用环氧树脂粘贴钢筋补强混凝土拱桥

近两年来,我省公路部门学习国内外环氧树脂修补混凝土结构缺陷的经验,推广使用环氧胶浆灌注裂缝,环氧砂浆或环氧混凝土修补桥梁破损部分。对开裂比较严重的无筋双曲拱和肋板拱桥,除裂缝灌浆外,还有试用环氧胶浆粘贴玻璃布(形成玻璃钢)或用环氧胶泥(胶浆渗水泥填料)粘贴钢板补强拱肋受拉面的加固方法。经过一段时间的考验发现:由于混凝土结构强度不够而引起开裂的,单用环氧胶浆灌缝,在旧缝附近又     

环氧树脂橡胶铺装材料路用性能研究

为了研究环氧树脂橡胶铺装材料路用性能,采用沥青混凝土和水泥混凝土检测方法对其路用性能进行了评价。试验结果表明:(1)环氧树脂橡胶铺装材料具有极佳的高温抗车辙性能,其60℃动稳定度可达63 000次/mm;(2)低温弯曲试验中破坏应变平均值达6 282με;(3)环氧树脂橡胶铺装材料在经历300次冻融循环后,抗压强度为67.91 MPa,仅下降24.73%;抗折强度为17.85 MPa,仅下降26.27%,抗冻融性能优异。     

沪苏通长江公铁大桥主航道桥公路钢桥面铺装技术研究

沪苏通长江公铁大桥主航道桥公路钢桥面铺装采用“环氧沥青混凝土EA10+高弹改性沥青混凝土SMA-10”结构。针对铺装材料受力复杂、低温施工难度大及摊铺时降温速度过快等技术难题,从关键环氧类铺装材料性能、钢桥面铺装施工工艺和环氧沥青混凝土EA10保温措施3个方面开展研究。结果表明:国产环氧树脂粘结料和环氧沥青的23℃拉伸强度、断裂伸长率均优于同类进口产品,国产环氧沥青混凝土EA10的强度相比同类进口产品提高了10%,路用性能良好;环氧沥青在施工前进行预加热处理,以保障其低温施工和易性;环氧沥青混凝土EA10摊铺后前20 min升温、后期迅速降温;通过设置挡风墙、利用当日高温时段进行施工、增加30%的压实机械、优化施工碾压工艺等措施,有效保障了低温条件下大桥公路钢桥面的铺装施工质量。     

环氧树脂-混凝土叠合结构的热应力分析

为解决环氧树脂-混凝土叠合结构在温度变化时因两种材料变形不协调而造成结构破坏的问题,进行了环氧树脂-混凝土叠合结构的热应力研究,对结构在环氧树脂固化阶段、养护阶段、后固化阶段和使用阶段进行应力分析,提出各阶段环氧树脂中存在的热应力有收缩应力、固化应力、后固化应力和温度应力,给出了这些应力的计算公式,并进行了有限元计算和试验验证,结果表明:(1)从环氧树脂浇注到混凝土上那一刻开始,就会由于树脂的固化反应、以及温度的变化而在体系内部产生应力,主要包含收缩应力、固化应力、后固化应力、温度应力;(2)较小的弹性模量能有效降低环氧树脂-混凝土叠合结构的固化应力、后固化应力和温度应力,但常温下表现为低弹性模量的环氧树脂在低温时其弹性模量会急剧上升,有时会增加几十倍,大大增加了低温时的温度应力;(3)常温养护时,高温后固化的环氧树脂-混凝土叠合结构的内应力变化比较复杂,因高温后固化会降低环氧树脂的线性热膨胀系数,增加其弹性模量以及热变形温度,同时也会产生固化收缩,最终应力累积的计算需要大量试验数据;(4)环氧树脂最大平均弹性模量为131.9 MPa(20℃至-20℃的平均弹性模量,环氧树脂线胀系数取100×10~(-6)(m·m~(-1))/℃)时,可通过ASTM C884中相容性试验测试。     

基于线型环氧树脂的环氧沥青相结构调控与增韧改性

通过引入一种线型脂肪族环氧树脂—1,4-丁二醇二缩水甘油醚(622树脂)作为降黏、增溶、增韧剂，调控环氧沥青中沥青相和树脂相的相态结构，实现环氧沥青相容性和低温韧性的改善。622树脂的引入可以显著地降低环氧沥青体系在固化过程中的黏度，减缓固化反应速率；当622树脂的添加量为15wt%时，环氧沥青中沥青相的分散尺度被降低至10μm左右，良好的相分离结构使得环氧沥青固化物的断裂伸长率由150%增大到350%;且622树脂改性环氧沥青在低温下具有更低的储能模量和玻璃化转变温度。引入线型脂肪族环氧树脂调控环氧沥青铺面材料的相容性和分散相尺度是改善环氧沥青力学性能和低温韧性的关键因素。     

环氧沥青混凝土的蠕变特性试验研究

环氧沥青混凝土是由热固性环氧树脂改性的沥青混凝土,其粘弹性能与普通沥青及改性沥青混凝土有显著差异。采用固化后的环氧沥青混凝土小梁,在MTS810材料试验机上进行弯曲蠕变试验,试验荷载采用破坏荷载的0 2和0 15,试验温度为20℃、30℃和45℃。弯曲蠕变试验表明,环氧沥青混凝土的蠕变柔量较低,随着应力水平的增加,蠕变应变速率增长缓慢,具有较好的抵抗荷载变形能力。扫描电镜照片揭示了环氧沥青的这种粘弹特性主要是由具有网络特征的环氧树脂性能和颗粒状的沥青用量所决定。     

材料组成对环氧沥青砂浆间接抗拉性能影响的灰色关联分析

材料组成对环氧沥青砂浆基本力学性能具有重要影响。为明晰不同粒径尺寸的矿料及沥青含量对环氧沥青砂浆力学行为的影响,本研究基于国内外试验方法以及环氧沥青材料的热固特性,采用Marshell成型方法制备试件并进行劈裂试验,通过灰色关联分析对不同劈裂指标下各材料组成的影响程度进行排序。结果表明,环氧沥青砂浆中的含量与各劈裂指标的关联度最大,且相比于劈裂抗拉强度和模量,环氧沥青对破坏拉伸应变的影响更为明显;矿料越细,各档矿料与破坏拉伸应变的关联度呈逐渐增大的趋势,而对劈裂抗拉强度、破坏劲度模量的影响则是先减小后增大;在低温时,各档矿料的变化对不同劈裂指标的影响均为:破坏劲度模量劈裂抗拉强度破坏拉伸应变,在常温时,粒径大于0.3mm的矿料变化对砂浆的强度、模量的影响程度较高,而粒径不大于0.3mm的矿料含量波动对应变的影响更为敏感。     

环氧树脂与沥青相容性研究

以2种AH-90沥青为基质沥青,外掺环氧树脂、增容剂或马来酸酐制备环氧沥青,采用离析实验和荧光显微镜作为表征手段,研究了增容剂和马来酸酐对环氧树脂与沥青相容性的影响。结果表明:加入增容剂或经顺酐化的沥青与环氧树脂形成的环氧沥青混合物环离析得到明显改善,分散相颗粒尺寸明显变小且分散更均匀。当增容剂及马来酸酐掺量分别达到1%或4%时,对环氧树脂和沥青的相容性能起到较明显的改善作用,而前者效果更佳。     

环氧沥青混凝土铺装材料低温性能研究

为了解环氧沥青混凝土铺装材料的低温特性,采用劈裂试验、小梁三点弯曲试验、断裂性能试验、约束试件温度应力试验、温缩系数试验对环氧沥青混凝土的低温性能进行全面的试验研究,试验结果显示环氧沥青混凝土在-15℃条件下劈裂强度和断裂韧性分别为13.0 MPa和2.02 MPa.m1/2,材料的断裂和转化点温度为-28.4℃和-27.8℃,且在-20~0℃低温范围内环氧沥青混凝土的线收缩系数平均值为1.40×10-5℃-1。研究表明,在低温条件下环氧沥青混凝土具有很高的强度、优良的抗断裂能力、稳定的变形能力以及良好的追从性能,完全满足国内大部分钢箱梁桥面铺装的低温设计要求。     

多壁碳纳米管/水性环氧树脂复合改性多孔水泥混凝土性能研究

为了改善多孔水泥混凝土性能,利用多壁碳纳米管/水性环氧树脂复合改性技术,借助胶体磨的剪切研磨作用和硅烷偶联剂的化学桥接作用,研究了多壁碳纳米管(MWCNTs)在水性环氧树脂中(WEP)的分散稳定性和相容性,制备多壁碳纳米管(MWCNTs)/水性环氧树脂(WEP)复合改性多孔水泥混凝土,分析了多壁碳纳米管(MWCNTs)及水性环氧树脂(WEP)用量对复合材料渗透性能及弯曲性能的影响。结果表明:在水性环氧固化剂乳液中,通过胶体磨的剪切研磨,可以有效提高MWCNTs的分散性能。此外采用本研究的制备方法,使用少量MWCNTs,成本虽稍有增加,但可使复合材料的抗弯拉强度提高110%,应变提高17%,为道路工程材料提供了新的选择。     

环氧沥青混凝土钢桥面铺装层增柔改性技术研究

环氧沥青混凝土钢桥面铺装在固化后比较脆硬,与钢桥面板的变形协调性较差,同时在温度急剧降低时,环氧沥青混合料因其模量很高一般会产生较大的温度内应力,受到车辆交通荷载作用时容易引起桥面铺装层开裂破坏.为此,笔者提出以柔量作为环氧沥青混凝土柔性的评价指标,通过橡胶颗粒来改善环氧沥青混凝土的柔韧性.在材料试验机(MTS810)上进行控制应力低温小梁弯曲试验,研究结果表明,试验所用环氧沥青其橡胶颗粒的最佳掺量为2.1％,此时小梁的柔韧性得到显著改善,其破坏形式由改性前的瞬间脆断变为裂缝逐渐扩展,这对于改善桥面铺装层长期性能具有一定的参考价值.     

改性环氧混凝土钢桥面修补材料及其性能研究

针对钢桥面铺装沥青混凝土局部损坏较为严重的缺点,开发出一种可以在常温下施工的、固化周期短、高温以及低温性能优良的改性环氧树脂混凝土修补材料.通过试验发现,这种混凝土材料具有优良的抗车辙性、低温柔韧性以及良好的抗水损害性能和耐腐蚀性,且施工操作性好,适用于修补面积小、开放交通时间短的桥面修补工程.     

橡胶粉掺量和粒径对混凝土物理力学性能的影响研究

通过净浆、砂浆和混凝土3个层面,研究了橡胶混凝土的物理力学性能。对不同橡胶粉掺量(0%、1%、2%、3%、4%、5%)和粒径(30目、40目和60目)下的物理力学指标进行了对比分析。结果表明:随着橡胶粉掺量的增加,水泥的凝结时间逐渐增大,砂浆的表观密度逐渐减小,而混凝土的坍落度变化很小;添加5%的30目的橡胶粉使净浆、砂浆和混凝土的抗压强度分别下降42.8%、22.9%和35.7%,抗折强度分别下降9.8%、8.2%和10.3%,砂浆和混凝土的折压比分别增大31.7%和8.9%。表明橡胶粉的加入虽然降低了强度,却提高了韧性。当掺量相同时,橡胶粉粒径越小,水泥凝结时间越长,砂浆的表观密度和混凝土的坍落度越小;净浆、砂浆和混凝土的强度都随橡胶粉粒径减小而减小,粒径越小,砂浆的折压比越小,而混凝土的折压比随粒径的变化规律不明显。     

浅谈沈丹高速公路大峪隧道水泥混凝土路面裂缝的灌浆实验

针对水泥混凝土路面早期病害中的裂缝问题，在参考国内现有灌浆修补材料的基础上，选取了环氧树脂作为灌浆料。在研究分析各种添加剂(包括固化剂、稀释剂、填料及增塑剂)对粘结强度的影响，以及固化状态对粘结强度的影响的同时，进行配比优化，通过数次试验表明，环氧灌浆料具有粘结强度高、稳定性好、固化时间短等特点，尤其是能在潮湿界面中，比较适合高速公路隧道路面的使用。     

不同因素下受载混凝土超声特征参数研究

研究了钢筋位置、试件尺寸、内部空洞大小对受载混凝土的超声波参数(波速、主频幅值、非线性系数)的影响，研究结果表明，超声特征参数随应力水平的增加呈现出一定的规律性，并可采用波速与非线性系数来描述混凝土的应力状态。当混凝土中有钢筋存在时，会导致超声波波速、非线性系数增大；但主频幅值由于超声信号能量受到钢筋的削弱作用，因此数据较为离散，没有明显规律。试件的尺寸效应对波速、主频幅值、非线性系数有影响，在同一应力状态水平下，尺寸越小，则超声参数越大。当混凝土试件中存在空洞(缺陷)时，空洞尺寸越大，则超声参数越小。     

薄层环氧铺装材料病害成因分析与改进

根据G78汕昆(汕头—昆明)高速公路隆百段4座隧道加铺环氧薄层后的情况,通过室内试验及现场拉拨测试对薄层环氧铺装材料应用中出现的脱落病害进行成因分析和改进。现场调研结果表明,与常温施工相比,低温施工区域出现脱落病害的概率更大,占总脱落面积的80%以上。室内试验结果表明,在低温下成型养护,面层砼块粘结强度在水煮老化后大幅下降至0.7 MPa以下,破坏形式也变为界面破坏,竣工后面层现场拉拨强度的变化趋势与此一致;在对胶粘剂进行降低粘度、改善界面相容性等改进后,面层受低温的影响变小,低温施工时的粘结强度及现场拉拨强度均未出现明显下降,破坏形式仍保持砼破坏。     

混凝土桥梁缺陷快速修复材料应用研究

针对桥梁混凝土缺陷的快速修复,采用环氧树脂、常规粗细集料及水泥填料,通过对环氧树脂胶凝浆液组分设计和修复材料组分优化设计试验,获得了一种能确保在4 h内开放交通,保证交通畅通的快速修复材料。该材料4 h抗压强度达80 MPa以上。修复材料弹性模量19.4 GPa,能保证和既有混凝土良好黏结、共同工作。     

水泥混凝土路面-环氧沥青超薄罩面层间黏结性能试验研究

水泥混凝土路面加铺环氧沥青混凝土超薄罩面,可在相对较低建设成本下,充分发挥环氧沥青混凝土高性能的优势,解决路面行车舒适性、安全性及耐久性问题,同时可结合水泥混凝土路面长寿命结构特点,建造长寿命高性能路面结构。为评价该路面结构的层间黏结性能,采用环氧沥青、SBS改性沥青作为层间黏结材料,利用自行设计加工的斜剪、拉拔夹具,通过斜剪、拉拔试验,研究了洒布量、试验温度、加载速率、界面浸水及老化等因素对该路面结构层间黏结性能的影响。试验结果表明:(1)浸水损害条件对层间黏结性能的影响十分显著,浸水后环氧沥青剪切、拉拔强度分别下降47.4%,30.7%,而SBS改性沥青下降75.1%,30.3%;(2)SBS改性沥青作为层间黏结材料,老化后的层间黏结性能衰减较为突出,剪切、拉拔强度分别下降23.0%,60.5%;(3)针对该路面结构,环氧沥青黏结材料层间黏结性能显著优于SBS改性沥青。     

养护温度对环氧树脂混凝土强度影响试验研究

为研究养护温度对环氧树脂混凝土强度性能的影响,通过测试不同养护温度下环氧树脂混凝土的硬化时间、抗压强度,以及应力-应变曲线,分析低温(5℃)、常温(20℃)、高温(35℃)3种养护条件对材料硬化时间、抗压强度树脂、应力-应变发展规律的影响,并对应力-应变本构关系进行双线性拟合分析。结果表明,随着养护温度升高,环氧树脂混凝土的硬化时间逐渐减小,且材料强度提升。相较于20℃的养护条件,5℃养护的环氧树脂混凝土材料强度降低8.4%,35℃养护的环氧树脂混凝土材料强度提高10.5%;温度升高使得应力-应变曲线上升段应力发展较快,而下降段应力也下降迅速。     

刚性面板加筋挡土墙的离心模型试验研究

通过土工离心模型试验,研究了刚性面板加筋挡土墙的变形特征及其内在破坏模式。试验程序包括设计加速度条件下正常工作状态的模拟和极限加速度条件下极限工作状态的模拟,就挡土墙面板侧向位移和加筋材料的应变进行了实时测量;并测量了极限状态下模型剖面的位移标记的变形,从而获得了极限工作状态土体滑动破坏面的位置。试验结果表明:(1)加筋土挡土墙所发生的侧向位移量远小于无加筋挡土墙的位移量,并且加筋层竖向间隔越小,加筋层越密,相对侧向位移量越小,加筋效果越明显;(2)整体式刚性面板加筋土挡土墙的性能优于一般的分离式刚性块式面板加筋土挡土墙;(3)加筋材料有从回填体中被拔出破坏的可能性,因此,加筋风积沙挡土墙内部稳定性校核时,需要验证抵抗这种破坏的安全性。