渗透修复型环氧在水泥混凝土桥面裂缝修复中的应用

赵 付 星

(天津城建滨海路桥有限公司，天津 300350)

1 概述

裂缝是水泥混凝土桥面中最为常见的病害[1-3]，裂缝的产生与发展不但影响道路表面外观，更易引起水损伤等次发病害劣化水泥混凝土性能，甚至影响工程的结构安全，抑制水泥混凝土裂缝的产生与发展具有重要工程意义[4-6]。

水泥混凝土裂缝常见修补方式是采用裂缝填充材料进行修补，而裂缝填充材料的性能要求是根据裂缝修补作业特点决定的。首先，填充材料需具备良好的可灌性与渗透性以保证充分填满整个裂缝，保证填补后结构的整体性，材料的渗入深度与可灌入系数应满足要求；其次，填充材料需具备一定的粘结强度以保证修补后混凝土的整体性能，即材料的抗拉拔强度、耐热、耐介质应满足要求；再次，裂缝修补作业的施工特点要求填充材料应具有施工步骤简便、无严苛环境要求且修补快速的施工特点。

水泥混凝土裂缝填充材料分为三种[7-9]：水泥砂浆等无机修复材料、聚合物改性砂浆等复合修复材料、聚氨酯环氧树脂等有机高分子修复材料。本文涉及的渗透修复型环氧基层处理剂属于有机高分子修复材料[10]，采用此材料进行裂缝修补工作时，应先针对水泥混凝土表面进行粗糙化处理，再采用渗透型修复环氧基层处理剂进行修复涂布施工。

2 渗透修复型环氧基层处理剂材料性能

渗透修复型环氧基层处理剂分为A组分主剂与B组分固化剂，使用时常温下现配现用，施工简便。渗透修复型环氧基层处理剂属于水性环氧修补材料，拌和初期渗透性、可灌性较强，后期强度成型快，粘结强度高，修补效果较好。其工作原理主要为：

1)封闭桥面混凝土基层的毛细管、微孔隙和细微裂缝；

2)防水屏障作用，渗透型环氧修复材料可沿裂缝渗入水泥混凝土内部，强度成型后可起到防水屏障作用；

3)增强水泥混凝土强度，对水泥混凝土的缺陷如微细裂缝等起到加固、粘结、补强作用；

4)提高水泥混凝土表面与其他接触结构的粘结性能，组织混凝土中的水分子(潮气)及各种介质上升到基层表面，破坏防水层与基层间的粘结性能。

渗透修复型环氧基层处理剂涂布完成后表面需撒布石屑，石屑宜采用0.6 mm～1.18 mm左右粒径，均匀撒布石屑，撒布率控制在75%左右，需保证石屑至少有1/3沉入渗透修复型环氧基层处理剂中，渗透修复型环氧基层处理剂各指标性能与技术要求如表1所示，石屑材料技术要求如表2所示。

表1 渗透修复型环氧基层处理剂各指标性能与技术要求

表2 石屑材料技术要求

3 渗透修复型环氧基层处理剂施工流程

本文以某水泥混凝土桥基层裂缝修补工程为例，具体阐述渗透修复型环氧基层处理剂施工流程。

3.1 施工适宜性评估

1)天气适宜性评估。

渗透修复型环氧基层处理剂施工应该在晴天进行，雨天、雾天及潮湿天气不得施工。施工期应注意天气变化，当预计在24 h内有雨时，不得进行施工。施工应选择在持续3 d以上无雨的天气施工。

2)温度适宜性评估。

施工前测定桥面与环境温度，施工适宜温度为15 ℃～35 ℃。当温度小于5 ℃时，不得进行渗透修复型环氧基层处理剂施工。当桥面与环境温度为5 ℃～15 ℃时，应参照表3，注意控制养护时间，合理进行施工组织。当桥面与环境温度超过35 ℃时，应通过试验确定基层处理剂的可操作时间。

表3 渗透修复型环氧基层处理剂养护时间

3)混凝土基层评估。

a.混凝土基层平整度不应超过5.0 mm，平整度超过5.0 mm的位置需进行抛丸处理，直至符合要求。

b.基层面应坚实、平整、干净，不得有杂物、油类物质、有机质等。混凝土桥面板间的各种拼接缝、施工缝、伸缩缝内应清理干净，并除去表面浮尘，缝间嵌填的密封材料应粘结牢固、封闭严密。

c.施工前对混凝土基层表面进行缺陷处理，原混凝土基材内部存在的疏松、松软骨料及表面小缺陷需逐一凿除并进行修复加固，包括节段预制拼装桥梁施工期内的节段起吊、临时预应力张拉等工序对混凝土桥面板造成的临时开孔修复等。

d.施工前进行含水率测定，合格后方可进行抛丸与基层处理剂施工。对于新浇混凝土桥面，应在其龄期达到28 d或者龄期超过14 d并且含水率测定合格后方可进行施工。

e.桥面板基层混凝土强度应达到设计强度要求后，方可进行基层处理剂与防水层施工。基层处理剂及防水材料应直接铺设在混凝土表面上，不得在二者间加铺砂浆找平层。

3.2 基层表面处理

基层混凝土表面粗糙度处理方式宜采用抛丸或人工打磨。要求桥面露出带骨料的坚实混凝土新面，基层混凝土表面粗糙度应为0.5 mm～1.0 mm。处理完成后，用不含油的空气吹灰机将处理后的混凝土表面的粉尘清除干净。

3.3 区域划分与围挡

合理划分分段施工区域，并用胶带标出各段施工区域。对完成的区域进行围挡封闭，防止其他人员或者车辆的进入，保护完成处理的基面不受污染。

3.4 配置渗透修复型环氧基层处理剂

渗透修复型环氧基层处理剂必须按相应的比例称量并完全混合才能保证充分反应，达到最佳性能。配置量根据标出的各段施工区域面积进行计算。

3.5 涂刷渗透修复型环氧基层处理剂

为避免基层处理剂施工时出现漏涂和堆积的现象，应用毛刷对桥面排水口、转角等处先行涂刷。细部构造及处理方法参考CJJ 139—2010城市桥梁桥面防水工程技术规程[11]中相关规定。大面积涂刷时应保证在渗透修复型环氧基层处理剂可操作时间内将其均匀涂布于处理后的桥面板混凝土基面。人工涂布按照500 g/m2的用量。

3.6 撒布石屑

桥面板基层处理剂施工完毕后，应立即将0.6 mm～1.18 mm粒径石屑均匀撒布至基层处理剂表面，撒布率为75%。可采用人工撒布或机械自动撒布。

3.7 养护

渗透修复型环氧基层处理剂施工完毕后，应按表4施工技术参数进行养护并保护表面清洁。涂刷范围设围挡、锥桶进行保护，严禁各种车辆行驶和行人踩踏。

表4 渗透修复型环氧基层处理剂粘结强度质量要求

3.8 粘结强度测试

渗透修复型环氧基层处理剂养护完毕后，使用液压拉拔仪测试其与混凝土桥面的正拉粘结强度，测试均值为4.14 MPa，粘结强度远高于质量要求。

4 结语

本文以某混凝土桥面裂缝处理工程为例，阐述渗透修复型环氧基层处理剂材料性能特点与施工流程，渗透型环氧基层处理剂在水泥混凝土裂缝修补工程中具有明显优势：

1)施工易行性优，该修补材料现配现用，常温条件下即可完成裂缝的修补工作，无严苛施工条件要求；2)高渗透性与高可灌性，作为水性修补材料，初期渗透性较好，可充分填满全部裂缝，使填充裂缝的浆液固体与结构铸成一体；3)作为环氧类材料，强度成型快，最终固化强度高，防水性能优秀，可实现裂缝的快速、高效修补。适用于水泥混凝土裂缝修补作业。