淺談SPC-1聚合物在快速修補伸縮縫的應用

呂春偉　張建芳

（甘肅慶陽環縣公路管理段，甘肅慶陽　745700）

淺談SPC-1聚合物在快速修補伸縮縫的應用

呂春偉張建芳

（甘肅慶陽環縣公路管理段，甘肅慶陽745700）

隨著經濟的發展，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，有的甚至在通車當年即發生損壞，而受到位置及服役環境所限，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，并對傳統材料和SPC-1聚合物修復伸縮縫的比較，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。

SPC-1聚合物修補應用

1　伸縮縫損壞的原因

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

2　普通材料和SPC-1材料修復伸縮縫的對比

2.1普通材料修復伸縮縫存在的問題

（1）伸縮縫維修屬于養護工程，常規的水泥混凝土材料養護周期較長，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，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修補材料，而目前的常規修補材料是水泥混凝土材料，存在粘結不良和容易受沖擊斷裂。

2.2SPC-1聚合物修復混凝土的特點

（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）橋梁伸縮縫所處環境及位置特殊，屬于橋面-路面結合部分，易開裂，從而造成水分滲透，加之在冬季橋面容易結冰，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部孔隙進行再分布，細化孔隙，減少連通孔隙的數量，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。快硬硫鋁酸鹽水泥由于調整了水泥中的礦物組成比例，使其能夠在短時間內完成水化，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網狀結構，水泥石也穿過丁苯膠乳網孔形成了空間連續的網狀結構，兩種網狀結構相互穿透交接纏繞在一起，形成了連續的致密的基體結構。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。

圖1　

圖2　

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材料修復伸縮縫或混凝土修復時的配合比：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件鋼筋充分結合。澆筑時攪拌時間不超過15分鐘，必須使用振搗設備，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

5.1211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，導致露筋嚴重，影響伸縮縫的壽命和行車安全（修復前）。修復過程中，鑿除混凝土，購置安裝鋼伸縮縫，支模后用風鎬吹凈表面雜物，采用聚合物快硬混凝土重新澆筑，凝結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（修復后），目前觀測，效果良好。

5.2211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，鋼筋網片外露，存在安全隱患（修復前）。鑿除松動的混凝土，用風鎬吹凈表面雜物，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（修復后），目前觀測，無裂縫出現。

6　結語

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件的維修同樣適合，具有推廣價值。交通信息的發展推動了經濟的發展，特別是對于處于基礎建設高速發展的甘肅更是如此，道路快速修補技術的提升對交通發展提供了更好的保障，節約養護維修資金，提升道路運行效率，加快甘肅省交通基礎建設具有重要的意義。

［1］習王燕謀，蘇慕珍，等.硫鋁酸鹽水泥，北京業大學出版社，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性能的影響［J］.化學建材，2005（l）32～35.