空心板梁抗剪加固超韧性腔内灌注料及其应用方法技术

本申请涉及桥梁修复技术领域，具体公开了空心板梁抗剪加固超韧性腔内灌注料及其应用方法。所述空心板梁抗剪加固超韧性腔内灌注料包括如下重量份的组分：硅酸盐水泥55

【技术实现步骤摘要】
空心板梁抗剪加固超韧性腔内灌注料及其应用方法


[0001]本申请涉及桥梁修复
，更具体地说，它涉及一种空心板梁抗剪加固超韧性腔内灌注料及其应用方法。

技术介绍

[0002]预制普通(或预应力)混凝土空心板梁因为材料、设计、施工等方面存在缺陷，加上运营期受超载车辆等因素的影响，早期建设的一些在役普通(或预应力)混凝土空心板梁端部出现斜裂缝等抗剪承载能力不足的问题，不利于桥梁的稳定服役，因此需要采取一定手段对桥梁进行维修加固。
[0003]相关技术中有一种空心板梁维修加固方法，采用水泥基灌注料，利用压浆设备向对空心板梁内腔进行注浆，水泥基灌注料充满内腔且固化后，将空心板梁初始的空心断面转变为实心断面，以提高空心板梁的抗剪承载能力。该方法包括以下步骤：(1)确定加固区范围，并在板端设置封堵结构；(2)在加固区域确定进料孔、观测孔位置，并进行钻孔；(3)将注浆材料通过进料孔注入空心板梁内部，等待注浆材料硬化后即可完成加固。该工艺中，使用的注浆材料包括如下重量份的组分：P.O42.5硅酸盐水泥78份，填料22份，渗透剂7份，流平剂6份，抗老化剂7份，水125份，填料为细度模数2.7的石英砂。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为，相关技术中使用的注浆材料虽然能够实现对空心板梁腔内的填充，但是服役期的空心板梁会因过桥车辆频繁的冲击作用而承受疲劳荷载，而硅酸盐水泥的抗折性能差，无法为注浆材料的硬化产物提供足够的抗折强度，导致注浆材料的硬化产物容易在剪应力作用下发生断裂，影响了对空心板梁的加固效果。

技术实现思路

[0005]相关技术中，硅酸盐水泥无法为注浆材料的硬化产物提供足够的抗折强度，导致注浆材料的硬化产物容易在剪应力作用下发生断裂，影响了对空心板梁的加固效果。为了改善这一缺陷，本申请提供一种空心板梁抗剪加固超韧性腔内灌注料及其应用方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种空心板梁抗剪加固超韧性腔内灌注料，采用如下的技术方案：一种空心板梁抗剪加固超韧性腔内灌注料，所述空心板梁抗剪加固超韧性腔内灌注料包括如下重量份的组分：硅酸盐水泥55
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89份，膨胀水泥8
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10份，膨润土6
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12份，纳米硅溶胶12
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20份，硅酸镁铝9
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15份，填料18
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26份，渗透剂5
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9份，流平剂4
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7份，抗老化剂5
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9份，水100
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150份，羟丙基甲基纤维素4.8
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6.2份，柔韧剂12
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14份，所述柔韧剂为聚丙烯酸乳液。
[0007]通过采用上述技术方案，本申请与相关技术相比，将膨胀水泥、膨润土、纳米硅溶胶羟丙基甲基纤维素以及柔韧剂加入了注浆材料的配方体系中。微裂缝对抗折强度的影响远大于抗压强度，也是硅酸盐水泥无法提供足够抗折强度的主要原因，因此减少微裂缝是改善注浆材料硬化产物抗折性能的可行手段。在本申请的注浆材料中，羟丙基甲基纤维素能够改善注浆材料的粘聚性，抑制了注浆材料的泌水，减少了注浆材料中的微裂缝。纳米硅
溶胶和膨润土共同封堵了注浆材料内部的部分泌水通道，降低了泌水通道的连续性，减小了裂缝的延伸范围。而膨胀水泥在发生水化之后产生膨胀，利用膨胀产生的体积补偿作用减小了微裂缝的尺寸。柔韧剂则提高了注浆材料硬化产物的柔性，增强了注浆材料硬化产物对剪应力的吸收效果，减少了注浆材料硬化产物在承受剪应力作用时新产生的微裂缝总量。羟丙基甲基纤维素、膨润土、纳米硅溶胶、膨胀水泥和柔韧剂共同弱化了微裂缝的影响，改善了注浆材料硬化产物的抗折性能，增强了对空心板梁的加固效果，有助于延长空心板梁的使用寿命。
[0008]作为优选，所述空心板梁抗剪加固超韧性腔内灌注料的组分还包括36
‑
44重量份的橡胶粉。
[0009]通过采用上述技术方案，本申请在空心板梁注浆材料中掺入了橡胶粉，同时对橡胶粉的用量进行了优选。橡胶粉具有良好的弹性，通过与柔韧剂的配合使用能够强化注浆材料硬化产物对剪应力的吸收能力，改善了注浆材料硬化物的抗折性能。
[0010]作为优选，所述橡胶粉的分子中带有羧基，所述橡胶粉的酸值为28mgKOH/g。
[0011]通过采用上述技术方案，橡胶粉的密度在注浆材料体系中偏低，因此橡胶粉在注浆材料中存在上浮的问题。橡胶粉的上浮会导致注浆材料硬化产物中下部的抗折性能变差，并且会导致裂缝更容易在注浆材料硬化产物的中下部形成。因此，随着橡胶粉的用量上升，橡胶粉的上浮会导致橡胶粉改善抗折性能的效果逐步衰减。为了改善这一缺陷，本申请优选了橡胶粉的类型，选用分子中带有羧基的橡胶粉，而且限定橡胶粉的酸值在25
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35mgKOH/g之间。在注浆材料中，橡胶粉中的羧基与硅酸盐水化产生的钙离子之间具有强烈的静电吸附作用，使得橡胶粉在注浆材料中受到较强的粘结力，增大了橡胶粉上浮时承受的阻力。在注浆材料密度降低和橡胶粉所受阻力增大的共同影响下，橡胶粉的上浮受到抑制，因而橡胶粉能够在注浆材料的固化物中充分地分散，减少了注浆材料硬化产物在剪应力的作用下发生断裂的可能，更加充分地实现了对空心板梁的加固效果。
[0012]作为优选，所述橡胶粉按照如下方法制备：(1)将丁腈橡胶粉和乙酸丁酯混合，在75
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95℃的条件下向混合物中持续通入臭氧并搅拌3
‑
5h，然后对产物进行冷却；(2)将环己烷与步骤(1)的产物混合，收集沉淀物并使用丙酮溶解，烘干回收丙酮后再对剩余物进行粉碎，得到橡胶粉。
[0013]通过采用上述技术方案，本申请先用乙酸丁酯溶解丁腈橡胶粉，以便充分打开丁腈橡胶粉的分子链，然后使用臭氧作为氧化剂对丁腈橡胶分子进行氧化。在臭氧的作用下，丁腈橡胶粉中的双键转化为羧基。此后，经过步骤(2)的回收和提纯后，再经过粉碎即可得到橡胶粉。
[0014]作为优选，所述空心板梁抗剪加固超韧性腔内灌注料包括如下重量份的组分：硅酸盐水泥55份，粉煤灰17份，橡胶粉44份，膨胀水泥9份，膨润土9份，纳米硅溶胶15份，硅酸镁铝12份，填料22份，渗透剂7份，流平剂6份，抗老化剂7份，水125份，羟丙基甲基纤维素5.5份，柔韧剂13份。
[0015]通过采用上述技术方案，本申请在橡胶粉添加量相对较高的基础上，使用粉煤灰替代了一部分硅酸盐水泥，粉煤灰的密度普遍低于硅酸盐水泥的密度，因此在同样的拌和水量下，使用粉煤灰替代硅酸盐水泥后得到的注浆材料密度更低，有助于减少橡胶粉的上
浮。
[0016]作为优选，所述填料选用改性石英砂，所述改性石英砂为表面接枝有丙烯酸聚合物的石英砂。
[0017]通过采用上述技术方案，在硅酸盐水泥水化体系中，改性石英砂表面的丙烯酸聚合物主要以阴离子的形式存在，而丙烯酸聚合物的阴离子与硅酸盐水泥的水化产物之间具有良好的吸附作用，有助于增强填料受到的粘结力，减少了填料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空心板梁抗剪加固超韧性腔内灌注料，其特征在于，所述空心板梁抗剪加固超韧性腔内灌注料包括如下重量份的组分：硅酸盐水泥55
‑
89份，膨胀水泥8
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10份，膨润土6
‑
12份，纳米硅溶胶12
‑
20份，硅酸镁铝9
‑
15份，填料18
‑
26份，渗透剂5
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9份，流平剂4
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7份，抗老化剂5
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9份，水100
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150份，羟丙基甲基纤维素4.8
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6.2份，柔韧剂12
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14份，所述柔韧剂为聚丙烯酸乳液。2.根据权利要求1所述的空心板梁抗剪加固超韧性腔内灌注料，其特征在于，所述空心板梁抗剪加固超韧性腔内灌注料的组分还包括36
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44重量份的橡胶粉。3.根据权利要求2所述的空心板梁抗剪加固超韧性腔内灌注料，其特征在于，所述橡胶粉的分子中带有羧基，所述橡胶粉的酸值为25
‑
35mgKOH/g。4.根据权利要求3所述的空心板梁抗剪加固超韧性腔内灌注料，其特征在于，所述橡胶粉按照如下方法制备：（1）将丁腈橡胶粉和乙酸丁酯混合，在75
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95℃的条件下向混合物中持续通入臭氧并搅拌3
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5h，然后对产物进行冷却；（2）将环己烷与步骤（1）的产物混合，收集沉淀物并使用丙酮溶解，烘干回收丙酮后再对剩余物进行粉碎，得到橡胶粉。5.根据权利要求2所述的空心板梁抗剪加固超韧性腔内灌注料，其特征在于，所述空心板梁抗剪加固超韧性腔内灌注料包括如下重量份的组分：硅酸盐水泥55份，粉煤灰17份，橡胶粉44份，膨胀水泥9份，膨润土9份，纳米硅溶胶15份，硅酸镁铝12份，填料22份，...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪建华，刘其伟，罗文林，单红兵，葛万光，
申请(专利权)人：南京博瑞吉工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：