环氧材料修补技术在城市桥梁维修中的应用

环氧材料修补技术在城市桥梁维修中的应用

王军

天津滨海新区基础设施养管有限公司天津300453

摘要：桥梁经过多年的使用，会有不同程度的损坏，需进行维护和修补。以环氧树脂制成的环氧胶液性能优越，多用于砼构件的粘接和修补、桥梁工程、公路修造、砼结构裂缝补强加固或防渗堵漏灌浆等领域。本文分析了环氧树脂浆液修补技术在桥梁维修中的应用。

关键词：环氧树脂浆液修补技术；桥梁维修；应用

近年来，随着经济的发展，交通运输量和运输吨位急剧增加，从而使桥梁出现不同程度的裂缝，危及到了行车的安全和缩短桥梁的寿命。为了适应目前行车需要和延长桥梁的使用期，必须对这些桥梁进行加固和维修。因此，有必要将环氧树脂修补技术应用在桥梁维修中。

一、环氧树脂材料简介

环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物。由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂。双酚A型环氧树脂不仅产量最大，品种最全，而且新的改性品种仍在不断增加，质量正在不断提高。另外，环氧树脂材料性能优越、改性途径较多，具有强度高、粘结性好、耐磨性强、价廉等特点，且与水泥混凝土粘结性好。添加了环氧树脂的环氧树脂砂浆和环氧树脂混凝土在混凝土领域的应用发展较快，多应用于桥梁工程、公路修造的混凝土结构粘结和修补。

1、环氧树脂：环氧树脂品种繁多，主要有环氧氯丙烷-双酚A型树脂、环氧氯丙烷-醇类环氧树脂、双键液相氧化制环氧树脂、酚醛环氧树脂、聚酯环氧树脂、多元酚环氧树脂等几十种。另外，使用环氧树脂时要和添加物一起使用，采用的添加物有以下几种：增韧剂、固化剂、稀释剂、填料及其它。

2、增韧剂：主要起塑化作用，通常采用二丁脂。

3、固化剂：固化剂是必不可少的添加物，起固化作用，无论是作黏结剂、涂料、浇注料都需添加固化剂，否则环氧树脂不能固化。常用环氧树脂固化剂有脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺，另外在光引发剂的作用下紫外线或光也能使环氧树脂固化。常温或低温固化一般选用胺类固化剂，加温固化则常用酸酐、芳香类固化剂。通常采用乙二胺。

4、稀释剂：其作用是降低黏度，改善树脂的渗透性。稀释剂可分惰性及活性二大类，用量一般不超过30％，通常采用二甲苯、苯、丙酮等。

5、填料：其作用是改善制品的某些性能，并改善树脂固化时的散热条件，用了填料也可减少环氧树脂的用量，降低成本。结合工程实际情况：通常采用砂、普通硅酸盐水泥、立德粉、碎石等做填充料。

二、环氧树脂浆液修补技术在桥梁维修中的应用

1、工程概况。某大桥是一座悬臂式钢筋混凝土箱型薄壁城市桥梁，全长394.6m，车道净宽18m，两边人行道各宽3m，桥面总宽24m。该大桥两端跨径为1×45m的单悬臂梁，中跨为5×55m，采用23m中间挂梁的双悬臂梁。由两组独立的三室箱梁组成，两组箱梁之间用简支板支承于箱梁的悬臂上；在墩台处设置刚接的连续横隔梁，其余的横隔梁均为简支，下部结构北岸为埋置式桥台，南岸为U形桥台。桥墩采用双柱式，支承于分离式沉井基础上。该桥建成使用多年后，对其进行全面调查后发现出现了一定数量长短大小不一的裂纹，且经过几年的跟踪观察，发现裂缝数目、宽度仍在增长。

2、材料的选择

1）固化剂的选择。固化剂的主要作用是促使环氧树脂成为高分子聚合物，在桥梁维修过程中比较常用的固化剂为聚酰胺、树脂类、脂肪胺、酸酐等。低温或常温条件下，通常选择胺类固化剂。本工程中选用乙二胺作为固化剂，它具有较强的固化作用，沸点是117.1℃，熔点为8.5℃，在固化过程中会释放大量的热。

2）确定环氧树脂混凝土的配合比。环氧树脂混凝土需在施工现场进行试配以达到最佳配合比要求。在配置环氧树脂浆液时，要注意砂、石材料的风干、晾晒；对已涂刷好环氧树脂稀液的修补面，环氧树脂混凝土的配合比一般每盘以3～4kg环氧树脂为宜，如果用量过少，会降低施工的速度，而如果用量过多，会导致石料与砂难以搅拌均匀；在测量过程中，应先称量水泥、砂与石料的重量，再称量环氧树脂的重量，之后称量乙二胺重量，搅拌时要边搅拌环氧树脂液边加入乙二胺，再将按照配合比计量好的二丁醇也加入其中，并保证充分搅拌均匀。

3、施工工艺

1）清杂与除湿，以保证环氧树脂和混凝土的粘结性。首先，挖除桥梁缝隙或空隙以及路面已损坏的混凝土，再通过电焊补焊伸缩缝的连接钢筋，然后用毛刷或扫帚将混凝土表面的杂物清除。之后，通过磨光机打磨裂缝，两边裂缝需打磨至宽5cm处，再采用丙酮将其中存在的油污、油脂等杂物清理干净，待其干燥后方能进行下一步。

2）采用环氧树脂稀液涂刷已清理好的桥梁表面，将其浸透在裂缝＜5mm的浅表裂缝处，以起到粘结剂的作用，待其固化后刮去。而对裂缝深度＞5mm的则可通过压浆嘴按照3～5m的间距进行埋贴，然后采用环氧树脂胶泥对裂缝进行封闭处理，保证封闭宽度≥5cm，以避免环氧树脂浆液渗透入缝隙中。

3）在预埋压浆嘴过程中，先要在压浆嘴的底盘涂刷环氧树脂胶泥，涂抹厚度约1mm，之后再在预定好的位置贴上压浆嘴，以防压浆嘴被堵塞。

4）等到环氧树脂胶泥完全凝固后进行测气试验，然后对裂缝封闭性、出液口和进浆口的封闭完好情况进行仔细检查。将压缩空气从灌浆孔输入，如果气体从出液口输出，胶泥封闭处及其它裂缝出液口不漏气，则表示该裂缝灌浆口、出液口设置正确，胶泥封闭可靠，关闭出液口，使裂缝内压力升高至4kg/cm2，保持压力2min，如无漏气即为正常。如果通气升压后，胶泥处漏气，应重新进行封闭。如果通气升压后，2个以上出液口出气，则表示该裂纹和2条以上裂缝贯通，此时应封闭漏气出液口，直至不漏气能保压为止，并做好记录和标记。通气升压后，出液口无气体输出，可能是胶泥封闭过程将裂缝通道堵死，此时应重新在该段裂缝的适当位置，增设出液口和灌浆口，原则是保证整段裂缝有进、有出、能保压、不漏气。

5）在测气试验合格后就可进行压力灌浆。灌浆饱满后，再对出液口进行封闭，然后升压，控制压力为4kg/cm2，时间≥5min，等待其固化。

三、注意事项

1、配制混合料时，要用计量工具准确计量。

2、砂、石子必须洁净、干燥，若含水量较大，一定要事先晒干或烘干。

3、乙二胺加入后，尽可能立即施工，以防环氧固结。环氧树脂基液和混合料一次不能配制太多，视拌制工作量而定，环氧砂浆一次一般不要超过1kg，环氧混凝土一次一般不要超过10kg。混合料配制完成到使用完毕时间不应超过2h。

4、基层一定要处理干净，无粉尘，必要时可用水进行冲洗，但冲洗后必须晾干。

5、乙二胺、二甲苯等化学物质均有一定的毒性且属易燃物，易挥发，施工时要注意劳动保护，做好防火、防毒工作。操作人员需戴口罩和橡胶手套，接触皮肤后应及时洗净，如溅入眼内应立即用大量清水冲洗。

6、维修适宜在常温下作业，当室外温度低于3℃时，不可使用。

四、结语

综上所述，环氧树脂浆液由于具有粘结性强、收缩率小、密封性好、流动性好等突出的性能，在桥梁加固工程、公路修造、砼结构裂缝补强加固或防渗堵漏灌浆等领域得到了广泛应用。当前，我国早期修建的桥梁随着使用期限的增长、交通量的增大，桥梁结构出现破损，而环氧树脂浆液完全能胜任桥梁的裂缝修补，因此，环氧树脂在桥梁裂缝加固中能起到越来越大的作用。

参考文献：

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[2]王新芳.环氧树脂在桥梁维修中的应用[J].河南建材，2015（08）.

[3]荆丽.环氧树脂混凝土修补技术在桥梁维修中的应用[J].科技信息，2014（17）.