CN112160258A - 用于桥梁墩身的混凝土修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于桥梁墩身的混凝土修复方法，包括以下步骤：凿除锈蚀钢筋外部的混凝土；打磨锈蚀钢筋的表面以除锈；在打磨后的锈蚀钢筋表面涂刷防锈漆；在凿除区域填充改性环氧树脂胶泥材料形成环氧修补材料层；在环氧修补材料层的表面涂刷封闭材料。该混凝土修复方法，通过凿除既有损坏的桥梁墩身混凝土、对桥梁墩身表面锈蚀的钢筋除锈并涂刷防锈漆、填充改性环氧树脂胶泥材料并在环氧修补材料层表面涂刷封闭材料，实现对运营铁路桥梁墩身混凝土的剥落露筋病害的快速有效处理，满足运营铁路桥梁墩身的维修养护施工需要，保证铁路桥梁的结构安全和美观。

Description

用于桥梁墩身的混凝土修复方法

技术领域

本发明涉及桥梁墩身维修养护技术领域，特别涉及一种用于桥梁墩身的混凝土修复方法。

背景技术

桥梁型铁路在我国铁路线路中总占比高，铁路桥梁的性能对列车运营的安全性和舒适性具有举足轻重的影响。铁路桥梁受到四季温度的交替变化、雨雪侵蚀、列车振动等因素的综合影响和长期作用；同时水、氧气及二氧化碳等也会渗入桥梁墩身的混凝土内部，引起其内部的碳化且混凝土内部的pH值也会降低，使得桥梁墩身结构的钢筋容易发生锈蚀膨胀，导致桥梁墩身的混凝土保护层开裂甚至剥落、钢筋露出(即露筋)等现象。

桥梁墩身混凝土剥落露筋是运营铁路的常见病害之一，也是实际调查中发现的数量最多、存在最广泛的病害形式。桥梁墩身混凝土剥落、钢筋锈蚀会减少结构物的截面，降低结构的承载力和耐久性，严重时还可能会影响行车安全，因此必须尽快进行整治。但运营铁路桥梁墩身混凝土剥落露筋的修复处理方式不同于一般的混凝土结构露筋处理，不仅要考虑到病害位置的高度、表现形式，还要解决混凝土立面修复困难且效率低的问题，这是常规修复方法所无法实现的。

发明内容

本发明提供了一种用于桥梁墩身的混凝土修复方法，以解决现有技术中常规的混凝土修复方法不适于修复桥梁墩身混凝土剥落露筋病害的技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种用于桥梁墩身的混凝土修复方法，包括以下步骤：凿除锈蚀钢筋外部的混凝土；打磨所述锈蚀钢筋的表面以除锈；在打磨后的所述锈蚀钢筋表面涂刷防锈漆；在凿除区域填充改性环氧树脂胶泥材料形成环氧修补材料层；在所述环氧修补材料层的表面涂刷封闭材料。

进一步地，所述改性环氧树脂胶泥材料常温下的垂流度小于或者等于2mm。

进一步地，所述改性环氧树脂胶泥材料包括以重量份计的下列各组分：双酚A型环氧树脂100重量份、硅烷偶联剂1～3重量份、增韧剂8～12重量份、抗氧化剂0.4～7重量份、稀释剂4～8重量份、固化剂8～12重量份、促进剂1～3重量份及无机颜填料200～300重量份。

进一步地，所述封闭材料包括以重量份计的下列各组分：水泥100重量份、减水剂0.5～1重量份、调凝剂0.2～0.5重量份、抗分散剂1～3重量份、无机颜填料20～30重量份、细砂200～300重量份、苯丙乳液4～7重量份、水35～45重量份。

进一步地，所述封闭材料的涂刷厚度大于或者等于0.3mm。

进一步地，所述防锈漆包括以重量份计的下列各组分：合成树脂100重量份、石墨烯材料0.2～0.5重量份、片状颜填料200～400重量份、铁锈转化剂20～50重量份、固化剂10～20重量份。

进一步地，所述在凿除区域填充改性环氧树脂胶泥材料形成环氧修补材料层的步骤具体包括：用所述改性环氧树脂胶泥材料先将所述凿除区域的周壁上的凹坑填平，再将所述凿除区域填满以形成所述环氧修补材料层。

进一步地，所述在凿除区域填充改性环氧树脂胶泥材料形成环氧修补材料层的步骤中，分多次填充所述改性环氧树脂胶泥材料，单次填充所述改性环氧树脂胶泥材料形成的环氧修补材料层的厚度小于或者等于2cm。

进一步地，所述锈蚀钢筋外部形成的所述环氧修补材料层的厚度大于或者等于2cm。

进一步地，所述混凝土修复方法还包括：在凿除锈蚀钢筋外部的混凝土之前，沿所述锈蚀钢筋对混凝土进行切割，切割深度为10mm～15mm；和/或

所述混凝土的凿除深度为18mm～22mm以使所述锈蚀钢筋露出。

进一步地，所述打磨所述锈蚀钢筋的表面以除锈的步骤中，先用钢丝刷对所述锈蚀钢筋的表面进行粗打磨，再用钢砂轮打磨所述锈蚀钢筋表面的浮锈。

本发明提供的用于桥梁墩身的混凝土修复方法，通过凿除既有损坏的桥梁墩身混凝土、对桥梁墩身表面锈蚀的钢筋除锈并涂刷防锈漆、填充改性环氧树脂胶泥材料并在环氧修补材料层表面涂刷封闭材料，实现对运营铁路桥梁墩身混凝土的剥落露筋病害的快速有效处理，满足运营铁路桥梁墩身的维修养护施工需要，保证铁路桥梁的结构安全和美观。本发明的混凝土修复方法采用了腻子状的改性环氧树脂胶泥材料作为混凝土表面缺陷的修补材料，其垂流度小，粘附性好，易于桥梁墩身混凝土立面缺陷的涂刷填充施工，有效提高了修复施工的效率；且其与混凝土的粘结强度高，抗老化性及耐介质侵蚀性好，提升了铁路桥梁墩身混凝土的剥落露筋病害整治后的服役性能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于桥梁墩身的混凝土修复方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

参照图1，本申请实施例提供了一种用于桥梁墩身的混凝土修复方法，包括以下步骤：S1、凿除锈蚀钢筋外部的混凝土；S2、打磨锈蚀钢筋的表面以除锈；S3、在打磨后的锈蚀钢筋表面涂刷防锈漆；S4、在凿除区域填充改性环氧树脂胶泥材料形成环氧修补材料层；S5、在环氧修补材料层的表面涂刷封闭材料。

本申请实施例中，可以理解地，步骤S1中锈蚀钢筋外部的混凝土是指锈蚀钢筋附近桥梁墩身的混凝土。锈蚀钢筋附近的混凝土一般处于松动的状态，在除锈之前将松动的混凝土全部凿除，使得不再有松动混凝土悬于梁体，同时也要去除失效、疏松混凝土。混凝土的凿除深度以锈蚀钢筋全部露出为准，凿除时应尽可能避免对钢筋造成损伤或使之变形。凿除混凝土之后的截面应是粗糙的且全部为新界面，最好不存在老界面。

本申请实施例中，步骤S4中在凿除区域形成环氧修补材料层以将凿除区域填满，从而修复桥梁墩身混凝土的立面缺陷。本申请实施例采用改性环氧树脂胶泥材料填充凿除区域，改性环氧树脂胶泥材料为腻子状，其垂流度小、粘度高、不流淌，易于桥梁墩身混凝土立面缺陷的涂刮施工，并且其常温下固化速度较快，所形成环氧修补材料层与混凝土的粘结强度高，抗老化性及耐介质侵蚀性好，提升了铁路桥梁墩身混凝土的剥落露筋病害整治后的服役性能。

本申请实施例中，步骤S5中在环氧修补材料层的表面涂刷封闭材料，能够对病害整治区域进行表面封闭，保证整治后桥梁墩身的美观性。

本申请实施例提供的用于桥梁墩身的混凝土修复方法，通过凿除既有损坏的桥梁墩身混凝土、对桥梁墩身表面锈蚀的钢筋除锈并涂刷防锈漆、填充改性环氧树脂胶泥材料并在环氧修补材料层表面涂刷封闭材料，实现对运营铁路桥梁墩身混凝土的剥落露筋病害的快速有效处理，满足运营铁路桥梁墩身的维修养护施工需要，保证铁路桥梁的结构安全和美观。本申请实施例的混凝土修复方法采用了腻子状的改性环氧树脂胶泥材料作为混凝土表面缺陷的修补材料，其垂流度小，粘附性好，易于桥梁墩身混凝土立面缺陷的涂刷填充施工，有效提高了修复施工的效率；且其与混凝土的粘结强度高，抗老化性及耐介质侵蚀性好，提升了铁路桥梁墩身混凝土的剥落露筋病害整治后的服役性能。

进一步地，改性环氧树脂胶泥材料常温下的垂流度小于或者等于2mm。可以理解地，改性环氧树脂胶泥材料的垂流度越小越利于桥梁墩身立面缺陷的施工。本申请实施例中，改性环氧树脂胶泥材料包括以重量份计的下列各组分：双酚A型环氧树脂100重量份、硅烷偶联剂1～3重量份、增韧剂8～12重量份、抗氧化剂0.4～7重量份、稀释剂4～8重量份、固化剂8～12重量份、促进剂1～3重量份及无机颜填料200～300重量份。

一些实施例中，在凿除区域填充改性环氧树脂胶泥材料形成环氧修补材料层的步骤具体包括：用改性环氧树脂胶泥材料先将凿除区域的周壁上的凹坑填平，再将凿除区域填满以形成环氧修补材料层。可以理解地，在桥梁墩身的病害处，混凝土凿除后，会在凿除区域的混凝土表面及钢筋表面上留下一些凹坑，因此填充时需要先将这些凹坑填平，再对整个凿除区域进行填充，以保证桥梁墩身缺陷处填充密实，保证填充强度。本申请实施例中，凿除区域的周壁即是指凿除区域的桥梁墩身混凝土表面及打磨后的锈蚀钢筋的表面。

一些实施例中，在凿除区域填充改性环氧树脂胶泥材料形成环氧修补材料层的步骤中，分多次填充改性环氧树脂胶泥材料，单次填充改性环氧树脂胶泥材料形成的环氧修补材料层的厚度小于或者等于2cm。可以理解地，改性环氧树脂胶泥材料需要多次填充，且限定每次的填充厚度，以保证所形成的环氧修补材料层的性能及强度。进一步地，锈蚀钢筋外部形成的环氧修补材料层的厚度大于或者等于2cm。本申请实施例中，环氧修补材料层固化后，用钢筋探测仪探测涂抹后的桥梁墩身表面的保护层厚度，小于2cm时需补涂环氧修补材料；当整治区域内的桥墩表面保护层厚度均大于或者等于2cm时方可结束涂抹作业。桥梁墩身表面的保护层厚度能够保证其强度，避免混凝土剥落露筋的病害再次发生。

一些实施例中，封闭材料包括以重量份计的下列各组分：水泥100重量份、减水剂0.5～1重量份、调凝剂0.2～0.5重量份、抗分散剂1～3重量份、无机颜填料20～30重量份、细砂200～300重量份、苯丙乳液4～7重量份、水35～45重量份。另一些实施例中，封闭材料的涂刷厚度大于或者等于0.3mm。本申请实施例中，封闭材料采用聚合物改性水泥基材料，能够有效地保护混凝土建筑免受空气及污水的侵蚀，延长建筑的使用寿命。其作为表面封闭材料对病害整治区域进行表面封闭，该材料呈现水泥色，涂刷后形成的涂层的颜色与桥梁墩身的混凝土颜色一致，保证了整治后的美观性。可以理解地，封闭材料也需要分多次涂刷，每次涂刷需要等到上次涂层表干后再进行，并且每次涂刷的方向可以不同，比如涂刷方向可以互相垂直。

一些实施例中，防锈漆包括以重量份计的下列各组分：合成树脂100重量份、石墨烯材料0.2～0.5重量份、片状颜填料200～400重量份、铁锈转化剂20～50重量份、固化剂10～20重量份。本申请实施例中，采用的防锈漆为高固体份渗透型防锈漆，其中铁锈转化剂主要成分为亚铁氰酸和磷酸，亚铁氰酸可以和铁锈反应，生成亚铁氰酸铁；加入磷酸可以提高亚铁氰酸和铁锈的反应速率。此外，磷酸也可以和铁锈发生磷化反应，生成稳定致密的磷化铁。石墨烯材料主要作为特种填料掺入，提高涂层材料的抗老化、耐腐蚀和耐磨性能。本申请实施例中去除浮锈后将防锈漆涂刷在带锈钢筋表面，经上述反应生成的特殊成膜物能够将锈层内部的空气及水分排出；将疏松多孔的锈层粘接成为连续的钢筋封闭涂层，杜绝空气及水分的渗入，同时防锈漆中的铁锈转化剂又能将锈层中活泼有害的铁化物钝化成稳定无害的填料，形成封闭阻隔的金属保护层，抑制了锈蚀的产生环境，可有效防止钢筋继续生锈。

一些实施例中，混凝土修复方法还包括：在凿除锈蚀钢筋外部的混凝土之前，沿锈蚀钢筋对混凝土进行切割，切割深度为10mm～15mm。可以理解地，对锈蚀钢筋外部的混凝土进行切割有利于混凝土的凿除，保证所有松散及连接不牢固的混凝土都能够被凿除。进一步地，混凝土的凿除深度为18mm～22mm以使所述锈蚀钢筋露出。可以理解地，凿除混凝土后使锈蚀钢筋全部露出，以便于对锈蚀钢筋进行除锈防锈处理。

一些实施例中，打磨锈蚀钢筋的表面以除锈的步骤中，先用钢丝刷对锈蚀钢筋的表面进行粗打磨，再用钢砂轮打磨锈蚀钢筋表面的浮锈。可以理解地，钢丝刷粗打磨针对于钢筋表面锈蚀严重的区域，并除去钢筋表面混凝土残渣、油污及其它附着物；钢砂轮打磨用于除去锈蚀钢筋表面的浮锈。

具体地，本申请实施例的用于桥梁墩身的混凝土修复方法适用于桥墩上混凝土裂纹宽度大于0.5mm，或者出现混凝土表面隆起开裂、掉块、钢筋锈蚀明显、钢筋露出时。修复方法包括以下步骤：

1、检查桥梁墩身的混凝土表面，标识表面的缺陷位置，根据混凝土剥落露筋情况初步确定整治范围，并在桥梁墩身上标记清楚。在标记线外围对桥墩混凝土保护层厚度进行测量，找出多个保护层厚度为20mm的点并标记。将多点连线，确定为最终整治范围，连线应横平竖直。

2、桥梁墩身混凝土的凿除施工。首先，用手持切割机沿锈蚀钢筋附近对桥梁墩身混凝土进行切割，切割深度10mm～15mm。其次，采用小电镐对锈蚀钢筋附近混凝土进行凿除，凿除深度约20mm以凿到锈蚀钢筋全部露出为准，凿除时应尽可能避免对钢筋造成伤损或变形。病害整治范围内混凝土的凿除应沿着发生锈蚀的钢筋附近进行，以露出的钢筋无明显锈蚀为准，不超出整治范围的边界区域。所有的松散、连接不牢的混凝土均应凿除，凿出的界面应粗糙且全部为新界面，不得存在老界面。最后，采用拉毛机对病害整治范围内未凿除的桥梁墩身表面混凝土进行拉毛。

3、除锈防锈。先用钢丝刷对钢筋表面锈蚀严重的区域进行粗打磨，并除去钢筋表面混凝土残渣、油污及其他附着物，再用钢砂轮打磨钢筋表面残余的浮锈。打磨除锈结束后，按比例配制防锈漆并涂刷两遍。防锈漆的性能指标参照表1。防锈漆包括底漆和固化剂，底漆包括低粘度的合成树脂、石墨烯材料、片状颜填料机铁锈转化剂，上述防锈漆的固化剂和底漆按照质量比1∶12.5混合搅拌均匀，熟化半小时后采用涂刷方式使用。

表1防锈漆性能指标

4、填充凿除区域。待防锈漆表干后，再次清理混凝土表面的油漆、灰渣等，使混凝土界面干净、干燥。配制改性环氧树脂胶泥材料，改性环氧树脂胶泥材料包括以重量份计的下列各组分：双酚A型环氧树脂100重量份、硅烷偶联剂2重量份、增韧剂10重量份、抗氧化剂5重量份、稀释剂6重量份、固化剂10重量份、促进剂2重量份及无机颜填料240重量份。搅拌均匀后先填充钢筋周边的凹坑，再填充凿除区域即将改性环氧树脂胶泥材料涂刷于混凝土表面和钢筋表面。钢筋周边需要填充密实。改性环氧树脂胶泥材料的涂刷应分多次进行，单次涂刷厚度不大于2cm，钢筋外部保护层厚度不小于2cm。其中，改性环氧树脂胶泥材料的性能指标参照表2。

环氧修补材料层固化后，用钢筋探测仪探测涂刷后的桥梁墩身表面环氧修补材料层厚度，厚度小于2cm时需补涂改性环氧树脂胶泥材料；当整治区域内的桥墩表面环氧修补材料层的厚度均大于或者等于2cm时，方可结束涂抹作业。涂刷结束且环氧修补材料层固化后，用角磨机将整治区域内的环氧修补材料层表面打磨平整。

表2改性环氧树脂胶泥材料性能指标

5、涂刷表面封闭材料。采用聚合物改性水泥基材料作为表面封闭材料对病害整治区域进行涂刷，该材料为水泥色，涂刷后颜色与桥梁墩身混凝土颜色一致，保证了整治后的美观性。配制上述表面封闭材料，封闭材料包括以重量份计的下列各组分：水泥100重量份、减水剂0.7重量份、调凝剂0.3重量份、抗分散剂2重量份、无机颜填料25重量份、细砂240重量份、苯丙乳液5重量份、水40重量份。将封闭材料均匀涂刷于病害整治区域，涂刷分三遍，每遍涂刷都要等到上遍涂层表干后再涂，且两次涂刷的方向相互垂直，形成的封闭涂刷材料层的厚度应大于0.3mm。封闭材料的性能检测结果参照表3。

表3封闭材料性能检测结果

6、表面清理、打磨。表面封闭材料层硬化后，对施工区域的表面进行清理，对封闭涂刷材料涂刷较厚、错台或毛面处用砂纸打磨平整。

7、平台拆除及现场清理、恢复。全部施工完成后，拆除施工平台，清理施工现场工具、垃圾等物品，并对既有的铁路栅栏、绿化进行恢复。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不同限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于桥梁墩身的混凝土修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

凿除锈蚀钢筋外部的混凝土；

打磨所述锈蚀钢筋的表面以除锈；

在打磨后的所述锈蚀钢筋表面涂刷防锈漆；

在凿除区域填充改性环氧树脂胶泥材料形成环氧修补材料层；

在所述环氧修补材料层的表面涂刷封闭材料。

2.根据权利要求1所述的用于桥梁墩身的混凝土修复方法，其特征在于，所述改性环氧树脂胶泥材料常温下的垂流度小于或者等于2mm。

3.根据权利要求1所述的用于桥梁墩身的混凝土修复方法，其特征在于，所述改性环氧树脂胶泥材料包括以重量份计的下列各组分：双酚A型环氧树脂100重量份、硅烷偶联剂1～3重量份、增韧剂8～12重量份、抗氧化剂0.4～7重量份、稀释剂4～8重量份、固化剂8～12重量份、促进剂1～3重量份及无机颜填料200～300重量份。

4.根据权利要求1所述的用于桥梁墩身的混凝土修复方法，其特征在于，所述封闭材料包括以重量份计的下列各组分：水泥100重量份、减水剂0.5～1重量份、调凝剂0.2～0.5重量份、抗分散剂1～3重量份、无机颜填料20～30重量份、细砂200～300重量份、苯丙乳液4～7重量份、水35～45重量份；和/或

所述封闭材料的涂刷厚度大于或者等于0.3mm。

5.根据权利要求1所述的用于桥梁墩身的混凝土修复方法，其特征在于，所述防锈漆包括以重量份计的下列各组分：合成树脂100重量份、石墨烯材料0.2～0.5重量份、片状颜填料200～400重量份、铁锈转化剂20～50重量份、固化剂10～20重量份。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的用于桥梁墩身的混凝土修复方法，其特征在于，所述在凿除区域填充改性环氧树脂胶泥材料形成环氧修补材料层的步骤具体包括：

用所述改性环氧树脂胶泥材料先将所述凿除区域的周壁上的凹坑填平，再将所述凿除区域填满以形成所述环氧修补材料层。

7.根据权利要求1～5任意一项所述的用于桥梁墩身的混凝土修复方法，其特征在于，所述在凿除区域填充改性环氧树脂胶泥材料形成环氧修补材料层的步骤中，分多次填充所述改性环氧树脂胶泥材料，单次填充所述改性环氧树脂胶泥材料形成的环氧修补材料层的厚度小于或者等于2cm。

8.根据权利要求1～5任意一项所述的用于桥梁墩身的混凝土修复方法，其特征在于，所述锈蚀钢筋外部形成的所述环氧修补材料层的厚度大于或者等于2cm。

9.根据权利要求1～5任意一项所述的用于桥梁墩身的混凝土修复方法，其特征在于，所述混凝土修复方法还包括：在凿除锈蚀钢筋外部的混凝土之前，沿所述锈蚀钢筋对混凝土进行切割，切割深度为10mm～15mm；和/或

所述混凝土的凿除深度为18mm～22mm以使所述锈蚀钢筋露出。

10.根据权利要求1～5任意一项所述的用于桥梁墩身的混凝土修复方法，其特征在于，所述打磨所述锈蚀钢筋的表面以除锈的步骤中，先用钢丝刷对所述锈蚀钢筋的表面进行粗打磨，再用钢砂轮打磨所述锈蚀钢筋表面的浮锈。

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