江蘇省淮海農(nóng)場(chǎng)位于淮河下游，蘇北灌溉總渠尾閘兩岸，東臨黃海。自1952建場(chǎng)以來，大搞水利基本建設(shè)，其中有5座公路橋建于1958年10月，中跨5m ,邊跨4.5m的簡(jiǎn)支鋼筋混凝土T梁結(jié)構(gòu)。因施工時(shí)混凝土中摻入了一些粉煤灰，使工作質(zhì)量先天不足，投入運(yùn)行后公路橋大梁多處出現(xiàn)裂縫寬度超過允許值（0.2mm)，最寬處已達(dá)0.48mm，給安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重威脅。1996年底開始對(duì)公路橋大梁上大于0.3mm的裂縫采用粘貼環(huán)氧玻璃鋼的技術(shù)加固。
2 產(chǎn)生裂縫原因分析
隨著車流量日益增加，橋面荷載已大大超過原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，致使橋梁結(jié)構(gòu)嚴(yán)重受損。原公路橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為汽車-10級(jí)，校核標(biāo)準(zhǔn)為拖車-60，T梁設(shè)計(jì)彩170級(jí)混凝土（舊級(jí)），而且每年冬春季節(jié)都有大量各種大型車輛通過。1995年9月，筆者對(duì)這5座公路橋進(jìn)行了全面調(diào)查，并以回彈儀測(cè)驗(yàn)了其碳化深度。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，幾乎每座公路橋大梁都有不同程度的裂縫，混凝土碳化深度已超過鋼筋保護(hù)層，鑿出一個(gè)深度為56mm的碳化測(cè)試點(diǎn)，實(shí)際主筋保護(hù)層厚度為25mm，說明鋼筋偏位較多，主筋有輕度銹蝕（浮銹）。裂縫產(chǎn)生的主要原因是超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的車輛的過往，混凝土老化現(xiàn)象亦加快了裂縫的發(fā)展。
3 修補(bǔ)加固措施
為延長(zhǎng)這5座公路橋的使用壽命，對(duì)縫寬大于0.3mm的裂縫，選用粘貼環(huán)氧玻璃鋼的措施進(jìn)行修補(bǔ)，大梁表面及橋面板底部，用環(huán)氧厚漿涂料噴涂2遍。
3.1 環(huán)氧玻璃鋼基本特征與粘結(jié)強(qiáng)度
3.1.1 環(huán)氧玻璃鋼的基本特性
（1）物理性能好?？箯?、抗拉強(qiáng)度可達(dá)300-400MPa，抗壓強(qiáng)度可達(dá)200MPa（手糊法），吸水率小，與其它復(fù)合材料比，有較高的粘合力；
（2）強(qiáng)度高。環(huán)氧玻璃鋼密度為1.6，由于抗拉強(qiáng)度高，因而能以較小的單位重量獲得較高的強(qiáng)度；
（3）耐久性好。具有良好的耐化學(xué)腐蝕性和耐水性；
（4）施工工藝簡(jiǎn)單。操作方便，容易維修。
3.1.2 環(huán)氧玻璃鋼膠粘劑的配制及粘接強(qiáng)度
膠粘劑主劑為無錫6101環(huán)氧樹脂，另加增韌劑、固化劑、稀釋劑等，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)配制，配比見表1。
表1 環(huán)氧玻璃鋼膠粘劑配方（重量比）

原材料 6101環(huán)氧樹脂 二丁脂 二甲苯（或丙酮） 乙二胺
主劑 增韌劑 稀釋劑 固化劑
配比 100 15-20 10 6-8




環(huán)氧玻璃鋼與混凝土表面的粘結(jié)強(qiáng)度以剪切和剝離強(qiáng)度表示，按表1配方試驗(yàn)測(cè)出數(shù)據(jù)見表2。
表2 環(huán)氧玻璃鋼粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)

粘結(jié)材料 膠粘劑 剪切試驗(yàn) 剝離試驗(yàn)
強(qiáng)度（MPa) 破壞情況 強(qiáng)度（MPa) 破壞情況
玻璃鋼與水泥板 環(huán)氧膠粘劑 > 3.89 混凝土表面破壞 0.379 部分混凝土表面、部分粘結(jié)面破壞

3.2 施工工藝
3.2.1 粘貼部位、層數(shù)、面積與寬度
對(duì)裂縫大于0.3mm以上的進(jìn)行粘貼三膠二布環(huán)氧玻璃鋼，粘貼寬度為20mm，搭接的長(zhǎng)度大于50mm。
3.2.2 混凝土表面處理
基體表面狀態(tài)是決定粘貼使用效果的關(guān)鍵因素之一，表面處理好壞，粘貼效果相關(guān)很大。環(huán)氧玻璃鋼粘貼前，人工用刮鏟將混凝土表面的污漬鏟除，再將裂縫處松散砂漿清除，然后用粗砂紙打磨一遍以除油污、銹斑，再用鋼絲刷將混凝土表面刷糙，最后用丙酮或汽油等溶劑洗刷被粘貼面2遍，將浮灰、油脂徹底洗去。
另外亦可采用機(jī)械噴砂對(duì)混凝土表面進(jìn)行處理，該方法具有質(zhì)量好，工效高等優(yōu)點(diǎn)。但粘貼面積較小時(shí)，較少采用。
3.2.3 粘貼環(huán)氧玻璃鋼
粘貼用人工手糊。主要采用分層間斷法，少部分孔采用多層連續(xù)法。
1）分層間斷法
施工工序?yàn)椋和克⒋虻琢?刮環(huán)氧膩?zhàn)?間斷刷貼已裁剪好寬200mm的環(huán)氧玻璃鋼-涂刷面層料。施工質(zhì)量要求：（1）底料涂刷于混凝土表面上要薄而勻，避免漏涂、流掛，自然固化時(shí)間不小于6h。（2）混凝土表面凹凸不平處，要用膩嵌壓填平，自然固化時(shí)間一般為12h。（3）刷一道環(huán)氧膠粘劑，貼一層環(huán)氧玻璃鋼，邊貼邊用漆刷由中間向兩邊輕輕刮壓平整，趕走氣泡，不起趨紋，不留空腹點(diǎn)，要求環(huán)氧玻璃鋼全部浸透，一般固化時(shí)間12h,固化后對(duì)毛刺、突邊、氣孔進(jìn)行整修。檢查合格后，再按上述程序粘貼第二層環(huán)氧玻璃鋼，自然固化12h后，再最后涂刷面層環(huán)氧膠粘劑一遍。
2）多層連續(xù)法
多層連續(xù)法施工中，涂刷打底料和刮環(huán)氧膩?zhàn)优c分層間斷法相同。不同的是，在第一層環(huán)氧玻璃鋼粘貼完畢，檢查合格后，不等固化即在同部位按同樣的方法連續(xù)粘貼第二層環(huán)氧玻璃鋼。多層連續(xù)法施工能縮短時(shí)間，但質(zhì)量不易掌握，所以操作要特別謹(jǐn)慎，小心輕刮，不要將前一層的環(huán)氧玻璃鋼弄出突邊，搭接處要仔細(xì)壓緊。同樣湎層膠粘劑要使環(huán)氧玻璃鋼全面浸透。
通過檢查、測(cè)試，兩種粘貼方法均能滿足質(zhì)量要求。
3.3 質(zhì)量控制
除了上述施工中應(yīng)控制的質(zhì)量要求外，尚需要做到以下幾點(diǎn)：
1）粘寬200mm的環(huán)氧玻璃鋼要以裂縫為中心線對(duì)稱貼，即在裂縫的兩側(cè)盡量做到均為100mm。
2）環(huán)氧玻璃鋼的上下搭接縫要錯(cuò)開，搭接不小于50mm，搭接口向下，圓角處要把環(huán)氧玻璃鋼剪開。
3）施工后的環(huán)氧玻璃鋼外允質(zhì)量要求達(dá)到：平整、貼實(shí)、無毛刺、無所泡、無漏膠、不突邊、無皺紋、不脫膠。
4）在施工現(xiàn)場(chǎng)做“8”字模砂漿試件和?40mm圓鋼模試件，進(jìn)行環(huán)氧膠粘劑的粘結(jié)抗拉試驗(yàn)，并要求“8”字模砂試件的28天齡期平均粘結(jié)抗拉強(qiáng)度不低于3MPa和滿足試件破壞情況下不在粘結(jié)面被拉壞的指標(biāo)。
3.4 施工注意事項(xiàng)
1）粘貼環(huán)氧玻璃鋼宜在氣溫20°C左右，濕度不大于80%的條件下施工，雨天不宜施工，晴天施工要防止灰塵及陽光直射。
2）環(huán)氧膠粘劑要隨配隨用，少配勤用。
4 結(jié)語
4.1 結(jié)構(gòu)膠粘劑力學(xué)性能
經(jīng)過對(duì)江蘇省淮海農(nóng)場(chǎng)5座公路橋結(jié)構(gòu)膠粘劑的“8”字型砂漿試模和?40mm圓鋼模試件的試驗(yàn)表明：28d齡期粘結(jié)強(qiáng)度均大于砂漿混凝土本身的抗拉強(qiáng)度。結(jié)果見表3。

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文章來源： 永年加固公司
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