[发明专利]超高性能桥墩加固修复的复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超高性能桥墩加固修复的复合材料及其制备方法，属于桥梁工程及其工程加固修复技术领域。本发明桥墩加固修复材料具有高强度、高韧性、高耐久性、低收缩、高流动性与旧混凝土粘结力强等性能，提高了桥墩的支撑强度和抗冲击强度，保证桥梁本体的稳定支撑，提高桥梁的使用寿命，降低了后续维护成本。在桥梁加固领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种桥梁结构加固修复材料及其制备方法，特别是涉及一种桥墩加固修复材料及其制备方法，应用于桥梁工程及其工程加固修复技术领域。

背景技术

桥墩是桥梁结构中主要的组成部位。在桥梁的受力体系中，桥墩作为桥梁的主体结构及主要支撑物，不仅承受桥跨结构传来的全部荷载，而且还直接承受压力、水流冲击力、船舶撞击力等多种荷载。在荷载及外界环境的作用下，桥墩很容易出现各种病害，如桥墩混凝土表面脱离、蜂窝、裂缝、露筋等等。这些病害的存在极大降低了桥墩的耐久性和稳定性，严重的还会造成桥梁的倒塌，增加经济成本的支出，影响人们正常的交通出行，存在较大的安全隐患。桥墩破坏将导致桥梁“生命线”的中断，对经济和人员伤亡所造成的损失将不可估量，无论对于旧危桥的承载力加固，还是已经损坏的桥墩的加固修复，钢筋混凝土的桥墩加固与修复技术都具有重要的实用价值和经济意义。

现有技术中对混凝土桥墩的加固一般采用增大截面法，即通过在桥墩的周围浇筑混凝土来增大桥墩的截面，从而提高其承载力。但是通过浇筑混凝土来增大截面并不能很好地避免裂缝和破损的再次发生。这是因为，经此处理的结构外表面仍然是混凝土结构，其还可能再次开裂和破损，采用此方法的缺点是：新旧混凝土的结合差、修补层易剥落、抗拉强度小、易开裂，修复及养护工期长等。另外，传统的桥墩加固方法所需要的机械设备容易受到桥墩周围场地、地质、交通等条件的限制，不便施工。因此，现有技术中需要一种效果更好的混凝土桥墩的加固材料和方法，这成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种超高性能桥墩加固修复的复合材料及其制备方法，构建高强度、高耐久性、抗裂性能好、施工方便、性价比好及工期短的桥墩加固修复系统。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种超高性能桥墩加固修复的复合材料，在桥墩的外层的原有混凝土层依次形成结合面和超高性能混凝土修复层，形成具有复合层结构的桥墩加固修复系统。

作为本发明优选的技术方案，所述超高性能混凝土修复层采用胶凝材料、骨料、掺合料和外加剂作为配料制成，所述胶凝材料由水泥、矿粉、矿粉、微硅粉组成，所述骨料采用石英砂，所述掺合料采用钢纤维，或者采用钢纤维和高强纤维组成；所述外加剂采用聚羧酸减水剂和消泡剂组成，或者采用聚羧酸减水剂、消泡剂和改性剂组成；所述超高性能混凝土修复层的材料组成及重量百分比如下：

水泥为30-60％，矿粉为5-20％，粉煤灰为5-20％，微硅粉为5-20％；

石英砂为15-50％；

钢纤维为5-15％，高强纤维为0-15％；

聚羧酸减水剂为0.01-0.5％，消泡剂为0.001-0.06％，改性剂为0-0.05％。

优选水泥为强度等级为52.5或以上的普通硅酸盐水泥；

优选矿粉为S95级矿粉或S105级矿粉中的任意一种或两种的混合材料；

优选粉煤灰为粒径不大于5μm的粉煤灰超细微粉；

优选微硅粉的平均粒径为0.1-0.3μm，火山灰活性指数不低于116％，为提高混凝土强度和耐久性、减少泌水、提高抗渗性，微硅粉的比表面积为20000～28000㎡/kg。