CN105295816B - 一种公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶及其应用 - Google Patents
一种公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶及其应用。该公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶，由组分A和B组成，组分A和组分B的质量配比为10：(0.5‑2)，组分A由下述原料组成：90‑120质量份聚氨酯液体橡胶、20‑200质量份纳米碳酸钙、10‑100质量份邻苯二甲酸二丁酯、0.5‑10质量份抗氧化剂、0.5‑10质量份紫外线吸收剂和0.5‑10质量份硬酸脂；组分B由下述原料组成：20‑200质量份纳米碳酸钙、20‑150质量份邻苯二甲酸二丁酯、80‑120质量份二氧化锰和0.5‑10质量份硬酸脂。本发明的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶适用于宽度小于0.15mm的裂缝。
Description
本申请是申请号为201410291372.4、申请日为2014年06月25日、发明创造名称为“公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶及其应用”的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶及其应用。
背景技术
桥梁的生命周期都要经历建造、营运和老化三个阶段，虽然桥梁建设初期充分考虑了近、远期经济发展和社会的诸多需求，采用了当时最先进的技术和材料，但仍难以摆脱历史的局限。随着科技的进步车辆载重逐渐增大，车速相续提高，人们对行车的安全性和舒适性也提出了更高的要求。但早期建设的桥梁荷载标准低，施工水平差，经过多年运营桥梁病害相续出现，因此旧桥加固便成为一个急需解决的问题。
近二三十年来，国外发达国家桥梁建设的重点已放到了旧桥的加固与改造方面，而新建桥梁已降为次要地位。自上世纪八十年代起，我国就开始了公路桥梁加固技术的研究，通过与国外同行的交流，现在已经形成了多种比较成熟的加固方法。随着旧桥加固改造工作的日益繁重，桥梁结构加固的工程实例越来越多，在桥梁加固技术改造方面，特别是混凝土结构的加固补强，积累了丰富的实践经验。一大批旧桥危桥得到了处治，为交通畅通、安全运营做出了重大贡献。
桥梁上部结构维修加固技术主要包括体外预应力加固、加大截面加固、粘贴钢板加固、粘贴碳纤维加固、混凝土裂缝处理等；桥梁下部结构可分为基础加固、桥墩加固和桥台加固三类。混凝土裂缝处理是指，为防止混凝土开裂后外界有害物质进入混凝土内部造成结构进一步的损害，而对裂缝进行灌注或表面封闭处理。混凝土裂缝处理是一种有效的补救措施，可以大大提高开裂混凝土的抗劣化能力。
按照《公路桥梁加固设计规范》(JTG/TJ22-2008)规定：“表面封闭法：适用于宽度小于0.15mm的裂缝处理。自动低压渗注法：适用于数量较多、宽度在0.1-1.5mm间的裂缝处理。压力灌注法：适用于较深、宽度≥0.15mm的裂缝处理。”裂缝表面封闭处理是一种常规的加固处理方法。裂缝表面封闭胶一般采用环氧树脂，环氧树脂胶体具有抗压强度高、粘性好、抗拉强度低等特点，对普通裂缝具有良好的封闭效果，但对活动裂缝封闭会出现破坏等一系列问题。
近年来全国各地交通流量逐渐增大，超载现象日趋严重，活荷载对桥梁裂缝的影响也越来越大，传统裂缝表面封闭胶的不足逐渐显现。在实际施工中经常出现裂缝表面封闭后，胶体会出现破损、开裂。
发明内容
本发明的目的是提供一种公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶，采用该公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶封闭处理公路桥梁混凝土构件裂缝后，在混凝土构件在出现张合时，胶体不开裂。
本发明所提供的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶，由独立包装的组分A和组分B制成，所述组分A和所述组分B的质量配比为10：(0.5-2)，所述组分A由下述质量配比的原料组成：90-120质量份液体橡胶、20-200质量份填料甲、10-100质量份增塑剂、0.5-10质量份抗氧化剂、0.5-10质量份紫外线吸收剂和0.5-10质量份硫化调节剂；所述组分B由下述质量配比的原料组成：20-200质量份填料乙、20-150质量份所述增塑剂、80-120质量份硫化剂和0.5-10质量份所述硫化调节剂；
所述液体橡胶为聚氨酯液体橡胶，所述填料甲与所述填料乙均为纳米碳酸钙，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，所述硫化调节剂为硬酸脂，所述硫化剂为二氧化锰。
上述公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶中，所述聚氨酯液体橡胶为基材。
上述公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶中，所述组分A可由下述质量配比的原料组成：100质量份所述聚氨酯液体橡胶、50-60质量份所述纳米碳酸钙、12-22质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、1质量份所述抗氧化剂、1质量份所述紫外线吸收剂和3质量份所述硬酸脂；所述组分B可由下述质量配比的原料组成：40质量份所述纳米碳酸钙、30质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、90-110质量份所述二氧化锰和2质量份所述硬酸脂。
上述公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶所述组分A中，所述填料甲可为50-55或55-60质量份所述纳米碳酸钙。
上述公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶所述组分A中，所述增塑剂可为12-17或17-22质量份所述邻苯二甲酸二丁酯。
上述公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶所述组分B中，所述硫化剂可为100-110或90-100质量份所述二氧化锰。
上述公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶中，所述组分A和所述组分B的质量配比具体可为10：1.2。
上述公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶中，所述公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶为下述A1)-A9)中任意一种：
A1)所述组分A由下述质量配比的原料组成：100质量份所述聚氨酯液体橡胶、50质量份所述纳米碳酸钙、22质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、1质量份所述抗氧化剂、1质量份所述紫外线吸收剂和3质量份所述硬酸脂；所述组分B由下述质量配比的原料组成：40质量份所述纳米碳酸钙、30质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、110质量份所述二氧化锰和2质量份所述硬酸脂；
A2)所述组分A由下述质量配比的原料组成：100质量份所述聚氨酯液体橡胶、55质量份所述纳米碳酸钙、17质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、1质量份所述抗氧化剂、1质量份所述紫外线吸收剂和3质量份所述硬酸脂；所述组分B由下述质量配比的原料组成：40质量份所述纳米碳酸钙、30质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、100质量份所述二氧化锰和2质量份所述硬酸脂；
A3)所述组分A由下述质量配比的原料组成：100质量份所述聚氨酯液体橡胶、55质量份所述纳米碳酸钙、17质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、1质量份所述抗氧化剂、1质量份所述紫外线吸收剂和3质量份所述硬酸脂；所述组分B由下述质量配比的原料组成：40质量份所述纳米碳酸钙、30质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、90质量份所述二氧化锰和2质量份所述硬酸脂；
A4)所述组分A由下述质量配比的原料组成：100质量份所述聚氨酯液体橡胶、55质量份所述纳米碳酸钙、17质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、1质量份所述抗氧化剂、1质量份所述紫外线吸收剂和3质量份所述硬酸脂；所述组分B由下述质量配比的原料组成：40质量份所述纳米碳酸钙、30质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、110质量份所述二氧化锰和2质量份所述硬酸脂；
A5)所述组分A由下述质量配比的原料组成：100质量份所述聚氨酯液体橡胶、50质量份所述纳米碳酸钙、22质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、1质量份所述抗氧化剂、1质量份所述紫外线吸收剂和3质量份所述硬酸脂；所述组分B由下述质量配比的原料组成：40质量份所述纳米碳酸钙、30质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、100质量份所述二氧化锰和2质量份所述硬酸脂；
A6)所述组分A由下述质量配比的原料组成：100质量份所述聚氨酯液体橡胶、60质量份所述纳米碳酸钙、12质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、1质量份所述抗氧化剂、1质量份所述紫外线吸收剂和3质量份所述硬酸脂；所述组分B由下述质量配比的原料组成：40质量份所述纳米碳酸钙、30质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、90质量份所述二氧化锰和2质量份所述硬酸脂；
A7)所述组分A由下述质量配比的原料组成：100质量份所述聚氨酯液体橡胶、60质量份所述纳米碳酸钙、12质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、1质量份所述抗氧化剂、1质量份所述紫外线吸收剂和3质量份所述硬酸脂；所述组分B由下述质量配比的原料组成：40质量份所述纳米碳酸钙、30质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、110质量份所述二氧化锰和2质量份所述硬酸脂；
A8)所述组分A由下述质量配比的原料组成：100质量份所述聚氨酯液体橡胶、60质量份所述纳米碳酸钙、12质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、1质量份所述抗氧化剂、1质量份所述紫外线吸收剂和3质量份所述硬酸脂；所述组分B由下述质量配比的原料组成：40质量份所述纳米碳酸钙、30质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、100质量份所述二氧化锰和2质量份所述硬酸脂；
A9)所述组分A由下述质量配比的原料组成：100质量份所述聚氨酯液体橡胶、50质量份所述纳米碳酸钙、22质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、1质量份所述抗氧化剂、1质量份所述紫外线吸收剂和3质量份所述硬酸脂；所述组分B由下述质量配比的原料组成：40质量份所述纳米碳酸钙、30质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、90质量份所述二氧化锰和2质量份所述硬酸脂。
上述公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶中，所述抗氧化剂具体可为抗氧化剂AT-215，所述紫外线吸收剂具体可为紫外线吸收剂UV-328。
上述公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶中，所述A1)为实施例1中编号为1A-3/1B-1的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶，所述A2)为实施例1中编号为1A-2/1B-2的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶。
上述公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶中所述抗氧化剂AT-215由抗氧化剂1010和抗氧化剂168组成，所述抗氧化剂1010和所述抗氧化剂168的质量比为1：2。
上述公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶在封闭混凝土裂缝中的应用，也属于本发明的保护范围。
上述应用中，所述混凝土裂缝宽度小于0.15mm(如0.02mm),所述混凝土裂缝为钢筋混凝土建筑结构裂缝。
上述公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶在封闭公路桥梁混凝土裂缝中的应用，也属于本发明的保护范围。
上述应用中，所述公路桥梁混凝土裂缝宽度小于0.15mm(如0.02mm)。
本发明以编号为1A-3/1B-1和1A-2/1B-2的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶为例证明本发明的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶能满足活动裂缝的张合要求，胶体能保证裂缝在受荷载作用出现张合而不出现开裂。本发明所提供的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶能有效解决混凝土构件裂缝出现张合而导致裂缝封闭胶失效问题，且有效、耐久、施工简便，在钢筋混凝土建筑结构的维护、改造与加固工程中适用于对宽度小于0.15mm的裂缝进行表面封闭。
附图说明
图1为组分1A-3与组分1B-1的外观图。其中，左图为组分A，右图为组分B。
图2为钢筋混凝土梁的构件尺寸图。其中，图A为立面图，图B为截面图。
图3为钢筋混凝土梁的测点布置图。其中，图A为立面图，图B为平面图。
图4为编号为1A-3/1B-1的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶的模拟裂缝张合试验过程图。其中，图A为试验整体照片，图B为传感器布置图，图C为试件出现的裂缝照片，图D为测量裂缝宽度的照片，图E为涂抹普通环氧树脂裂缝封闭胶的照片，图F为涂抹编号为1A-3/1B-1的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶的照片，图G为用普通环氧树脂裂缝封闭胶封闭裂缝后，加载到4MPa时裂缝宽度为0.19mm，普通环氧树脂裂缝封闭胶出现开裂的照片；图H为用编号为1A-3/1B-1的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶封闭裂缝后，加载到4MPa时裂缝宽度为0.16mm，编号为1A-3/1B-1的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶未出现开裂的照片。
图5为健跳大桥桥梁外观图。
图6为经公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶和普通裂缝封闭胶封闭的裂缝图。其中，图A和图B分别为编号为1A-3/1B-1和1A-2/1B-2的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶封闭裂缝结束时的照片，图C为普通裂缝封闭胶封闭裂缝结束后24小时的照片，图D为编号为1A-3/1B-1的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶封闭裂缝结束后3天的照片。
图7为采用市售的普通环氧树脂裂缝封闭胶封闭宽度小于0.15mm的公路桥梁混凝土裂缝的胶体开裂示意图。
具体实施方式
本申请的发明人在实际施工中发现采用现有的环氧树脂裂缝封闭胶封闭宽度小于0.15mm的公路桥梁混凝土裂缝时，经常出现裂缝表面封闭后，胶体会出现破损、开裂。如图6中C所示，胶体具体开裂位置见图7。
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。
下述实施例中的试验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中的聚氨酯液体橡胶为成都辉煌化工贸易有限公司的产品；纳米碳酸钙为上海煦江实业有限公司的产品；邻苯二甲酸二丁酯为苍南县诚强塑料助剂厂的产品；抗氧化剂AT-215为宁波可比克比有限公司的产品；紫外线吸收剂UV-328为南京经天纬化工有限公司的产品；硬酸脂为苏州市嘉华聚氨酯制品有限公司的产品；二氧化锰为湖南青冲锰业有限的产品；液态聚硫橡胶为湖北兴银河化工有限公司的产品；环氧树脂为蓝星化工新材料股份有限公司无锡树脂厂的产品。它们的具体参数如下：
1、液态聚硫橡胶：浅褐色黏稠液1.23g/cc，拉伸强度470psi，延伸率900％。
2、聚氨酯液体橡胶：比重为1.04g/cc，褐色，拉伸强度为450psi，延伸率为1000％。
3、纳米碳酸钙：分子量为100.09，相对密度为2.4-2.5g/cc，粒径(直径)为0.01-0.08μm，外观为白色细粉末。
4、邻苯二甲酸二丁酯：结构式为分子式为C16H22O4，分子量为278.34，密度为1.042-1.048g/cc，外观为无色油状液体，可燃，有芳香味。
5、抗氧化剂AT-215是由抗氧化剂1010和抗氧化剂168以质量比为1：2的比例混合而成，抗氧化剂1010的结构式为抗氧化剂168的结构式为
6、紫外线吸收剂UV-328是一种羟苯基苯并三唑类紫外线吸收剂，分子式为C22H29ON3，分子量为351.5，外观为浅黄色粉末，熔点为80～88℃，闪点为229℃，密度为1.17g/cm3，蒸气压为4.7E-6pa。
7、硬酸脂：分子式为CH3(CH2)16COOH，纯品外观为带有光泽的白色柔软小片，相对密度为0.9408(20℃)，熔点为69-70℃，沸点为383℃，折射率为1.4299(80℃)，工业品外观为白色或微黄色颗粒状。
8、二氧化锰：分子式为MnO2，外观为黑色无定形粉末，难溶于水、弱酸、弱碱、硝酸、冷硫酸，溶于热浓盐酸而产生氯气，相对分子质量为86.94，相对密度(水＝1)为5.03，PH值为5～7。
9、炭黑：分子量为12，外观为黑色粉末，着色力高，表面积1200m2/g。
10、氧化锌：分子式为ZnO，分子量为81.39，外观为白色粉末，密度为5.6g/cm3,难溶于水。
11、氧化镁：分子式为MgO，分子量为40.30，外观为白色粉末，水溶性为6.2mg/L(20℃)。
12、油酸，分子式为C18H34O2，分子量为282.47，外观为无色油状液体，熔点为16.3℃，沸点为350-360℃，相对密度为0.8935(20℃)。
实施例1、公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶的制备及其性能
一、公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶的制备
1、组分A和组分B的制备
1.1组分A和组分B的选材及配比
本发明所提供的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶，由独立包装的组分A和组分B制成，组分A和组分B的组成及质量份如下：组分A：聚氨酯液体橡胶90—120份，填料甲20-200份，增塑剂10至100份，0.5-10质量份抗氧化剂、0.5-10质量份紫外线吸收剂和0.5-10质量份硫化调节剂；组份B：20-200质量份填料乙、20-150质量份增塑剂、80-120质量份硫化剂和0.5-10质量份硫化调节剂。
组分A分为如下9种：1A-1、1A-2、1A-3、2A-1、2A-2、2A-3、3A-1、3A-2和3A-3，选用的具体物质及其质量份见表1、表2和表3；组分B分为如下9种：1B-1、1B-2、1B-3、2B-1、2B-2、2B-3、3B-1、3B-2和3B-3，选用的具体物质及其质量份见表4、表5和表6。
1.2组分A和组分B的制备
1.2.1组分A的制备步骤如下：
按照下述表1、表2或表3所示的物质及质量份进行配置得到9种组分A：1A-1、1A-2、1A-3、2A-1、2A-2、2A-3、3A-1、3A-2和3A-3。各种组分A的配制方法中，除原料和配比不同外，其它操作方法均相同。下面以编号1A-3为例进行阐述，具体制备方法如下：将100kg聚氨酯液体橡胶、50kg纳米碳酸钙、22kg邻苯二甲酸二丁酯、3kg硬酸脂、1kg抗氧化剂AT-215、1kg紫外线吸收剂UV-328依次加入到拌合机中，在1000r/min搅拌速度下搅拌40min，然后再真空度为0.9×10-4Pa下继续搅拌45min，挤出，包装，得到组分1A-3。
表1、组分A的组分及质量配比
| 组分A编号 | 1A-1 | 1A-2 | 1A-3 | |
| 液体橡胶 | 聚氨酯液体橡胶 | 100 | 100 | 100 |
| 填料甲 | 纳米碳酸钙 | 60 | 55 | 50 |
| 增塑剂 | 邻苯二甲酸二丁酯 | 12 | 17 | 22 |
| 抗氧化剂 | 抗氧化剂AT-215 | 1 | 1 | 1 |
| 紫外线吸收剂剂 | 紫外线吸收剂UV-328 | 1 | 1 | 1 |
| 硫化调节剂 | 硬酸脂 | 3 | 3 | 3 |
表2、组分A的组分及质量配比
| 组分A编号 | 2A-1 | 2A-2 | 2A-3 | |
| 液体橡胶 | 聚硫液体橡胶 | 100 | 100 | 100 |
| 填料甲 | 纳米碳酸钙 | 60 | 55 | 50 |
| 增塑剂 | 邻苯二甲酸二丁酯 | 12 | 17 | 22 |
| 抗氧化剂 | 抗氧化剂AT-215 | 1 | 1 | 1 |
| 紫外线吸收剂剂 | 紫外线吸收剂UV-328 | 1 | 1 | 1 |
| 硫化调节剂 | 油酸 | 3 | 3 | 3 |
表3、组分A的组分及质量配比
| 组分A编号 | 3A-1 | 3A-2 | 3A-3 | |
| 液体橡胶 | 聚硫液体橡胶 | 100 | 100 | 100 |
| 填料甲 | 炭黑 | 60 | 55 | 50 |
| 增塑剂 | 邻苯二甲酸二丁酯 | 12 | 17 | 22 |
| 抗氧化剂 | 抗氧化剂AT-215 | 1 | 1 | 1 |
| 紫外线吸收剂剂 | 紫外线吸收剂UV-328 | 1 | 1 | 1 |
| 硫化调节剂 | 硬酸脂 | 3 | 3 | 3 |
1.2.2组分B的制备步骤如下：
按照下述表4、表5或表6所示的物质及质量份进行配置，得到9种组分B:1B-1、1B-2、1B-3、2B-1、2B-2、2B-3、3B-1、3B-2和3B-3。各种组分B的配制方法中，除原料和配比不同外，其它操作方法均相同。下面以编号1B-1为例进行阐述，具体制备方法如下：将40kg纳米碳酸钙、30kg邻苯二甲酸二丁酯、110kg二氧化锰和2kg硬酸脂依次加入到拌合机中，在180r/min的搅拌速度下搅拌15min，挤出，经三辊研磨机研磨2-5遍，包装，得出组分1B-1。
表4、组分B的组分及质量配比
| 组分B编号 | 1B-1 | 1B-2 | 1B-3 | |
| 填料乙 | 纳米碳酸钙 | 40 | 40 | 40 |
| 增塑剂 | 邻苯二甲酸二丁酯 | 30 | 30 | 30 |
| 硫化剂 | 二氧化锰 | 110 | 100 | 90 |
| 硫化调节剂 | 硬酸脂 | 2 | 2 | 2 |
表5、组分B的组分及质量配比
| 组分B编号 | 2B-1 | 2B-2 | 2B-3 | |
| 填料乙 | 纳米碳酸钙 | 40 | 40 | 40 |
| 增塑剂 | 邻苯二甲酸二丁酯 | 30 | 30 | 30 |
| 硫化剂 | 氧化锌 | 100 | 90 | 80 |
| 硫化调节剂 | 油酸 | 3 | 3 | 3 |
表6、组分B的组分及质量配比
| 组分B编号 | 3B-1 | 3B-2 | 3B-3 | |
| 填料乙 | 纳米碳酸钙 | 40 | 40 | 40 |
| 增塑剂 | 邻苯二甲酸二丁酯 | 30 | 30 | 30 |
| 硫化剂 | 氧化镁 | 110 | 100 | 90 |
| 硫化调节剂 | 硬酸脂 | 3 | 3 | 3 |
2、公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶的制备
将表1中组分A，即1A-1、1A-2、1A-3，分别取10质量份单独包装，将表4中组分B，即1B-1、1B-2、1B-3，分别取1.2质量份单独包装，将单独包装的组分A与单独包装的组分B均按照10质量份组分A：1.2质量份组分B的质量比混合，得到9种公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶：1A-1/1B-1、1A-1/1B-2、1A-1/1B-3、1A-2/1B-1、1A-2/1B-2、1A-2/1B-3、1A-3/1B-1、1A-3/1B-2、1A-3/1B-3；将表2中组分A，即2A-1、2A-2、2A-3，分别取10质量份单独包装，将表5中组分B，即2B-1、2B-2、2B-3，分别取1.2质量份单独包装，将单独包装的组分A与单独包装的组分B均按照10质量份组分A：1.2质量份组分B的质量比混合，得到9种公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶：2A-1/2A-1、2A-1/2A-2、2A-1/2A-3、2A-2/2A-1、2A-2/2A-2、2A-2/2A-3、2A-3/2A-1、2A-3/2A-2、2A-3/2A-3；将表3中组分A，即3A-1、3A-2、3A-3，分别取10质量份单独包装，将表6中组分B，即3B-1、3B-2、3B-3，分别取1.2质量份单独包装，将单独包装的组分A与单独包装的组分B均按照10质量份组分A：1.2质量份组分B的质量比混合，得到9种公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶3A-1/3A-1、3A-1/3A-2、3A-1/3A-3、3A-2/3A-1、3A-2/3A-2、3A-2/3A-3、3A-3/3A-1、3A-3/3A-2和3A-3/3A-3。1A-3和1B-1的样品外观见图1。
二、公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶的基本性能测试
使用前，混凝土表面必须清理干净，混凝土表面进行粗糙打毛处理，清理后将表面浮尘清理干净。先将组分A和组分B分别在玻璃瓶内搅拌均匀，按10质量份的组分A和1.2质量份的组分B的比例混合，充分搅拌均匀，涂抹在被粘物件上，保证粘贴部位胶量充足，以胶稍溢为宜，所用胶必须现配，每次用完。保持被粘物件紧密贴合24小时，永久固化72小时按照GB 50367-2006规范进行性能检测。
性能项目包括：表干时间(公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶表面干燥的时间)、钢-钢拉伸抗剪强度标准值、与混凝土的正拉粘结强度、伸长率。试验重复三次。
检测结果如表7，其中编号为1A-3/1B-1的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶与混凝土的正拉粘结强度为3.2Mpa，胶体断裂伸长率为710％；编号为1A-2/1B-2的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶与混凝土的正拉粘结强度为2.7Mpa，胶体断裂伸长率为660％；编号为1A-2/1B-3的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶与混凝土的正拉粘结强度为2.4Mpa，胶体断裂伸长率为670％；编号为1A-2/1B-1的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶与混凝土的正拉粘结强度为2.3Mpa，胶体断裂伸长率为570％；编号为1A-3/1B-2的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶与混凝土的正拉粘结强度为2.1Mpa，胶体断裂伸长率为710％；编号为1A-1/1B-3的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶与混凝土的正拉粘结强度为1.8Mpa，胶体断裂伸长率为450％；编号为1A-1/1B-1的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶与混凝土的正拉粘结强度为1.5Mpa，胶体断裂伸长率为440％；编号为1A-1/1B-2的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶与混凝土的正拉粘结强度为1.7Mpa，胶体断裂伸长率为510％；编号为1A-3/1B-3的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶与混凝土的正拉粘结强度为1.5Mpa，胶体断裂伸长率为540％。其中，GB 50367-2006中表4.5.5粘刚及外粘型刚用胶粘剂安全性检验合格指标对伸长率的性能要求是≥1.3％，对与混凝土的正拉粘结强度的性能要求是≥2.5Mpa；GB 50367-2006中表4.6.1裂缝修补胶(注射剂)基本性能指标对钢-钢拉伸抗剪强度的性能要求是≥10Mpa。
表7、27种公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶的基本性能
| 检测项目 | 表干时间，h | 钢-钢拉伸抗剪强度，Mpa | 与混凝的正拉土粘结强度，Mpa | 伸长率，％ |
| 试验方法标准 | GB/T 7124 | GB 50367-2006规范的附录F | GB/T 2568 | |
| 1A-1/1B-1 | 3.5 | 4.5 | 1.5 | 440 |
| 1A-1/1B-2 | 4 | 3 | 1.7 | 510 |
| 1A-1/1B-3 | 4.5 | 4.2 | 1.8 | 450 |
| 1A-2/1B-1 | 4.5 | 3.7 | 2.3 | 570 |
| 1A-2/1B-2 | 4 | 4.8 | 2.7 | 660 |
| 1A-2/1B-3 | 3.5 | 4.8 | 2.4 | 670 |
| 1A-3/1B-1 | 4 | 3 | 3.2 | 710 |
| 1A-3/1B-2 | 4.5 | 2 | 2.1 | 710 |
| 1A-3/1B-3 | 5 | 4 | 1.5 | 540 |
| 2A-1/2B-1 | 2.5 | 2.0 | 0.8 | 720 |
| 2A-1/2B-2 | 3 | 2.7 | 0.7 | 750 |
| 2A-1/2B-3 | 2.7 | 2.1 | 1 | 810 |
| 2A-2/2B-1 | 3.2 | 3.3 | 1.1 | 900 |
| 2A-2/2B-2 | 3.5 | 3.5 | 0.6 | 660 |
| 2A-2/2B-3 | 3.7 | 3.8 | 0.5 | 830 |
| 2A-3/2B-1 | 2 | 3.1 | 1.2 | 810 |
| 2A-3/2B-2 | 3.5 | 2.7 | 1.7 | 820 |
| 2A-3/2B-3 | 4 | 2.9 | 1.2 | 870 |
| 3A-1/3B-1 | 2.9 | 4.1 | 2.1 | 840 |
| 3A-1/3B-2 | 2.8 | 1.5 | 2.3 | 860 |
| 3A-1/3B-3 | 3 | 0.7 | 1.8 | 810 |
| 3A-2/3B-1 | 2.5 | 0.4 | 1.7 | 810 |
| 3A-2/3B-2 | 2.7 | 1.2 | 1.5 | 810 |
| 3A-2/3B-3 | 3.4 | 1.7 | 1.2 | 790 |
| 3A-3/3B-1 | 3.6 | 1.3 | 2.1 | 780 |
| 3A-3/3B-2 | 3.7 | 1.5 | 2.0 | 760 |
| 3A-3/3B-3 | 2.8 | 0.8 | 2.1 | 730 |
实施例2、公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶的工程应用
1、模拟裂缝张合试验
将实施例1中编号为1A-3/1B-1的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶进行了模拟裂缝张合试验，具体试验方法如下：
混凝土采用C50混凝土，抗压强度设计值22.4MPa，抗拉强度设计值1.83MPa，弹性模量3.45×104MPa。普通钢筋采用HRB235，设计强度195MPa，弹性模量2.1×105MPa。钢筋混凝土容重26kN/m3，钢材容重78.5kN/m3，钢材与混凝土弹性模量之比为6.08。
试验用钢筋混凝土梁设计采用矩形梁，梁长100m，高20cm，宽20cm。构件尺寸见图2，测点布置见图3。
本次试验共制备4块试验梁，1#梁用于市售的普通环氧树脂裂缝封闭胶试验，2#梁用于编号为1A-3/1B-1的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶试验，3#、4#梁备用。为保证混凝土强度达到要求，试验梁在浇注完成并养护28天后开始试验。
试验梁按照平截面假定，可计算出该按梁正截面抗弯承载力Mj＝11074Nm。其中由梁体自重引起得跨中弯矩Mq＝1100kNm，则使跨中弯矩达到极限最大弯矩需在跨中加载集中力P＝10974N。
本次试验根据计算结果在试验梁跨中分四级加载集中力，2743N—5487N—8230N—10974N，试验具体过程见图4。
1#梁当油表对数达到1MPa时，构件出现第一条裂缝，裂缝宽度为0.01mm，当油表达到4MPa时裂缝宽度达到0.18mm，卸载后裂缝宽度为0.03mm。在卸载阶段采用上述普通裂缝封闭胶进行处理，静置24小时。加载到4MPa时裂缝宽度为0.19mm，普通环氧树脂裂缝封闭胶出现开裂。
2#梁当油表对数达到2MPa时，构件出现第一条裂缝，裂缝宽度为0.01mm，当油表达到4MPa时裂缝宽度达到0.15mm，卸载后裂缝宽度为0.02mm。在卸载阶段采用编号为1A-3/1B-1的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶进行封闭处理，静置24小时。加载到4MPa时裂缝宽度为0.16mm，编号为1A-3/1B-1的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶未出现开裂。
试验结果表明，采用强度大、弹性伸缩率小的市售的普通环氧树脂裂缝封闭胶对活动裂缝的封闭效果远不如强度小弹性伸长率大的本申请公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶对裂缝的封闭。
2、公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶的工程应用
2012年10月，将实施例1中编号为1A-3/1B-1和1A-2/1B-2的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶在健跳大桥进行实际试应用，具体试验方法如下：
健跳大桥属于柔性体系，车辆荷载等能引起较大的位移。健跳大桥位于浙江省台州三门县健跳镇西南约1km处的健跳港上游，主桥为一跨245m中承式钢管混凝土肋拱桥，矢跨比1/5，矢高49m，拱轴线为二次抛物线。桥梁整体照片见图5。健跳大桥主拱肋由Q345C螺旋焊管而成，拱肋规格为Φ800×14管+Φ800×16管+5708×12缀板，腹杆规格为Φ351×12管，主钢管中心间距横向1100mm，竖向3600mm，弦杆与腹杆通过直接焊接而连接，腹杆不穿入弦杆，腹杆和水平面的夹角不大于60°，且不小于30°，上、下弦杆主管内、横联缀板腔均充填C50微膨胀混凝土。全桥共设7道钢管空间桁式横向联结系，桥面以上有5道，桥面以下有2道。桥道系由41个现浇段和38片预制横梁共同组成，吊杆横梁为预制开口箱梁，全桥吊杆横梁通过现浇段连接，设通长预应力筋，为漂浮体系。现浇桥面板底纵向裂缝较多，平均每块板13条，裂缝大多纵向贯通。
对现浇桥面板底小于0.1mm的纵向裂缝分别采用本申请的编号为1A-3/1B-1的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶、本申请的编号为1A-2/1B-2的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶和上述市售的普通环氧树脂裂缝封闭胶进行表面封闭处理，保持被粘物件紧密贴合24小时，永久固化72小时。每种胶各处理100条小于0.1mm的纵向裂缝。编号为1A-3/1B-1的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶和编号为1A-2/1B-2的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶封闭的裂缝分别见图6中A和B。试验结果显示，封闭裂缝处理后经过2天的通车使用，100条小于0.1mm的纵向裂缝采用上述普通环氧树脂裂缝封闭胶进行封闭的胶体表面均出现开裂，见图6中C；各100条小于0.1mm的纵向裂缝采用编号为1A-3/1B-1的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶和编号为1A-2/1B-2的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶进行处理的胶体均未出现开裂，见图6中D。
Claims (4)
1.公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶，由独立包装的组分A和组分B组成，所述组分A和所述组分B的质量配比为10：1.2；所述组分A由下述质量配比的原料组成：100质量份聚氨酯液体橡胶、50质量份纳米碳酸钙、22质量份邻苯二甲酸二丁酯、1质量份抗氧化剂、1质量份紫外线吸收剂和3质量份硬脂酸；所述组分B由下述质量配比的原料组成：40质量份所述纳米碳酸钙、30质量份所述邻苯二甲酸二丁酯、110质量份二氧化锰和2质量份所述硬脂酸。
2.权利要求1所述的公路桥梁混凝土裂缝表面封闭胶在封闭混凝土裂缝中的应用。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述混凝土裂缝为钢筋混凝土建筑结构裂缝。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述混凝土裂缝宽度小于0.15mm。
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