|
中国交通技术咨询网
路桥技术 Teachres

聚合物砂浆在桥梁预防性养护中的应用

日期: 2017-04-24
浏览次数: 29

 

    【摘 要】 通过在G312线三座桥梁的预防性养护及在S308线部分路段的桥梁水毁修复工程中,应用聚合物砂浆。从认识聚合物砂浆并能有针对性的运用聚合物砂浆的优良性能,维修和处治了桥梁的病害。利用聚合物砂浆具有的特殊性能,完成对桥梁的预防性养护任务,维修效果明显。现对聚合物砂浆的机理及应用情况,在施工中细节问题,现做一个的介绍。 
中国论文网 http://www.xzbu.com/8/view-4375548.htm
  【关键词】 聚合物 水泥砂浆 应用 
  英美对聚合物材料运于路面工程上个世纪三十年代,并及时的审报专利。我国在这一方面的研究较晚,是在这十年间才有所发展的。第六届国际聚合物混凝土会议于1990年在上海召开,是国际聚合物混凝土领域学者的一次大聚会。聚合物砂浆具有高强、耐腐蚀、耐磨损等优越力学性能及其不可替代物理性能,品种多。西方发达国家都已将其作为大宗的化学建材,普遍应用。 
  1 聚合物砂浆优良的改性机理 
  聚合物胶液加入特殊的水泥砂浆中后,随着水泥水化吸收水分,失水后的聚合物颗粒逐渐聚集,形成了一种三维连续的网状聚合物膜。这种膜粘附于骨料表面,水泥石也穿过聚合物网孔形成了空间连续的网状结构,两种网状结构互相穿透交结在一起,形成连续致密的基体。这种结构提高了构造物的致密程度,所以提高了强度。 
  2 聚合物水泥砂浆中最主要的原材料 
  (1)聚合物。用于砂浆改性的聚合物材料,在性能方面要求高。首先在发挥自身优点时,对砂浆整体不会带来不利影响。现常用改性砂浆的聚合物材料的种类有丁苯乳液、聚丙烯酸脂、聚乙烯醋酸脂等。乳液用于改良砂浆时会明显不足。利用聚合物乳液的共混性,设计出不同性能要求、适应不同用途的共混物用于改性砂浆。(2)矿物掺合料。矿物掺合料(硅灰、粉煤灰、矿渣等)是水泥砂浆的改性材料。将矿物掺合料和聚合物按比例掺到砂浆中,优势互补,改善了砂浆的性能。(3)水泥。聚合物改性砂浆的水泥为普通硅酸盐水泥,也可用高铝酸盐水泥。是按比例将三氧化二铝和氧化钙经熔化或煅烧,将熟料研磨后制成。(4)砂。采用天然砂或石英砂,其强度要比普通砂浆高。 
  3 聚合物砂浆的力学性能 
  根据掺聚醋酸乙烯水泥砂浆的轴拉和轴压应力-应变关系及抗弯性能。结果表面,随着聚醋酸乙烯的掺入,砂浆的轴压强度和弹性模量显著下降,但极限应变却明显增大:砂浆的轴拉强度和抗弯强度均略有提高,而极限应变、拉压强度比和弯压强度比则显著增加。因此,掺入聚醋酸乙烯能有效改善砂浆的变形力学性能,根据试验结果,聚醋酸乙烯不但具有优良的粘结性能,还具有良好的耐久性,可广泛用于新老混凝土的粘结、修补及结构加固中的钢板粘贴和表面粉刷等。 
  4 聚合物砂浆的应用 
  4.1 利用聚合物砂浆砂浆良好的粘结性与抗折、抗拉、抗冲击能力,用于构造物破损部位及小面积桥面铺装层的混凝土修补材料 
  在S308线关爷庙三桥,防震挡块破损,是由于结构性的剪切力破坏,近两年我们通过养护维修的方式,利用高强水泥混凝土,还采用了环氧树脂混凝土进行了维修,但是都没有达到维修效果。分析原因是虽然高强水泥混凝土与环氧树脂混凝土强度、刚度都能达到设计目标强度,但在最初成形阶段,边通车边施工,车辆通过时的振动会有所影响,在原来破坏部位,没有成形就已经破坏了,今年,我们利用上海奥茨公司提供的聚合物砂浆,进行了维修,到目前为止,达到了维修的目的,效果明显。 
  聚合物砂浆施工工艺及注意事项:(1)表面清理:基面的泥土、浮尘、老化及病害、破损部分及水泥浆、油污需清除干净,最好采用桥梁清洗机进行冲洗,低凹破损处先补平,基层表面要求平整、干燥、干净,含水率≤9%;(2)配料:按照质量比用电子秤称取聚合物砂浆和水(质量比FH-CR比水为100比25至30),掺拌均匀,最少要连续搅拌3~4分钟,搅拌均匀后即可施工。请按涂刷面积配料,避免过多浪费。特别是在环境温度很高时更要注意施工的适用时间;(3)涂刷:一般采用2-4遍涂刷(可以适量加水稀释,便于涂刷)。涂膜总厚度根据要求涂刷,一般2.0±0.1mm厚。每遍涂抹需待上次表干之后方可进行下道操作,结束后经自然养护2天即可。注意事项:雨雪天气、四级以上强风天气严禁施工;运输与贮存时,不同类型、规格的产品应分别堆放,不应混杂。避免日晒雨淋,贮存温度为常温贮存,保质期一年。 
  4.2 用于结构构件的防水 
  针对G312线长岭沟桥桥梁安全带部位渗水,使边板侧面及安全带部位混凝土出现了较严重的冻涨及水损坏,混凝土出现掉皮,剥落现象。我们通过材料的性能比较,择优选择了FH-CR无机聚合物砂浆,而对于状况较好的部位,则可以进行局部修复。聚合物水泥砂浆作为柔性放水材料应用时,主要是以防水涂料形式使用。我们对安全带及边板进行了局部修复与防水处治。现将施工过程介绍。 
  FH-CR无机聚合物砂浆施工工艺及注意事项:(1)先进行了划线,对沿安全带50CM的范围施划出开挖线,用电动镐将开挖线内的桥面沥青铺装层挖除。(2)无机聚合物砂浆的掺拌,按照质量比用电子秤称取FH-CR无机聚合物砂浆和水(质量比FH-CR比水为100比15至20),掺拌均匀,最少要连续搅拌3~4分钟。(3)参照脱落及病害部位的厚度,如果厚度在1cm以下,一次性涂抹修复。如果厚度在1cm以上,应当分多次涂抹修补,其时间间隔应当在3小时以上。 
  应注意以下事项:(1)在进行聚合物砂浆修补前,最好用桥梁清洗机进行清洗,重点清洗病害及脱落部位,使原基面无剥落、松散,接合面洁清,没有污染。(2)表面清理完毕即可进行初次修补,初次修补完毕后当养生3-6个小时,可直接洒水养护,也可表面覆盖塑料薄膜等保湿养生,保持表面湿润。(3)如果厚度在1~3cm,当进行中间层修补,中间层修补同初次一样。(4)最后要求对表面进行平整处理,厚度在0.5~1cm厚,要求表面平整,尽量恢复原有截面原状。(5)对于修复完毕后的结构构件,应当及时组织养护保养施工,对于遭受阳光照射强烈或风干严重的地方,应当考虑使用表面封闭材料如湿布、塑料薄膜等进行养护。对于养护的构件,养护时间不得少于3天。(6)修复梁体的施工根据梁体混凝土脱落厚度选择不同的修复次数。   这种FH-CR聚合物水泥砂浆(修补并能防水砂浆)上海法赫桥梁隧道养护工程技术有限公司已经在我段进行了推广,主要应用于混凝土结构及桥梁铺装层等部位的防水维修,并做了桥梁不面积的水损坏修补材料,主要有以下五点理由。 
  4.3 对该桥墩柱进行了维修 
  长岭沟桥桥底为园柱式桥墩,扩大基础。桥下常年流水,雨季常伴有流砂,冬季结冰期长。经过多年雨季洪水伴着流砂的冲击,加上冬季冰冻的侵蚀,现柱体表面混凝土出现剥落、破损、水损坏现象。造成柱体露筋。我们充分考虑了该柱体的破坏机理。利用FH聚合物水泥砂浆较好的防腐蚀性,并有很好的防水性能,在该柱体的维修部位使用。同时进行了其他材料的性能对比。因此在许多防腐蚀场合得到应用,现介绍一下该柱体的施工。 
  (1)表面清理:基面的破损、水损坏及露筋部分,采用桥梁清洗机加砂进行冲洗,并使有病害的部分全部冲洗干净,等表面风干,无明显水痕,用将低凹破损处用FH-CR无机聚合物砂浆先补平,表面要求基本。(2)配料:按照质量比用电子秤称取FH-CTR1聚合物水泥砂浆和水(质量比FH-CTR1比水为100比15至20),掺拌均匀,最少要连续搅拌2~4分钟,搅拌均匀后即可施工。请按涂刷面积配料,避免过多浪费。也要注意环境温度,在温度很高时注意施工的适用时间;(3)涂刷:一般采用1-2遍涂刷,以适量加水稀释,便于涂刷。涂膜总厚度根据要求涂刷,一般1.0±0.1mm厚。每遍涂抹需待上次表干之后方可进行下道操作,结束后经自然养护2-3天即可。 
  4.4 其它 
  聚合物水泥砂浆还用于如表面装饰装修和保护层,铺面材料和道路路面等等。这些运用还有等于我们进一步的学习与具体的实践。 
  5 施工中存在的问题与不足 
  (1)施工中还有好多工艺不够精细,对先进行的机械设备的掌握和了解不足,如在聚合物砂浆的拌制中,我们还采用的是小型机具配合人工的方法,使拌合不够均匀,也不利于节约人力,节省材料。(2)还有更好的新材料,我们没有去挖掘,去学习掌握,如,运用聚合物砂浆的抗变形能力较强的特点,可以用于修复缝宽较大(0.3-5CM之间)的裂缝,且这种聚合物砂浆还可以渗入到混凝土中的毛细孔中,达到新旧合一的效果。(3)施工作业人员技术层次不齐,有的技术较强,能够达到并保证维修效果。反之,同一种材料,同一种施工工艺,所做出来的效果不一样,这给我们的后续效果评价工作带来许多不利的影响,尤待我们以后逐步解决。 
  6 今后的打算与发展方向 
  通过更多的工程实践,综合性的运用新材料,新工艺,制定切实可行的工艺流程及并及时的进行效果评价,为我段现有桥梁养护提供有价值的技术途径和实施手段,达到自己能做,做能做好,达到同行业先进水平,实现并能在全总段推广和应用,高质量的完成总段的桥梁的维修与加固,并及时高质量的完成预防性养护桥梁的创建任务。 
  7 结语 
  在桥梁的运营、养护阶段,对病害桥梁进行检测,并及时进行维修评价,保证桥梁的正常使用与耐久性。并能认识到结构及构件在设计寿命期内各个组成部件具有不同的耐久性极限,需要维修、加固,才能保证结构服务功能。桥梁结构的安全性、耐久性并非在设计及建设期全部完成,也不会一劳永逸,需要定期进行检测、评定、鉴定、养护、维修、更换、加固等措施。 
  参考文献: 
  [1]董祥,何培玲,高建明.聚合物对高性能轻骨料混凝土力学性能及微观结构的影响研究[J].四川建筑科学研究,2006年03期. 
  [2]黄利频.聚合物干粉改性水泥砂浆力学性能的研究[J].福州大学学报(自然科学版),2006年04期. 
  [3]钟世云,王峰,贺鸿珠.聚合物改性抹面砂浆抗开裂性能的研究[A].建筑新技术研讨会论文集[C],2005年. 
  [4]许立军.聚合物水泥砂浆及应用.中外建筑.

       原文地址:http://www.xzbu.com/8/view-4375548.htm

 

师资力量 / Teacher
发布时间: 2018 - 09 - 27
交通运输部关于印发《公路养护工程管理办法》的通知各省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团交通运输厅(局、委):   为进一步加强和规范公路养护工程管理,提高养护质量和效益,部对《公路养护工程管理办法》(交公路发〔2001〕327号)进行了修订,现印发给你们,请认真遵照执行。交通运输部 2018年3月2日  (此件公开发布)公路养护工程管理办法第一章 总 则  第一条 为加强和规范公路养护工程管理,提高养护质量与效益,根据《中华人民共和国公路法》《公路安全保护条例》《收费公路管理条例》等法律、行政法规,制定本办法。   第二条 本办法所规定的公路养护工程是指在一段时间内集中实施并按照项目进行管理的公路养护作业,不包括日常养护和公路改扩建工作。   第三条 本办法适用于国道、省道的养护工程管理工作。县道、乡道、村道和专用公路的养护工程管理可参照执行。   第四条 养护工程应当遵循决策科学、管理规范、技术先进、优质高效、绿色安全的原则。   第五条 养护工程管理工作实行统一领导、分级负责。   交通运输部负责全国养护工程管理工作的指导和监督。   地方各级交通运输主管部门或公路管理机构,依据省级人民政府确定的对国道和省道的管理职责,主管本行政区域内的养护工程管理工作。   第六条 公路经营管理单位和从事公路养护作业的单位应当根据交通运输主管部门或公路管理机构提出的养护管理目标,按照标准规范、有关规定及本办法要求组织实施养护工程,并接受其指导和监督。   第七条 各级交通运输主管部门、公路管理机构和公路经营管理单位应当筹措必要的资金用于养护工程,确保公路保持良好技术状况。   非收费公路养护工程资金以财政保障为主,主要通过各级财政资金解决。收费公路养护工程资金主要从车辆通行费中解决。   第八条 养护工程资金使用范围包括公路技术状况检测与评定、养护决策咨询、养护...
发布时间: 2017 - 04 - 27
【摘要】桥梁桥面的施工质量,是保证桥梁安全和平稳的前提条件。桥面铺装层作为桥梁系的一部分,相对于桥梁其他部分它直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用。桥面铺装层施工质量的好坏直接影响桥梁使用的耐久性和行车的舒适性、安全性。本文主要就桥梁桥面铺装病害及防治措施进行了分析,以供参考。 中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-6894584.htm  【关键词】桥梁;桥面铺装;病害;控制措施   1、桥面铺装的破坏形式   沥青混凝土桥面铺装与正常路面和水泥混凝土桥面铺装相比,损坏形式有所不同。主要有:①铺装层内部产生较大的剪应力,引起不确定破坏面的剪切变形,或者由于铺装层与桥面板层间结合面粘结力差,抗水平剪切能力较弱,在水平方向上产生相对位移发生剪切破坏,产生推移、拥包等病害;②因温度变化并伴随桥面板或梁结构的大挠度而产生的裂隙,在车辆荷载及渗入的水的作用下产生面层松散和坑槽破坏。   设防水层的水泥混凝土桥桥面沥青混凝土铺装在行车荷载作用下的破坏形式一般为剪切破坏,常表现为拥包和推移现象。剪切破坏有两种情况:一是桥面钢筋混凝土模量远大于沥青混凝土和防水层的模量,加之沥青混凝土层厚度较薄,沥青层内产生较大的剪应力而引起的无确定破坏面的剪切变形;二是防水层与沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不足而发生剪切破坏。   2、桥面铺装层病害分析   2.1 结构理论与设计。桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几近于零,现行规范中只给定了厚度的推荐值,工程界一直在备等级公路中运用了几十年。桥冲击桥结构的变铺装是一个受力复杂的动力体系,各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。粱设计的箱粱骨架钢筋在实际受力状态下难以像T梁主筋那样发挥应有的作用。所以设计的假设状态与箱梁的实际受力状态不一致。...
发布时间: 2017 - 04 - 27
摘 要:目前,随着我国现代化建设事业的蓬勃发展,桥梁使用年限的增长,以及交通荷载的增加,桥梁检测已成为重中之中,该技术是一个多学科交叉的系统工作,需要各个环节协调配合才能达到一个有效的效果,本文主要介绍了几种无损检测技术的概念、原理和特点,并通过实例进行无损检测的应用说明,为工程人员提供参考信息。中国论文网 http://www.xzbu.com/8/view-3198511.htm  关键词:检测;桥梁;工程    传统的方法是对公路桥梁随机选点,钻孔取样,在室内对所取样本进行分析和处理,从中获取各种有价值的工程参数。这种方法的局限性表现为以下几个方面:  a)因被测点是操作人员随机选择的,所以检测结果很难具有代表性;  b)由于检测点有限,覆盖面密度较小,使某些存在缺陷的不良区段反而被漏检,从而埋下质量隐患;  c)虽然钻孔取样精度高,但其会对路面造成破坏,且修补时费时费力。  无损检测技术作为快速、直观,且能够显示道桥内部状态的检测设备和技术手段,能够弥补传统方法的不足,它在开展道桥无损检测技术研究、建立科学的评价体系、改善路面设计等方面具有重要的意义,也必将带来道桥改造方案的优化和公路桥梁管养水平的提高。  桥梁的无损检测技术(NDT)有较大的发展空间,包括超声检测、红外检测、声发射、自然电位检测、冲击回波检测、X射线检测、光干涉、脉冲雷达、振动试验分析等。在公路桥梁结构中应用NDT,可以提高新建结构质量的安全性;可以提供结构损伤的标志,例如,污染程度,钢筋混凝土桥梁的氯侵蚀程度;可以记录支座处的声发射,反映了裂纹或过大的摩擦力或从垫层支座正在扩展的裂纹。无损检测的这些结果可以作为结构评估的辅助。  在一些情况下,与侵入检测相比,无损测试更快捷,缩短了测试期间的交通管制时间,从而降低了成本。雷达可以快速扫描潜在的结构空洞,雷达在NDT中的使用证明了NDT的速度和便捷...
发布时间: 2017 - 04 - 27
【摘要】交通情况的复杂让交通事故频发,其中超高车辆与桥梁上部结构的碰撞更是频繁发生,不仅对桥梁结构安全性产生较大威胁,同时对交通运行也有一定影响。目前我国关于对超高车辆-桥梁上部结构碰撞的破坏模式与荷载计算的研究不仅存在数量上的不足,在研究深度上也存在一定不足,为此,本文将研究的重点放在超高车辆-桥梁上部结构碰撞的破坏模式与荷载计算方面,了解超高车辆在撞击到桥梁上部结构的破坏模式与荷载,从而对后期的防护有一定指导意义。 中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-7030491.htm  【关键词】超高车辆-桥梁上部结构碰撞;破坏模式;荷载计算   引言   近几年,我国城市立体交通的发展越来越迅速,导致超高车辆碰撞桥梁上部结构的事故也越来越多。2008年在我国成渝高速公路,一辆超高货车强行通过一座正在建的跨线公路桥时将桥梁的主轴直接撞歪,直接导致前两个月的施工作废,金额损伤近百万元,其中还未包括对社会的影响。不仅是在我国,在发达国家这种超高车辆撞击桥梁上部结构的事件也频频发生。可以看出,导致桥梁损坏的主要原因就是受到超高车辆的撞击。对其破坏模式与荷载计算进行分析,从而对优化桥梁上部结构具有一定重要意义。   1.超高车辆-桥梁上部结构碰撞的破坏模式   (1)破坏类型:通过对超高车辆-桥梁上部结构碰撞的事故调查与有限元仿真分析发现,其出现的破坏模式可以分为两种,一种是局部性破坏,另一种则是整体性破坏。局部性破坏是桥梁上部结构受到局部冲剪作用引起的损坏[1]。如果是钢筋混凝土T梁桥,这种局部破坏的程度将会更加明显,整个碰撞区域不仅会出现开裂、崩落,钢筋屈服,甚至整个腹板―面板交界处的混凝土出现纵向开裂。如果是T型钢梁桥,局部破坏也会十分明显,会产生严重的塑性变形。如果是钢箱梁桥,破坏形式表现为钢材屈服。...
Copyright ©2005 - 2016 中国交通技术咨询网
犀牛云提供企业云服务
地址:中国·北京市丰台区马家堡路55号
电话:010-51165102
传真:010-67524077
邮编:330520
关注我们