快速维修材料施工工艺研究.doc

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1、快速维修材料施工工艺研究随着水泥基材料在道路、桥梁工程中的大规模应用，病害及维修问题愈加突出，通过对水泥基材料在这些领域中的应用情况进行研究发现，不同程度地存在材料质量波动大、设计与施工质量良莠不齐的弊端，加之维修不及时，致使工程服役一段时间后，水泥基材料损伤时有发生，并随着服役期的延长愈演愈烈。水泥基材料的损伤形式多种多样，主要有：裂缝损伤、变形损伤、接缝损伤以及结构损伤。各种损伤类型中，裂缝损伤最为普遍，其复杂性和严重程度也最为多变。目前工程中常见的裂缝损伤主要有表面裂缝、贯穿裂缝、碎裂等。不同的环境与形成原因造成了裂缝损伤的处置办法与维修工艺的差异。由于水泥基材料的固有特性，在施工

2、过程中受各种因素的影响，产生损伤是不可避免的。损伤一旦出现，就应及时进行维修，否则在服役荷载与环境因素的交互作用下，裂缝将随时间扩展、贯穿，并有可能不断蔓延，相互交错，造成结构的大范围崩溃。裂缝率先出现在系统缺陷处，该点往往由于应力集中，最终使混凝土板丧失应有的承载力，甚至造成结构损伤，严重影响交通的行车安全、舒适，甚而造成严重的经济损失。1快速维修材料的种类4学海无涯由于工期的需求和实际现场交通开放时间的限制，快速维修材料日益引起人们的关注。目前，普遍采用工程快速维修材料按照化学特性主要分为以下三类：1.1无机类快速维修材料（1）快硬硅酸盐系水泥此系列快修材料通常含有较高的钙质原料，强

3、度发展速度快，具有较高的早期强度，一两天即可投入使用。但因快速水化往往带来干缩问题，同时须兼顾新旧水泥混凝土过渡面粘接性能问题，养护要求通常较高[1]。（2）硫铝酸盐系水泥快硬硫铝酸盐水泥系列快修材料应用在水泥混凝土路面挖补抢修中表现出明显的优越性。该系列水泥自身有微膨胀性，可防止混凝土收缩，增强修补板块与周围板块的作用力，同时，可防止地表水下渗损坏基层，往往用于刚性防水结构[2]。（3）高铝水泥[3]高铝水泥同样是一种快硬早强型的水硬性胶凝材料。它的主要原料是矾土和石灰石，其富含的铝酸一钙水化速度极快，早期强度发展显著，后期强度释放缓慢。高铝水泥水化产物不稳定，容易发生晶型转变，导致后

4、期强度不同程度地下降。据资料记载，高铝水泥1d抗折强度可达3～5MPa，抗压强度达50MPa。（4）磷酸镁系水泥磷酸镁系水泥具有多种特性，如快凝快硬、高温稳定、早期强度高、黏结性强等，耐久性也非常卓越。作为一种道路快速维修材料，硫酸镁系水泥在抗脱剥和抗冻融等方面的表现均远优于硅酸盐水泥[4]，是一种非常有前景的快速维修材料。（5）不同水泥的复合品种实际工程应用要求多变，利用不同水泥进行复合往往可以取得令人满意的效果。高铝水泥与普通硅酸盐水泥混用，凝结时间缩短，混用水泥的凝结硬化迅速。硫铝水泥与普通硅酸盐水泥混合使用能明显提高早期强度[5]，是一种具有市场潜力的路面材料。铁铝酸盐水泥掺少量

5、硫铝酸盐水泥能够形成与沥青路面颜色接近的半柔性路面材料，凝结时间和强度能够满足快速施工的要求。1.2有机类快速维修材料（1）环氧树脂及其改性品种[6]快速维修中常用的环氧树脂类材料大多属缩水甘油基型，如双酚A环氧树脂，这类环氧树脂刚性大、延性小、质脆，与旧混凝土胶接时，界面易产生应力集中而开裂。改性后的环氧树脂既兼顾了强度和粘附力的优越性，又通过改性降低了脆性，提高了韧性，如聚硫改性环氧树脂等。（2）聚氨脂类快速维修材料聚氨脂具有柔性分子链，表现出良好的耐振动性、耐低温性以及抗疲劳性，适宜各种自然温度下使用。在桥梁和隧道工程中，广泛作为防水材料，取得了令人满意的效果。同时，由于其杰出的灌

6、注特性，被逐步应用于高铁轨道板离缝维修[7]。（3）烯类裂缝维修材料烯类裂缝维修材料采用烯类聚合物配制而成。常见的有两种[8]：一种为丙烯酸酯树脂胶粘剂，具有优良的耐热性、耐水性、耐介质以及耐大气老化性。同时，因其体积稳定性好、强度性能突出，粘度低于其他有机材料，常与水泥复合成树脂改性混凝土对宽裂缝进行维修。这种材料制备工艺相对复杂，但具有可设计性，可根据实际应用的需求进行固化产物的结构性能改良。另一类是以烯类单体或预聚体作胶粘剂，其优点是流灌性好、固化迅速、透明性好、力学性能优越，不足之4学海无涯处是价格较高，柔韧性能差。（4）聚合物水泥基快速维修材料聚合物砂浆已经广泛应用于道路、桥梁

7、、高速公路的快速修补。它具有施工快捷、固化时间短、强度高等特点，同时体积稳定性较好，与旧路面的结合具有很强的适应性。目前，国内市场聚合物水泥体系相对成熟，种类较多，如PMC聚合物水泥、地聚合物快修混凝土等。这些快修材料利用有机与无机相结合的特点，既提高了材料的柔韧性，又考虑到路用性能和耐久性的要求，获得了较好的工程应用效果[9,10]。按照维修的目的分为体系损伤快速维修材料和结构增强快速维修材料等。前者主要解决的是结构整体性的问题，