混凝土裂缝修复材料的研究.pdf
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1、全 国中文核心期刊 斩 建巍 中 国 科 技 核 心 期 刊 # # 女 # ” 混凝土裂缝修复材料的砜穷 王建辉 , 张浩博, 桑国臣 ( 西安理工大学 水利水电学 院, 陕西 西安7 1 0 0 4 8 ) 摘要 : 混凝土裂缝的出现会严重影响结构物的质量、 安全及耐久性, 尤其是高铁混凝土道床板裂缝会导致路基的不均匀沉降, 影响列车的正常运行 , 严重威胁人类的生命财产安全 。对于混凝土裂缝产生后 , 采用何种材料进行修补可 以达到比较好 的效果 , 一 直是相关研究人员关注 的问题 。通过相关力学性能及抗渗效果的测试分析, 对环氧树脂 、 聚氨酯和 S G Z W 灌浆料对混凝土裂缝
2、的修 补效果进行了比较 。结果表 明, s G Z W 灌浆料具有早强、 高强和一定抗渗效果的特点, 比较适用于铁路道床板裂缝 的修补。 关键词: 裂缝修补; 环氧树脂; 聚氨酯; S G Z W灌浆料 中图分类号: T U 5 7 8 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 2 ) 0 5 0 0 3 2 0 4 Re s e a r c h o n c o nc r e t e c r a c k r e pa i r m a t e r i al WAN G J i a n h u i , Z H A NG H o o b o , S ANG G
3、u o c h e n ( S c h o o l o f Ci v i l En g i n e e ri n g a n d Ar c h i t e c t u r e, Xi a n Un i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y, Xi a n 71 0 0 48 , S h a n x i , Ch i n a ) Ab s t r a c t : T h e a p p e a r a n c e o f c r a c k s i n c o n c r e t e s t r u c t u r e s w i l l s e r i o
4、 u s l y a f f e c t t h e q u a l i t y , s a f e t y a n d d u r a b i l i t y , e s p e c i all y t h e c r a c k, i n hi g h s p e e d r a i l wa y b e d b o a r d, wi l l l e a d t o u n e v e n s e t t l e me n t s o f t h e r o a d b e d, a n d aff e c t t h e n o r mal o p e r a t i o n o f
5、t h e t r a i n , wh i c h t h r e a t e n s l i v e s a n d p r o p e r t y o f h u ma n b e i n g s e ri o u s l y T h i s i s a l s o wh a t t h e r e s e a r c h e r s f o c u s o n f o r l o n g t i me I n t h i s p a - p e r , a c c o r d i n g t o me c h a n i c a l pr o p e rti e s a n d p e
6、 rm e a b i l i t y r e l a t e d e f f e c t s o f e p o x y , c o mp a r e s t h e r e p a i ri n g e f f e c t s a mo n g Ep o x y r e s i n , p o l y u r e t h a n e a n d S GZW g r o u t i n g ma t e rials Th e r e s u l t s s h o w t h a t , S GZ W gro u t i n g ma t e ria l h a s t h e p r o
7、p e r t i e s o f e arl y s t r e n g t h, h i g h s t r e n gth a n d c e r t a i n i mp e r me abi l i t y e f f e c t , mo r e s u i t a b l e f o r r e p a i rin g c r a c k s i n t h e r a i l wa y r o a d b e d Ke y wo r d s : c r a c k r e p a i r ; e p o x y r e s i n ; p o l y u r e t h a n
8、 e ; S G Z W g r o u t i n g ma t e ri a l O 前言 近年来, 世界高速铁路客运专线建设得到迅猛发展。 现浇 整体双块式无砟轨道道床板具有结构耐久性强、 轨道稳定性 高、 维修工作量少和技术相对成熟等优点【 l _, 已成为国内外高 速铁路应用范围最广泛的结构形式之一。根据对国内某高铁 客运线双块式无砟轨道道床板的调查显示,道床板本身及其 与预制枕木垫块的交界面处均有不同程度的裂缝出现,裂缝 宽度和间距超过了现行技术条件规范的要求。裂缝的出现使 道床板中的钢筋锈蚀, 锈蚀钢筋挤胀混凝土, 又使裂缝进一步 的扩展, 导致绝缘节点的绝缘卡子逐渐失效, 绝缘
9、性能逐步下 降, 裂缝渗水加速基础下沉并加大基础沉降值, 降低道床耐久 性和道床承载力回 , 有些裂缝严重区的垫块发生明显的晃动, 影响列车的正常运行和安全, 增加工务部门维修工作量。 大量的研究表明, 混凝土裂缝的出现是不可避免的, 所以 收稿 日期: 2 0 1 1 - 1 0 0 4 作者简介: 王建辉, 男, 1 9 8 4年生, 河南郑州人 , 硕士研究生。 地址: 西安 市金花南路 5号西安理工大学 2 8 0 信箱, E ma i l : 1 2 3 4 5 i u 1 6 3 c o rn。 3 2 新型建筑材料 2 0 1 2 5 对裂缝修补材料进行研究,选取合适的材料对裂缝
10、进行及时 修补, 增强结构的耐久性、 安全性具有重要的意义。 1 试验材料 1 1 水泥、 粗细骨料和水 水泥是决定混凝土成本的主要材料, 同时又起到填充、 粘 结等重要作用。 本试验采用秦岭牌P 0 4 2 5 R级水泥, 其各项 性能指标符合G B 1 7 5 2 0 0 7 通用硅酸盐水泥 相关规定。 粗骨料在混凝土中主要形成紧实的骨架,故其强度要满 足一定的要求, 同时还要满足最大粒径、 含泥量、 级配、 表面特 征等性能指标。 细骨料是混凝土的重要组成部分, 应明确规定 砂的细度模数、 含泥量、 有害物质含量等质量等指标。本实验 采用的粗、 细骨料满足J G J 5 2 2 o 0
11、6 普通混凝土用砂、 石质 量及检验方法标准 的相关规定。 试验用水为西安市自来水。 1 2 环氧树脂 环氧树脂对混凝土的表面具有优异的粘接强度,变形收 缩率小, 硬度高, 对碱及大部分溶剂稳定, 用于混凝土裂缝的 修复具有修复后结构强度高、 具有一定韧性、 抗渗性好及抗碱 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 王建辉, 等: 混凝土裂缝修复材料的研究 腐蚀等特点。 本实验采用双组分环氧树脂, 其性能指标见表 1 , 配合使用的固化剂采用6 5 0 聚酰胺。 表 1 E 一 4 4 环 氧树脂 的性能指标 1 _ 3 聚氨酯 聚氨酯由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基
12、或多羟 基化合物加聚而成。 本实验采用水性聚氨酯, 外观为灰色无凝 聚乳液, p H值为6 8 , 固体含量( 3 0 1 ) , 具有韧性佳、 无收 缩、 与基材粘着力强、 遇水膨胀防水效果好等特点。 1 4 S G Z W 灌浆料 水泥基灌浆料是以水泥为基材,适量加入天然高强度骨 料、 混凝土外加剂等组成的干混材料, 加水拌合后具有高流动 度、 高强、 早强、 微膨胀等特性, 使修复后的混凝土结构或构件 具有强度高、 抗渗性能好等特点。 本试验采用西安理工大学建 材实验室自 制的S G Z W型水泥基灌浆料, 其性能指标见表2 。 表 2 S G Z W 型水泥基灌浆料性能指标 1 5 试
13、验 内容 在实验室制作抗压强度、 抗折强度、 劈裂抗拉强度和抗渗 性能试验的混凝土标准试件,在标准条件下分别养护7 d 、 1 4 d和2 8 d 龄期, 按照G B T 5 0 0 8 1 -2 0 0 2 普通混凝土力学性 能试验方法标准 和T 0 5 2 8 9 4 混凝土抗渗试验方法 进行 以上相关性能的试验。 2 试验结果与分析 2 1 抗压强度 混凝土本体、 环氧树脂、 聚氨酯、 S G Z W灌浆料修复体标 准试件的抗压强度发展情况见图1 。 混凝 本体 环氧树脂修复体 图 1 混凝土试件的抗压强度 由图1 可知, 4种混凝土试件的抗压强度都随龄期的增 长而增长, 且初期强度比较
14、高, 强度发展都比较平缓。其中以 S G Z W灌浆料的强度增长情况与混凝土本体最为相似,且一 直都比混凝土本体的强度要高, 7 d 、 1 4 d 、 2 8 d 的抗压强度相 对于混 凝土 本体 提高了0 6 、 2 6 和0 7 ; 聚氨酯修复体的 强度一直都较低, 7 d 、 1 4 d 、 2 8 d的抗压强度相对于混凝土本 体低 1 8 4 、 1 6 9 和7 4 ; 在早期, 环氧树脂修复体的强度 一 直低于混凝土本体和 S G Z W灌浆料修复体的强度, 在大约 2 3 d 龄期时其强度超过了混凝土本体的强度, 大约2 6 d 龄期 时其强度超过了S G Z W灌浆料修复体的
15、强度, 达到最大, 7 d 、 1 4 d 、 2 8 d龄期强度相对于混凝土本体强度分别提高了 一 4 9 、 一 4 1 和 1 9 。 2 2 抗折强度 混凝土本体, 环氧树脂、 聚氨酯、 S G Z W灌浆料修复体标 准试件的抗折强度发展情况见图2 。 混凝土本体 环氧树脂修复体 聚氨酯修复体 -S G Z W 灌浆料修复体 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 龄 期 d 图 2 混凝土试件 的抗折强度 由图2 可知, 4 种混凝土试件的抗折强度随龄期的增长 均呈增长趋势。 其中以S G Z W灌浆料修复体的抗折强度增长 趋势与混凝土本体最为相似, 且始终高于混凝土本体的强度,
16、 7 d 、 1 4 d 、 2 8 d的抗折强度相对于混凝土本体分别提高了 1 1 4 、 6 5 和6 1 ;聚氨酯修复体的抗折强度始终最小, 7 d 、 1 4 d 、 2 8 d的抗折强度相对于混凝土本体分别低了4 2 9 、 4 1 3 和 3 4 7 ; 环氧树脂修复体的抗折强度增长速率一直较 快,在2 6 d 龄期前一直低于混凝土本体的, 2 7 d 以前一直低 于S G Z W灌浆料修复体的, 7 d 和1 4 d 相对于混凝土本体的 抗折强度分别低4 0 0 、 4 1 3 , 但是到2 8 d 龄期时其强度超 过了S G Z W灌浆料修复体的达到最大值, 相对于混凝土本体
17、的抗折强度提高8 2 。 2 3 劈裂抗拉强度 混凝土本体、 环氧树脂、 聚氨酯、 S G Z W灌浆料修复体标 准试件的劈裂抗拉强度发展情况见图3 。 N E W BUI L Dl NG MATE RI AL S 3 3 , L 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 王建辉, 等: 混凝土裂缝修复材料的研究 日 莹 鼎 图3 混凝土度件的劈裂抗拉强度 由图3 可知, 4 种混凝土试件的劈裂抗拉强度随着龄期 的 增长均呈增长趋势。 S G Z W灌浆料修复体的7 d 劈裂抗拉 强度低于混凝土本体的 1 1 , 1 4 d 和2 8 d较混凝土本体劈 裂抗拉强度稍高
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