桥梁伸缩缝填充环氧树脂混凝土施工技术

【摘要】本文以南水北调东线工程小运河项目部桥梁施工为实例，对环氧树脂混凝土和其在桥梁伸缩缝中配合比的确定、施工工艺及注意事项作了介绍。

【关键词】环氧树脂混凝土伸缩缝施工技术

引言

环氧树脂是一种含有氧基团的高分子聚合物，是含环氧基团树脂的总称，它属于一种无定形粘稠液体，本身不会硬化，没有明显的熔点，受热会变软，逐渐熔化而发粘，且不溶于水，当加入适宜适量的固化剂时，能配制出在常温下正常固化的环氧树脂砂浆和环氧树脂混凝土，固化后具有可使用的物理力学性能。环氧树脂混凝土是指以环氧树脂为主料，掺入固化剂、增塑剂，搅拌后，与水泥、砂、石子混合搅拌制成的混凝土。这种混凝土具有良好的易性和强度高、韧性好、粘结力强、抗冲击度大、耐腐蚀、防水等特性。根据环氧树脂混凝土的这种特性，其在混凝土领域的一个重要应用是桥梁工程中的应用，它代替过去桥梁梁体与橡胶伸缩体之间的空隙所填充的高标号混凝土，很好地解决了伸缩缝混凝土开裂、车辆在通过桥梁伸缩缝时的“跳车”现象。

1 工程概况

本工程为南水北调东线一期鲁北段小运河段输水工程施工3标段，位于山东省聊城市东昌府区境内，标段内与渠道交叉桥梁共有18座，其中公路桥5座，生产桥13座。桥梁伸缩缝分D60和D40两种型号，均采用填充C40环氧树脂混凝土安装。

2 环氧树脂混凝土的选材

根据引言得知，环氧树脂混凝土由环氧树脂+固化剂+增塑剂+填料组成，材料不同，可以影响环氧树脂混凝土的固化时间、固化速度、力学性能等，因而应根据材料的性能进行选择。

2.1 环氧树脂

选用6101#（E44）环氧树脂配制环氧树脂胶液（即环氧基液）。

2.2 填料

（1）水泥：采用425#普通硅酸盐水泥，严禁使用矿渣水泥。

（2）粗细骨料：为减少环氧树脂混凝土的空隙，提高配合料的密实度，碎石选用5～20mm的级配碎石（碎石需清洗烘干后使用），砂需选用干净的中砂（必须控制砂的含泥量在2%以下，必要时可过筛后使用）。

2.3 固化剂

固化剂的主要作用是使环氧树脂交联成体型网状巨大分子，成为分子高聚物。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。本工程所选用的固化剂为乙二胺，其分子式为：H2NCH2CH2NH2，比重为0.8994，熔点为8.5℃，沸点为117.1℃，有较强的固化作用，较大的挥发性，固化时大量放热。

2.4 增塑剂

增塑剂即增韧剂，增韧剂分活性增韧剂和非活性增韧剂，两类材料虽然都能够增加体系的柔韧性，但增韧机理截然不同。本工程选用非活性增韧剂二丁脂增韧剂。二丁酯在环氧树脂混凝土中是最常用的增韧剂，起塑化作用，不溶于水，易挥发，比重为1.045，沸点为340℃。其稳定性、耐挠曲性、黏结性和防水性均优于其他增塑剂。

3 环氧树脂混凝土配合比的确定

环氧树脂混凝土的配制需要试验室认真研究，称量配制混合料，严格控制用量。环氧基液的配制需在购买时咨询厂家。因环氧树脂混凝土的稠度和凝结时间不好掌握，试验前先采用经验配合比试配，在稠度满足要求后，再根据配制好的拌和料制成3组150mm×150mm的试块，分别在12h、24h、48h内试压其强度。经过几次认真调配及试验，试验出满足强度要求的配合比。

4 环氧树脂混凝土的配制顺序

（1）配制环氧树脂胶液（亦称环氧基液）。将环氧树脂与二丁脂、乙二胺按试验配合比比例配合，并充分搅拌均匀即可。

（2）配制环氧砂浆。按比例依次将水泥、砂子加入环氧基液，并充分搅拌成粘稠状。

（3）配制环氧树脂混凝土。将碎石按比例加入环氧砂浆，并充分拌合即成环氧树脂混凝土。

5 环氧树脂混凝土施工工艺

5.1 操作工艺

（1）对施工面进行处理，使之清洁干净，无杂物、尘土、油污，并保持表面干燥，以保证环氧树脂混凝土与梁体混凝土的粘结性。

（2）按配合比进行称量，并按顺序进行混合搅拌。先称量好砂、石子，并在拌合台上拌合均匀，然后再称量环氧树脂（如温度低于15℃时，环氧树脂为固态，需用水浴加温，不能用明火加温）、乙二胺、二丁脂。先将环氧树脂倒入搅拌容器中，再倒入增塑剂（二丁酯）并搅拌均匀，再加入固化剂（乙二胺），仔细搅拌均匀，最后加入水泥，充分搅拌使之均匀。最后将以上混合物均匀加入工作台砂、石中，人工充分搅拌均匀。

（3）将搅拌好的环氧树脂混凝土倒入施工面，人工捣固密实，并收面。

5.2 环氧树脂混凝土施工工艺流程图

6 施工注意事项

（1）施工用的砂、石，必须用水冲洗干净，充分烘干后方可使用。

（2）环氧树脂材料每次配制数量，应根据施工能力来确定，一般不要超过2～4kg，并尽可能做到随用随配，每次从拌合到浇筑，必须在1h内结束，否则拌合好的环氧树脂凝凝土就会失效。

（3）环氧树脂混凝土一般养护温度以20℃±5℃为宜，养护时间一般为2天。阴天，下雨天不能进行施工，否则会影响环氧树脂混凝土的强度。

（4）环氧材料大都易于挥发，在施工时要避免有害气体对人体的不良影响，同时要严格注意防火。

（5）在第一次搅拌后，必须把搅拌工具上残留的环氧树脂混凝土清理干净，否则第二次拌和会产生反应。

（6）环氧树脂混凝土施工时严禁用水调和其稠度，否则会大大降低其强度。

（7）固化剂（乙二胺）、增塑剂（二丁酯）用量一定要准确，误差控制在5g以内。

（8）环氧树脂加温，不能用明火加温，应用水浴加温。

（9）施工面要进行彻底处理。在施工前必须将混凝土的表面凿毛，将漏洞表面处灰尘、浮渣、以及松散层等清洗干净，露出混凝土本体，表面要求没有浮土、油污并保持表面干燥等。

7 结语

南水北调是国家重点工程，是缓解我国北方水资源严重短缺局面的重大战略性工程，工程质量至关重要，在本标段桥梁伸缩缝的施工环节中，环氧树脂混凝土用本施工工艺进行填充，经长期观察，截至目前，未发现新的裂缝，质量良好。部分已具备通车条件的桥梁，车辆通过时无“跳车”现象发生，舒适性良好。本施工技术既保证了工程质量又同时满足了车辆过桥的舒适性，在今后的桥梁伸缩缝安装施工中可进行广泛推广。

8 参考文献

[1] JT/T327-2004. 公路桥梁橡胶伸缩装置[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2] 黄丹宁.环氧树脂加固桥梁施工方法[J].西部交通科技，2010（05）.

[3] 黄理. 环氧树脂浆液修补裂缝技术在桥梁维修中的应用[J].西部交通科技，2012（03）.