某隧洞砼表面缺陷环氧砂浆修补技术

　　摘要：对某隧洞表面几类缺陷采用了不同的处理方法，重点阐述了隧洞砼缺陷采用了环氧砂浆修补过程的配料、需用工具和施工工艺。
　　关键词：隧洞，缺陷，环氧砂浆，修补
　　一、隧洞砼的缺陷与处理方案
　　（一）缺陷问题
　　隧洞洞身段砼衬砌完成后，发现以下质量缺陷；
　　1、 表面残留的钢筋头及孔、洞等；
　　2、 砼衬砌各段之间，新老砼之间因两次浇自由式形成的棱坎、错台；
　　3、 表面蜂窝、麻面、空洞；
　　4、 施工冷缝；
　　5、 过流面不平整；
　　6、 砼裂缝。
　　（二）缺陷处理方案如下
　　1、缺陷问题：外露钢筋头；
　　处理方法：凿掉钢筋周围砼，凿除直径不小于2d（d为钢筋直径）深度不小于1.5d，用环氧砂浆填塞密实。
　　2、缺陷问题：螺栓孔；
　　处理方法：喷类烧掉人油迹，用环氧砂浆填塞密实。
　　3、缺陷问题：施工冷缝蜂窝麻面渗漏；
　　处理方法：将表面松散层凿至密实砼面，洞内利用段彩用环氧砂浆填实抹平、压光，非利用段和出口段用高强预缩压实抹光。
　　4、缺陷问题：架空、漏振形成的空洞
　　处理方法：凿至密实砼面，润湿后用同标号细石砼回填密实，表面预留1cm，用环氧砂浆填实抹平，压光。
　　5、缺陷问题：棱坎、错台；
　　处理方法：先凿除棱坎，预留5mm保护层，用手持电动砂轮研磨平整，对凹陷部位凿后用高强预缩砂浆或环氧砂浆填实抹平。
　　6、缺陷问题：过流面不平整；
　　处理方法：底板面、侧填面：垂直流向，平行流向的升、跌坎均磨成1/50缓坡连接。
　　7、缺陷问题：砼裂缝
　　处理方法：待灌浆完成后，对仍有渗水的贯穿性裂缝凿槽法，环氧砂浆修补，末渗水的表面裂缝据统计宽度小于0.5mm，根据己往工程施工经验可不处理。
　　
　　现就裂缝处理采用环氧砂砂浆修补方案进行重点阐述；
　　环氧树脂具有强度高，粘结力大，收缩小，化学稳定好和施工工艺简便等优点。
　　根据科学试验和生产实践证明，环氧树脂在防渗、抗冲刷、新老砼粘结以及抗气蚀等方面都得到广泛的使用，在修补砼工程缺陷方面具有较好的效果。
　　二、环氧树脂材料性质和技术要求
　　（一）环氧树脂
　　环氧树脂在未加固化剂性质稳定，常温下不起变化，能长期贮存（2~3年）。
　　（二）增韧剂
　　环氧树脂加固化剂固化后其性质较脆，为了增加其韧性，需加入增韧剂，常用的增加韧剂有以下几种：
　　邻苯二甲酸二丁脂（简称“二丁脂”，有毒）
　　此材料为无色（淡黄色）低粘液体，与环氧树脂混溶固化后不起交联作用，在水中或空气中将随时间增长，逐渐离析出来，一般用量为环氧重量的（10~20）%。
　　分子量278.34
　　比重（密度）1.06（20℃）
　　凝固点-10℃~-6℃
　　不饱和聚脂树脂
　　它是蓖麻油改性为了聚脂树脂，为一种黄色（或褐色）透明粘稠体，有一定的增韧作用，由于它本身是长链分子材料，耐久性能好，用量一般为环氧树脂重量的（20~30）%。
　　注：用乙二胶作为固化剂时，304用量20%，用间苯二胺固化剂时，304用量30%；
　　其它增韧剂有：聚酰胺、聚硫橡胶、煤沥青等。聚酰胶和聚硫橡胶增韧效果较好，但价格高昂。煤沥青对强度影响非常大，用的不多。
　　（三）稀释剂（或叫活性剂）
　　稀释剂是用来降低环氧树脂粘度的，稀释剂能改善环氧树脂的湿润能力，提高粘结强度，加入稀释剂后可以渗入较多的填料，能降低成本。
　　稀释剂有使树脂固化后热膨胀系数增加的倾向，因此用量不能过多，最好控制在环氧重量的20%以下。
　　稀释剂可以分为：活性稀释剂及非活性稀释剂两种。
　　活性稀释剂，有环氧丙烷基醚（牌号690#）
　　所增加的用量按稀释剂的环氧值来确定。
　　非活性稀释剂有丙酮；
　　加入非活性稀释剂时，在固化过程中和固化后将逐渐析出，结果将增加收缩性，降低粘结强度，改变交联结构的密度和抑制链的生成过程，因此应尽量少用非活非稀释剂（一般10%）。
　　但是涂抹薄层稀释剂时可用非活性稀释剂，使它在固化过程中能挥化掉。
　　（四）固化剂
　　固化剂是环氧树脂中主要的组成材料，它与环氧树脂起反应使其固化、生产强度，常用的固化剂有以下几种：
　　1、间苯二胺：
　　纯净的间苯二胺为灰白色针状结晶，不纯净的为灰黑色晶体。若含有邻苯二胺时，别在空气中颜色迅速变深，并起氧化作用，受潮后变成褐色，但对性能无影响。
　　间苯二胺有4个活泼氢，可与树脂分子4个环氧基起作用，它是一种高温固化剂，在室温下固化速度慢，固化程度也不甚完全。
　　用量为环氧树脂重量的（15~17）%。
　　分子量108.4
　　比重（密度）1.139
　　溶点61℃~-63℃
　　沸点284℃~278℃
　　2、乙二胺
　　乙二胺为无色液体，有刺激臭味和腐蚀性，含有4个活泼氧，每个分子乙二胺可与4个环氧基因起反应。
　　乙二胺是一种室温固化剂，在室温下固化很快，因此混合时温度不能太高。
　　乙二胺用量为环氧树脂重量的（9~10）%。
　　分子量60.1
　　比重（密度）0.898
　　溶点8.5℃
　　沸点116℃~117℃
　　3、二乙三胺
　　二乙三胺为无色（淡黄色）液体，有刺激臭味，安是一种室温固化剂，在室温下固化较快，混合时温度不能过高。
　　用量控制在环氧树脂的12%左右。
　　4、Tn
　　Tn为紫红色稠液体，无刺激臭味和腐蚀性，Tn也是一种室温固化剂，在室温下固化较快，混合时温度不能过高。
　　（五）填充料（环氧树脂的填充料）
　　使用填充料的目的是为了减少树脂的用量，降低成本，不能降低热膨胀系数，收缩性，增加导热系数和粘结力，如果参入比例恰当，还可改善树脂材料的工艺性能，同时应保证每个颗粒能被树脂包裹着。
　　加入的填料应用较多的为惰性物质，并且不能与树脂及固化剂起化学反应，水工上常用的填料有：
　　石英粉、石灰石粉、灰绿石灰、水泥，其颗粒大小应通过100目，（孔/平方厘米）筛孔，同时要清洁，干燥。
　　1、 细砂：要求石英含量高，质地坚硬、干燥、清洁，粒径为0.3~0.6mm
　　三、环氧树脂砂浆常用量（均采用重量比）
　　1、环氧树脂用量（重量比）100；
　　2、增韧剂
　　（1）邻苯二甲酸二丁脂10-20、（2）不饱和聚脂树脂30、（3）聚酰脂20；
　　3、稀释剂（活性剂）
　　（1）环氧丙烷基醚10~20、（2）丙酮10；
　　4、固化剂
　　（1）间苯二胺15-17、（2）乙二胺9-10、（3）二乙三胺12、（4）Tn20-40；
　　5、填料
　　（1）细砂600、（2）水泥200。
　　四、隧洞砼表面缺陷的环氧砂浆配料比例
　　根据实际情况，隧洞砼表面缺陷先期修补的采用固化剂为乙二胺的环氧砂浆，填充料用525#黑水泥，由于乙二胺有毒，另外为使修补的环氧砂浆与原砼表面颜色尽可能一致，所以后期修补段采用固化剂为Tn的环氧砂浆，填充料用425#白水泥和425#黑水泥混合，白、黑水泥重量比为1：4。
　　采用乙二胺作固化剂的环氧砂浆配比（重量比）
　　环氧砂浆634（E42）二丁脂丙酮乙二胺水泥（525#）细砂
　　100151010200600
　　采用Tn作固化剂的环氧砂浆配比（重量比）
　　环氧砂浆634（E42）二丁脂丙酮Tn水泥（白黑）细砂
　　100151022200600
　　五、环氧砂浆施工工具：
　　（一个工作面需要配备的工具）
　　1、70一80cm口径的锅一口(砂子加熟用)，炉子一个。
　　2、加温水槽一个(环氧隔水加熟用)，炉子一个。
　　3、铁桶二个(环氧隔水加熟用)。
　　4、方口小铁铲二把(加熟砂子用)。
　　5、长60一70cm的长方形搪瓷盘3个(拌合基液及环氧砂浆用)。
　　6、漆工刮灰铲4一8把。
　　7、20kg台称一台。
　　8、500毫升量杯4个，1000毫升量筒2个。
　　9、长20一25cm，宽6一8cm铁泥抹子8把。
　　10、铁簸箕2一3把(运环氧砂浆料用)。
　　11、钢丝刷子10把。
　　12、1000W电炉子3个，炉架一个(烤泥抹的支架)。
　　13、1000W碘鸽灯3把(烤干、烤热砼表面用)。
　　14、凿毛用的剁釜3一5把(凿砼表面用)。
　　15、0一100℃温度计3把(测水温和基液温度用)。
　　16。0.6~1.2mm筛子一个。
　　六、环氧砂浆施工工艺
　　1、砼表面处理：
　　要求砼表面无油渍、无灰尘、无污物，而且砼表面要打毛凿去乳皮，坚固无松动颗粒。施工的砼表面温度要达到2OC以上。其处理办法如下：
　　人工凿毛砼表面，用钢丝刷掉松动颗粒，再用高压水冲洗干净，使其干燥。
　　2、对处理好的砼裴面涂刷环氧基液，为了使老砼表面充分被环氧基液润湿，保证结合良好，在涂抹环氧砂浆前，应在砼表面上涂刷一层环氧基液。涂刷前，将砼表面用碘钨灯烘熟到20℃以上。涂刷基液一定要均匀，厚度不超过l毫米，对凹凸不平的地方，应特别注意涂好。
　　涂刷的方法：人工采用油漆刷将环氧基液涂刷在砼表面。涂刷的范围应超出涂抹环氧砂浆范围5cm左有。基液涂刷后，应注意将表面气泡排除(用针刺破气泡)。要特别洼意保护，
　　严防杂物、泥尘掉入及往来人员践踏。
　　涂刷环氧基液后须间隔一定的时间(一般为30一45分钟为宜，不得超过1.5小时)，待基液中的气泡消除后并且发粘才能涂抹环氧砂浆。
　　待停的时间长短。一定要把握住火候，手指压涂刷基液的表面，略有粘性，指尖上粘起
　　微微的细丝，这时涂抹环氧砂浆正好。
　　3、环氧砂浆的拌制:
　　每次拌和环氧砂浆的数量，应根据用固化剂和工作温度来决定。用乙二胺私T31固剂时，一次拌和量(以环氧树脂重量计算)不宜超过2公斤。人工拌和一般在2分钟内要和均匀，不得超过5分钟。拌和程序如下:
　　(1)细砂在锅内加热100一200℃之间烘干。
　　(2)环氧树脂隔水加热至70℃左右。
　　(3)按重量比称取定量的水泥和烘干的砂子，拌和均匀。
　　(4)按重量比用量筒、量杯量取定量的环氧树脂、二丁脂、丙酮倒入拌和盘中拌均匀并冷却至35℃以下，再倒入己量好的乙二胺(或T31)搅拌均匀即得到环氧基液。然后再加入已拌和好的砂子、水泥填料，在二分钟内拌合均匀，即制成环境砂浆(保持环氧砂浆的温度在35一40℃)。
　　(5)环氧砂浆盛于小铁簸箕中运往施工现场涂抹。
　　4、涂抹环氧砂浆：
　　人工采用铁抹子涂抹斜、立面环氧砂浆，并认真做好以下注意事项：
　　(1)在涂株过程中。往往发生向下流淌的现象，应不断的进行压抹，并用力压实直至表
　　面翻出浆液。涂抹后发现有气泡的地方，应在固化前将气泡刺破，排出气体，并回填环氧砂
　　浆抹平。涂抹厚度0.5一lcm，超过lcm厚度时应分层涂抹，涂抹第二层前，应给第一层抹好环氧砂浆的表现仍然涂刷一层基液，涂抹厚度超过4cm时，应立模浇筑。
　　涂抹第一层与第二层环氧砂浆之间应间隔48小时。
　　(2)涂抹环氧砂浆时，砼的表面温度保持在20℃以上，环氧砂浆温度应在35一40℃。
　　(3)铁抹子应在电炉子上烘烤加热到抹时冒气较好。
　　(4)抹环氧砂浆块与块的接茬处时，把宽度约3一5cm作成斜坡状，便于接茬处叠加平滑下一块涂刷基液时要给此处涂刷基液。
　　(5)环氧砂浆养护工作
　　环氧砂浆涂抹后4一6小时开始养护工作，要求保温在20一25℃之间持续72小时以上。
　　(6)劳动保护
　　环氧树脂中某些材料如二丁脂和胺类均有影响操作人员的健康因素，操作人员一
　　必要的保护设备，如手套、口罩等。
　　(7)工具清洗
　　用后的工具如漆刷应立即泡入丙酮中洗干净，灰刀、铁抹子、拌浆盘等用丙酮洗干净；
　　结语：
　　在该隧洞砼表面缺陷修补的全过程中，我们始终严格按照配比称量和施工工艺流程施工，确保了修补后的质量满足了设计要求，达到了内坚外光，接茬平整，并尽可能使外观着色与原砼颜色接近。