上引起的，裂縫有可能貫通。屬于橋面荷載作用或鋪裝層自身結構引起的裂縫，是由上而下發展。裂縫是下層封閉的。在裂縫處治中，必須根據這一情況調配水性環氧樹脂固化時間和固含量。

由水性環氧樹脂的滲透試驗結果可知，只要裂縫內是清潔的，而且裂縫寬度大于樹脂微顆粒直徑，水能滲透的地方，樹脂也能滲透。因此，采用水性環氧樹脂處治裂縫就簡單多了，只要把水性樹脂不斷地往裂縫里灌填，當析水后的樹脂填滿裂縫就能取得滿意效果。

3.1 澆淋灌填法

澆淋灌填方法簡單，對于寬度在0.5mm～1.2mm的裂縫最為合適。它是靠水性環氧樹脂的自重自流和滲透作用，在路面表面對裂縫澆淋灌填。主要施工工藝如下：

3.1.1 將橋面裂縫表面清掃干凈，然后用高壓風沿著裂縫將縫隙內的粉塵吹干凈。

3.1.2 在初次使用水性高含量環氧樹脂乳液和固化劑前，先將盛裝該兩種溶液的桶充分搖勻，使沉于桶底部的沉淀物均勻分布在整個溶液中，保證整個桶內溶液的濃度均勻。

3.1.3 對于底部沒貫通的裂縫，第一次澆淋裂縫的配合比（重量比）為：水性環氧樹脂乳液：水性胺類胺固化劑＝1：0.15，使固化時間延長，滲達縫底；其后澆淋裂縫的配比為：水性環氧樹脂乳液：水性胺類胺固化劑＝1：0.2；最末一次的比例是1：0.25~0.3。

3.1.4 第一次澆淋裂縫時如果感覺水性環氧樹脂濃度太大，滲透困難，可用飲用水調稀，將固含量75%的水性環氧樹脂調至固含量55%~65%。

3.1.5 按以上第二種配比反復澆淋裂縫，直至乳液無法滲入裂縫為止。

3.1.6 對于底部完全貫通的裂縫，第一次澆淋的配合比（重量比）為：1：0.3～0.4，澆淋少量的環氧樹脂，等水性樹脂滲達底部初凝，堵塞縫底以后，再進行第二次澆淋。

3.1.7 待環氧樹脂完全固化后,即可開放交通。

3.2 壓力灌漿法

對于裂縫內藏有無法排除的粉質物或裂縫較寬時,宜采用壓力灌漿法。主要施工工藝如下。

3.2.1 灌漿前的準備工作與澆淋法中3.2.1、3.2.2相同，根據裂縫的寬度和深度情況，調節固化劑用量，樹脂的固含量盡可能在75%以上。

3.2.2 沿著裂縫走向每隔50cm在裂縫表面打一個灌漿孔，打孔時沖擊鉆與地面成45°角，使灌漿孔斜著插入裂縫內，灌漿孔深度為灌漿管的長度；用環氧樹脂膠水泥封填裂縫表面。

3.2.3 灌漿開始的壓力不宜過大，控制在0.01Mpa以內，穩定1～2 min后再逐漸加壓。在加壓過程中應控制加壓速度，不宜過快。

3.2.4 待裂縫另一出口有水性環氧樹脂膠液滲出以后，穩定灌漿壓力1min后停止。

3.2.5 環氧乳液初凝時可做二次壓灌。

3.2.6 環氧樹脂完全固化后,即可開放交通。

采用水性高含量環氧樹脂對裂縫的處治，方法簡單，目前已在汕尾市和廣州番禺的多座橋梁上應用，經過一年多的軸載考驗，灌滿的環氧樹脂沒有張裂、碎裂，效果很好。

4 水性環氧樹脂增強混凝土力學性能機理分析

4.1 水性環氧樹脂是把環氧樹脂以微粒或液滴的形式分散在以水為連續相的分散介質中而配得的穩定樹脂材料，它對混凝土的改性是由在膠凝材料相中的水泥水化和水性環氧樹脂成膜的進程來控制的。由于水性胺類固化劑能在短時間內（2h）將水性環氧樹脂內的環氧樹脂與水份分離，因此水性環氧樹脂乳液中環氧樹脂顆料聚結成膜的進程先于水泥水化的進程，最終由于水泥水化和水性環氧樹脂成膜形成了一個復合的膠鏈的膠凝材料相，另外還原出來的環氧樹脂是一種具有高強度、高粘結力、高彈性模量的高分子聚合物，因此能夠提高混凝土的各項力學性能，特別是混凝土早期的強度。

4.2 混凝土中摻入水性環氧樹脂后，由于水性環氧樹脂有較強的粘結力，使得漿體可以均勻地包裹在骨料的表面，混凝土成型后，表面光滑，試件形成均勻、緊密的空隙結構。這主要是因為：①水性環氧樹脂的摻入，使得水泥漿體的稠度增加，粘性增強，水泥漿體、水性環氧樹脂與骨料之間形成較高粘結力的膜，對骨料的包裹更加密實；②水性環氧樹脂的摻入具有一定的引氣和減水作用，可以提高漿體的流動性，可以使試件在成型時混凝土內部不會產生落漿的現象，提高了混凝土的抗滲性能。

4.3 水性環氧樹脂能阻止混凝土塑性期裂縫的產生，水性環氧樹脂乳液中環氧樹脂被還原出來后，這種粘結力很強的聚合物能迅速填補混凝土表面蒸發水分所留下的微裂縫，另外水性環氧樹脂乳液是均勻地分散在混凝土中，隨著水性環氧樹脂乳液中的環氧樹脂被逐漸還原出來，它能夠填補混凝土內部粗、細集料之間由于攪拌不均勻而造成的孔隙和裂縫，并且它還能夠加強混凝土內部的粘結力，使得整個混凝土內部形成一個密實的網狀結構，這在一定程度上阻止了粗、細骨料的沉降，同時也降低了混凝土表面的析水現象。

5 結論

水性環氧樹脂摻入混凝土后存在一個水性環氧樹脂最佳摻量的問題，并不是摻量越大越好，因為從經濟方面上來說，水性環氧樹脂摻量越多，成本也越高，這在工程上的廣泛應用是不可取的；從施工角度上說，水性環氧樹脂摻量越多，還原出來的環氧樹脂量也越多，整個混凝土的粘性也越大，施工操作也越困難。綜上所述，本文對水性環氧樹脂乳液對橋面裂縫灌縫進行闡述，希望能給予同行在今后的施工能夠起到借鑒。

[1]鐘世云，袁華.聚合物在混凝土中的應用[M].北京：化學工業出版社，2003.

[2]霍亮，高建明.透水性混凝土透水系數的實驗研究.混凝土與水泥制品.2004.

[3]張金花，高建明，翁智財，霍亮.聚合物對透水性混凝土性能的影響.混凝土與水泥制品.2006.