CN111910514A - 一种桥梁防撞墙防护修复系统及材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桥梁防撞墙防护修复系统及材料。所述的桥梁防撞墙防护修复系统是在桥梁防撞墙的混凝土支撑体外,由内向外依次设置固化层、偶联层、弹性缓冲层、反光涂层、环氧保护层;所述的弹性缓冲层的底部与路面连接,并且在接近路面处向下凹陷形成排水槽。所述的弹性缓冲层的厚度为10‑20cm,胶凝材料为环氧树脂,集料为超细密集配体系,内掺TPU弹性体和自修复微胶囊。本发明设计的防撞墙防护修复系统层间结合力好,材料致密,防水、抗渗、耐冻融,可自修复,耐久性好,能够提供缓冲,降低冲击能,提高安全性。
Description
技术领域
本发明属于道路桥梁防护修复措施及材料技术领域,具体涉及到一种桥梁防撞墙防护修复系统及材料。
背景技术
桥梁防撞墙作为桥梁重要的附属结构物,关乎桥梁运行安全。在北方寒冷地区,桥梁防撞墙普遍存在表面剥落、麻面、坑洞等病害,严重时钢筋外露,投入使用2-3年内强度降低50%以上,外观严重破坏,无法继续使用。其原因主要有:冬季广泛使用融雪盐,其中含有大量氯离子,破坏钢筋表面钝化膜,形成微电池,腐蚀钢筋,进而破坏混凝土;在冻融作用下,水的冻胀作用加速混凝土的破坏;汽车尾气中酸性物质与混凝土碱性物质的作用,引起混凝土表面松散、粉化。
目前防撞墙混凝土防护、修复方法主要有聚合物砂浆修复法和聚合物防腐涂料修复法。聚合物砂浆一般在混凝土破坏以后进行修复时使用,聚合物砂浆和旧混凝土难以密切粘接,且混凝土内部钢筋已经出现锈蚀,残余混凝土内部仍然残留部分氯离子,修复后再次受到冻融作用时仍会出现钢筋的锈胀和冻胀,造成混凝土继续破坏,修复层脱落;聚合物防腐涂料既可以作为防护涂层涂装也可用于混凝土出现表明破坏后的处理,其主要缺陷是粘附力、防水性和使用寿命难以兼顾,摩擦、撞击等公路常见情况均会造成涂层破坏。
现有防撞设备主要关注紧急制动性能,如桥梁防撞墙和波纹防撞护栏,而未采取缓冲措施以吸收部分撞击能,减轻交通事故对交通工具和内部人员的影响。
因此,开发一种具有缓冲功能的,能够有效预防防撞墙混凝土受融雪盐、冻融作用影响的防护、修复系统及材料,对于提高桥梁使用寿命及其安全性具有重要意义。
发明内容
本发明旨在克服目前桥梁防撞墙防护修复措施及材料的不足,提供一种具有缓冲能力的,能够有效预防防撞墙混凝土受融雪盐、冻融作用影响的防护修复系统及材料,以解决目前桥梁防撞墙易破坏、难修复的现状。
本发明所述的桥梁防撞墙防护修复系统是在桥梁防撞墙的混凝土支撑体外,由内向外依次设置固化层、偶联层、弹性缓冲层、反光涂层、环氧保护层;所述的弹性缓冲层的底部与路面连接,并且在接近路面处向下凹陷形成排水槽。
所述的混凝土支撑体的厚度为20-40cm,高度为60-80cm,材料为普通水泥混凝土,强度等级高于C30。
所述的固化层的厚度为30-50μm,材料为锂基硅酸盐混凝土固化剂。
所述的偶联层的厚度为30-50μm,材料为硅烷偶联剂。
所述的弹性缓冲层的厚度为10-20cm,所用材料是由质量比为100-200:80-90:24-30的A、B、C三组分组成;
所述A组分按质量份计的配方为:粉煤灰2-3份,硅灰2-3份,TPU弹性体3份,自修复微胶囊1.8份,碳纤维废丝0.2份;
所述B组分按质量份计的配方是:环氧树脂6.7-7.7份,稀释剂1份,增韧剂1-2份,触变剂0.1份,消泡剂0.1份;
所述C组分按质量份计的配方是:固化剂9.8份,固化促进剂0.1份,偶联剂0.1份。
所述的排水槽的宽度为8-15cm,深度为8-15cm。
所述的弹性缓冲层所用的材料中,A组分中的粉煤灰为Ⅲ级及以上;硅灰的平均粒径为0.1μm,比表面积≥15m2/g;TPU弹性体的粒径为0.1-1mm;自修复微胶囊为环氧树脂双微胶囊体系,粒径为100-200μm。
所述的弹性缓冲层所用的材料中,B组分中的环氧树脂为液态双酚A型环氧树脂;增韧剂采用NV605;环氧活性稀释剂为丙烯基缩水甘油醚;触变剂为气相二氧化硅;消泡剂为BYK-066N。
所述的弹性缓冲层所用的材料中,C组分中的固化剂为改性脂肪胺类固化剂;固化促进剂为苯酚、双酚A、间苯二酚中的一种;偶联剂为硅烷类偶联剂。
采用以上技术方案,本发明具有以下特点:
1.材料致密,防水、抗渗、耐冻融。本发明在旧混凝土界面涂刷固化剂,在防护、修复系统最外层涂刷环氧保护层,均能有效阻止水和氯离子的渗透;本发明的弹性缓冲层以柔性环氧树脂胶粘剂为胶凝材料,内掺合理集配的粉煤灰、硅灰、TPU弹性体和碳纤维,能够保证材料的致密性,且弹性缓冲层厚度为10-20cm,能够非常有效地防止水和氯离子的渗透。
2.采用偶联层增强层间结合力。旧混凝土表明处理问题对于防撞墙混凝土的修复至关重要,本发明采用硅烷偶联剂作为旧混凝土无机界面与环氧树脂胶粘剂有机界面增强粘接材料,能够有效提高两者的层间结合力。
3.内掺自修复微胶囊,提高耐久性。本发明的弹性缓冲层,内掺自修复微胶囊,为环氧树脂双微胶囊体系,能够在材料产生微裂缝初期释放环氧树脂及其固化剂,修复裂缝,能够有效提高防护修复系统的耐久性。
4.设置排水槽,减轻融雪盐溶液对防撞墙墙体影响。撒融雪剂后,融雪盐溶液不能及时排除,汽车经过时碾压飞溅,是桥梁防撞墙破坏的重要原因,本发明在防撞墙内侧设置排水槽,可显著提高桥梁融雪盐溶液的排除效率,降低其对防撞墙的影响。
5.提供缓冲,降低冲击能,提高安全性。本发明的防撞墙防护修复系统设置了弹性缓冲层,以增韧改性的柔性脂肪胺固化环氧树脂为胶凝材料,掺加TPU弹性体和碳纤维废丝,能够有效提高材料的弹性和韧性,降低撞击时的冲击能,提高安全性。
附图说明
图1:本发明设计的桥梁防撞墙防护修复系统的结构剖面图;其中,1-混凝土支撑体,2-固化层,3-偶联层,4-弹性缓冲层,5-反光涂层,6-环氧保护层,7-排水槽,8-路面。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容并不局限于下面的实施例。
实施例1:
所述的桥梁防撞墙防护修复系统是在桥梁防撞墙的混凝土支撑体外,由内向外依次设置固化层、偶联层、弹性缓冲层、反光涂层、环氧保护层;所述的弹性缓冲层的底部与路面连接,并且在接近路面处向下凹陷形成排水槽。
所述的混凝土支撑体的厚度20cm,高度60cm,材料为普通水泥混凝土,要求强度等级高于C30。
所述固化层的厚度40μm,材料为锂基硅酸盐混凝土固化剂。
所述偶联层的厚度40μm,材料为硅烷偶联剂。
所述的弹性缓冲层的厚度10cm,所用材料是由A、B、C三组分组成,按质量份配方为:A组分200kg,B组分90kg,C组分30kg;
所述A组分按质量份计的配方为:粉煤灰2份,硅灰3份,TPU弹性体3份,自修复微胶囊1.8份,碳纤维废丝0.2份;
所述B组分按质量份计的配方是:环氧树脂6.8份,稀释剂1份,增韧剂2份,触变剂0.1份,消泡剂0.1份;
所述C组分按质量份计的配方是:固化剂9.8份,固化促进剂0.1份,偶联剂0.1份。
所述的排水槽的宽度10cm,深度10cm。
所述的弹性缓冲层所用的材料中,A组分中粉煤灰为要求Ⅲ级及以上;硅灰平均粒径0.1μm,比表面积≥15m2/g;TPU弹性体粒径0.1-1mm;自修复微胶囊粒径100-200μm,为环氧树脂双微胶囊体系。
所述的弹性缓冲层所用的材料中,B组分中环氧树脂为液态双酚A型环氧树脂;增韧剂采用NV605;环氧活性稀释剂为丙烯基缩水甘油醚;触变剂为气相二氧化硅;消泡剂为BYK-066N。
所述的弹性缓冲层所用的材料中,C组分中固化剂为改性脂肪胺类固化剂;固化促进剂为苯酚;偶联剂为硅烷类偶联剂。
所述的弹性缓冲层外涂覆反光涂料形成反光层;最后涂覆环氧防腐漆形成环氧保护层。
实施例2:
所述的桥梁防撞墙防护修复系统是在桥梁防撞墙的混凝土支撑体外,由内向外依次设置固化层、偶联层、弹性缓冲层、反光涂层、环氧保护层;所述的弹性缓冲层的底部与路面连接,并且在接近路面处向下凹陷形成排水槽。
所述的混凝土支撑体的厚度30cm,高度70cm,材料为普通水泥混凝土,要求强度等级高于C30。
所述固化层的厚度30μm,材料为锂基硅酸盐混凝土固化剂。
所述偶联层的厚度30μm,材料为硅烷偶联剂。
所述的弹性缓冲层的厚度15cm,所用材料是由A、B、C三组分组成,按质量份配方为:A组分200kg,B组分80kg,C组分24kg;
所述A组分按质量份计的配方为:粉煤灰3份,硅灰2份,TPU弹性体3份,自修复微胶囊1.8份,碳纤维废丝0.2份;
所述B组分按质量份计的配方是:环氧树脂7份,稀释剂1份,增韧剂1.8份,触变剂0.1份,消泡剂0.1份;
所述C组分按质量份计的配方是:固化剂9.8份,固化促进剂0.1份,偶联剂0.1份。
所述的排水槽的宽度10cm,深度15cm。
所述的弹性缓冲层所用的材料中,A组分中粉煤灰为要求Ⅲ级及以上;硅灰平均粒径0.1μm,比表面积≥15m2/g;TPU弹性体粒径0.1-1mm;自修复微胶囊粒径100-200μm,为环氧树脂双微胶囊体系。
所述的弹性缓冲层所用的材料中,B组分中环氧树脂为液态双酚A型环氧树脂;增韧剂采用NV605;环氧活性稀释剂为丙烯基缩水甘油醚;触变剂为气相二氧化硅;消泡剂为BYK-066N。
所述的弹性缓冲层所用的材料中,C组分中固化剂为改性脂肪胺类固化剂;固化促进剂为间苯二酚;偶联剂为硅烷类偶联剂。
所述的弹性缓冲层外涂覆反光涂料形成反光层;最后涂覆环氧防腐漆形成环氧保护层。
实施例3:
所述的桥梁防撞墙防护修复系统是在桥梁防撞墙的混凝土支撑体外,由内向外依次设置固化层、偶联层、弹性缓冲层、反光涂层、环氧保护层;所述的弹性缓冲层的底部与路面连接,并且在接近路面处向下凹陷形成排水槽。
所述的混凝土支撑体的厚度30cm,高度70cm,材料为普通水泥混凝土,要求强度等级高于C30。
所述固化层的厚度50μm,材料为锂基硅酸盐混凝土固化剂。
所述偶联层的厚度50μm,材料为硅烷偶联剂。
所述的弹性缓冲层的厚度20cm,所用材料是由A、B、C三组分组成,按质量份配方为:A组分100kg,B组分80kg,C组分24kg;
所述A组分按质量份计的配方为:粉煤灰2份,硅灰3份,TPU弹性体3份,自修复微胶囊1.8份,碳纤维废丝0.2份;
所述B组分按质量份计的配方是:环氧树脂7.7份,稀释剂1份,增韧剂1.1份,触变剂0.1份,消泡剂0.1份;
所述C组分按质量份计的配方是:固化剂9.8份,固化促进剂0.1份,偶联剂0.1份。
所述的排水槽的宽度15cm,深度15cm。
所述的弹性缓冲层所用的材料中,A组分中粉煤灰为要求Ⅲ级及以上;硅灰平均粒径0.1μm,比表面积≥15m2/g;TPU弹性体粒径0.1-1mm;自修复微胶囊粒径100-200μm,为环氧树脂双微胶囊体系。
所述的弹性缓冲层所用的材料中,B组分中环氧树脂为液态双酚A型环氧树脂;增韧剂采用NV605;环氧活性稀释剂为丙烯基缩水甘油醚;触变剂为气相二氧化硅;消泡剂为BYK-066N。
所述的弹性缓冲层所用的材料中,C组分中固化剂为改性脂肪胺类固化剂;固化促进剂为间苯二酚;偶联剂为硅烷类偶联剂。
所述的弹性缓冲层外涂覆反光涂料形成反光层;最后涂覆环氧防腐漆形成环氧保护层。
Claims (9)
1.一种桥梁防撞墙防护修复系统,其特征在于,所述的桥梁防撞墙防护修复系统是在桥梁防撞墙的混凝土支撑体外,由内向外依次设置固化层、偶联层、弹性缓冲层、反光涂层、环氧保护层;所述的弹性缓冲层的底部与路面连接,并且在接近路面处向下凹陷形成排水槽。
2.根据权利要求1所述的桥梁防撞墙防护修复系统,其特征在于,所述的混凝土支撑体的厚度为20-40cm,高度为60-80cm,材料为普通水泥混凝土,强度等级高于C30。
3.根据权利要求1所述的桥梁防撞墙防护修复系统,其特征在于,所述的固化层的厚度为30-50μm,材料为锂基硅酸盐混凝土固化剂。
4.根据权利要求1所述的桥梁防撞墙防护修复系统,其特征在于,所述的偶联层的厚度为30-50μm,材料为硅烷偶联剂。
5.根据权利要求1所述的桥梁防撞墙防护修复系统,其特征在于,所述的弹性缓冲层的厚度为10-20cm,所用材料是由质量比为100-200:80-90:24-30的A、B、C三组分组成;
所述A组分按质量份计的配方为:粉煤灰2-3份,硅灰2-3份,TPU弹性体3份,自修复微胶囊1.8份,碳纤维废丝0.2份;
所述B组分按质量份计的配方是:环氧树脂6.7-7.7份,稀释剂1份,增韧剂1-2份,触变剂0.1份,消泡剂0.1份;
所述C组分按质量份计的配方是:固化剂9.8份,固化促进剂0.1份,偶联剂0.1份。
6.根据权利要求1所述的桥梁防撞墙防护修复系统,其特征在于,所述的排水槽的宽度为8-15cm,深度为8-15cm。
7.根据权利要求5所述的桥梁防撞墙防护修复系统,其特征在于,所述的弹性缓冲层所用的材料中,A组分中的粉煤灰为Ⅲ级及以上;硅灰的平均粒径为0.1μm,比表面积≥15m2/g;TPU弹性体的粒径为0.1-1mm;自修复微胶囊为环氧树脂双微胶囊体系,粒径为100-200μm。
8.根据权利要求5所述的桥梁防撞墙防护修复系统,其特征在于,所述的弹性缓冲层所用的材料中,B组分中的环氧树脂为液态双酚A型环氧树脂;增韧剂采用NV605;环氧活性稀释剂为丙烯基缩水甘油醚;触变剂为气相二氧化硅;消泡剂为BYK-066N。
9.根据权利要求5所述的桥梁防撞墙防护修复系统,其特征在于,所述的弹性缓冲层所用的材料中,C组分中的固化剂为改性脂肪胺类固化剂;固化促进剂为苯酚、双酚A、间苯二酚中的一种;偶联剂为硅烷类偶联剂。
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