Sikadur® SBA – лепила за конзолен монтаж на мостови конструкции

В допълнение към нашата доказана серия епоксидни лепила с общо предназначение Sikadur®-31, разработването на специална серия лепила за конзолен монтаж на мостови сегменти под наименованието Sikadur®-31 SBA беше необходимо, за да се отговори на специфичните изисквания на проектантите на мостови конструкции. Разработването на този тип лепила е съобразено не само с препоръките на два независими органа, но са взети под внимание и всички специфични обектови изисквания на нашите клиенти и партньори.

Гамата Sikadur®-31 SBA е създадена да удовлетвори изискванията, на които стандартната гама лепила не може да отговори, т.е. да реши въпросите, които остават нерешими с традиционните лепила Sikadur®-31. Сика разполага с продуктова гама от SBA (Segmental Bridge Adhesives) лепила съгласно всички изисквания на FIP и AASHTO, която e успешно приложима при силнопроменливите обектови условия на работа.

История на лепилата за конзолен монтаж

Успешната комбинация от системи за предварително напрягане и подходящо монтажно оборудване доведе до разработването на метода на сглобяемия конзолен монтаж на мостови конструкции. Счита се, че първите разработки са били извършени във Франция около 1940 г., но днешния глобален успех на тази система се дължи на влиянието на множество иновативни инженери, предприемачи, производители на оборудване и на специализирани строителни системи от целия свят. В наши дни, тази технология е напълно приета и установена в световен мащаб. Нещо повече, тя се използва изключително успешно в редица големи проекти, включително и на много от най-престижните мостови конструкции в по света.

Сика се сблъсква с тази технология в периода 1966 г. и 1969 г., когато в близост до Монтрьо в Швейцария е проектиран и построен виадукта Chillon. Сика е основен доставчик на добавките за бетон, както и на спомагателните системи за изготвяне на сглобяемите стоманобетонни елементи, но за първи път Сика е помолена да разработи система от високоякостно лепило на основата на епоксидна смола, за осигуряване на структурна връзка в зоните на свързване на стоманобетонните сегменти.

Развитието на лепилата за конзолен монтаж продължава малко по-късно, по време на строителството на магистрали през планините на Северна Италия в района на Болцано. Лепилата Sikadur®-31 се използват с голям успех и в много големи количества. От този момент, пазарът на този тип лепила нараства значително в световен мащаб, като изискванията към системите и процесите на нанасяне на лепилото са прецизирани. Sikadur®-31 служи за ориентир и отправна точка за развитието на цяла гама от специализирани структурни лепилата за конзолен монтаж на мостови конструкции представени в нашето портфолио под абривиатурата SBA (Segmental Bridge Adhesive).

Продуктова гама лепила Sikadur®-31 SBA

Наред с доказаното лепило Sikadur®-31, което е било използвано и до ден днешен се използва широко за множество различни строителни приложения, постепенно се очертава ясната необходимост от специални лепила за мостови сегменти, които могат да отговарят на различните и все по-прецизни изисквания на съвременните мостови конструкции и позволяващи нанасяне при различни работни температури, които се случват по време на строителните процеси в различните части на света.

Предизвикателството включваше не само разработване на лепила, отговарящи на FIP и AASHTO, но и съответстващи на голямото разнообразие на атмосферни условия на различните строителни обекти. Нанасяне при дневни температури от +45°С, втвърдяване при ниски нощни температури, в комбинация с възможност за бързо сглобяване и нарастване на конзолната мостова конструкция.

В резултат на всички тези изисквания в продуктовото портфолио на Сика се появява оптимизирана гама от високоякостни лепила Sikadur®-31 SBA, подходящи за използване на най-трудните инженерни проекти. Sikadur®-31 SBA се основават на реактивна епоксидна система със специално подбрани гранулометрии, позволяващи непрекъснат оптимизиран процес на конзолен монтаж на мостовите сегменти. Освен високите механични показатели, отличните характеристики на нанасяне на лепилата се запазват в голям времеви диапазон.

Графиката по-долу представя общ преглед на температурния диапазон на лепилата Sikadur®-31:

Използването на епоксидни лепила за свързване бетонни сегменти представлява предизвикателство за технологията на смолата. Характеристиките на използваните материали трябва да бъдат внимателно подбрани, така че лепилото да отговаря на следните изисквания:
– да свърже повърхностите, така че натисковите, срязващите, а при някои проекти и опънните усилия да могат безопасно да бъдат предавани между отделните сегменти;
– да се развият достатъчно високи якостни показатели за определен период от време, така че сегментите могат да се монтират с предвидената в проекта бързина;
– да играят ролята на смазка по стените на фугата между отделните сегменти, за да улесни позиционирането им по време на монтажа;
– да уплътни фугите между отделните сегменти срещу последващо проникване на вода, антиобледенителни соли и др., т.е. да защити предварително напрегнатите кабели от корозия, да запечати кабелните канали, като осигури защита срещу изтичане на разтвора за замонолитване на кабелите.

За да отговори на всички тези изисквания, при различни обектови условия, включително променливите температури, влажност, скорост на строителство, смесване, нанасяне и т.н., епоксидните лепила трябва да са внимателно подбрани, с точно определени характеристики и ясни методи за тяхното изпитване. Началните щрихи на тези специфични изисквания за изпитване на материалите са били публикувани за първи път през 1978 г. от „International Federation of Prestressing“ (FIP, сега известна като FIB „Fédération Internationale du Béton), а също и от „American Association of State Highway and Transportation Officials“ (AASTHO). Тези нормативни документи описват различните методи, които следва да се използват при изпитванията на материалите, като посочват и всички допълнителни изисквания за характеристики на епоксидните лепила. Въпреки че са публикувани като препоръки и насоки, в днешно време те се считат за задължителни и се съблюдават от всички проектанти, консултанти, изпълнители и техните клиенти. Таблицата по-долу съдържа основните критерии, обхванати от FIP и AASHTO, които са ясно посочени в техническите спецификациите на материалите на Сика:

Поради масовото строителство на мостове чрез конзолен монтаж в САЩ и Северна Америка, повечето от посочените в таблицата параметри се определят по ASTM стандарти, разработени специално с тази цел.

Предназначение на епоксидните лепила

Целите на използването на епоксидна смола в ставите между отделните сегменти са:
– поддържане на монолитност и структурната цялост на фугите/ставите между стоманобетонните сегменти;
– цялостно запълване на всякакви неравности между повърхностите на сегментите;
– осигуряване на водонепропускливост, предотвратяване на проникване на хлориди към напрегнатите кабели;
– да действа като лубрикант за лесно и бързо напасване на сегментите;
– осигуряване на плътно прилепване на стените на отделните сегменти, за директно предаване на натисковите и срязващите напрежения.

Епоксидите са под формата на двукомпонентни съединения, състоящи се от смола и втвърдител. Когато отделните компоненти се смесят заедно, започва реакция, при която материала постепенно преминава в твърдо състояние (втвърдяване на смолата), което може да отнеме от няколко минути до няколко часа, в зависимост от състава, температурата на съхранение и на околната среда, смесеното количество смола и др. Времето за втвърдяване по-кратко при високи температури и при смесване на големи количества от смолата. За някои приложения, като например при последователния едностранен конзолен монтаж, е желателно лепилото да има дълго отворено време за работа, за да обхване спецификите на този тип монтаж, който може да отнеме няколко часа.

На Американския пазар, SBA лепилата са специално формулирани като нормално и бавно свързващи (normal and slow set). При последователен симетричен конзолен монтаж стандартно се използват лепилата с нормално времесвързване (normal type), докато при последователния едностранен монтаж е необходима употребата на лепила със забавено времесвързване (slow type).

В допълнение, те са формулирани за използване в различни температурни граници от 20°F до 115°F (от -7°С до +46°С). В зависимост от изискванията на проекта и съответните атмосферни условия е много важно да се използва съответното лепилото, което да осигури адекватно отворено време за работа и оптимално развитие на якостните показатели.

Преди нанасяне на епоксидното лепило Sikadur®-31 SBA, е важно е да се премахне прахта, циментово мляко, мазнини, масла, смазки, остатъци от кофражни масла, влагозадържащи агенти, импрегнатори, вакси, ронливи частици и всякакви други замърсители, от повърхностите, подлежащи на залепване. Основите на сегментите трябва да бъдат чисти и здрави. Могат да бъдат сухи или влажни, но без локви и лед.

Смесване на смолата обикновено се прави в металните баки, в които е доставена. Пропорциите на смесване на двата компонента са съобразени предварително, т.е. разбърква се цялото количество от комп. А с цялото количество от комп. В. Частично смесване на отделни части на обекта е нежелателно.

Епоксидните лепила се смесват в продължение на минимум 3 минути с подходяща бъркалка при ниска скорост (400-600 оборота в минута). При смесване, страните на кофата трябва да се остъргват, за да се гарантира, че няма остатъци от несмесен материал. Смесването и разбъркването продължава до постигане на хомогенен сив цвят.

Изисквания за нанасяне на лепилото са посочени в спецификациите. Нанасянето обикновено се извършва на ръка, като се използват дебели гумени ръкавици. Лепилото се нанася и от двете страни на стоманобетонните сегменти с дебелина ~1.5 – 2.0 мм. Тази дебелина е напълно достатъчна за да смаже сегментите и да осигури и да осигури водоплътност на завършена структура.

Когато сегментите се съберат и напрегнат, от притискането излишната епоксидна смола се изтласква навън. В зоните около всички кабелни канали на разстояние ~25 мм и всички ръбове на разстояние ~12 мм не трябва да се нанася лепило. Излишната смола трябва да се почисти преди да втвърди, защото в противен случай премахването й на по-късен етап е много по-трудно.

От съществено значение е да се предотврати проникване и втвърдяване на смола в кабелните канали. Евентуално втвърдяване на епоксида в тях би създало трудности при прекарването на напрягащите кабели и промяна на геометричната им линия. Използването на съединителни муфи опростява нанасянето на епоксидното лепило и гарантира, че смолата няма да проникне в кабелните канали при напрягане на сегментите.

Описаната технология на конзолен монтаж със специални епоксидни лепила Sikadur®-31 SBA успешно се прилага и при мостови стълбове, изградени от сглобяеми стоманобетонни кутии. Единствената разлика в това приложение е, че епоксидното лепило (по долната и горната повърхност на кутиеобразното сечениесе нанася хоризонтално), а не вертикално.

Референции

Сика е в бизнеса на лепила за конзолен монтаж (SBA) от повече от 50 години. С течение на годините са събрани множество референтни обекти от всички краища на света. По-долу са представени една малка част на някои от най-известните проекти.

Дунав мост II, Видин – Калафат, България/Румъния:

Oakland Bay Bridge, San Francisco, USA:

Sutong Bridge, China:

Colorado River Bridge, Hoover Dam, USA:

Jahra Road, Kuwait:

Забележка: Информацията в настоящото и всички други съвети се предоставят добронамерено и се базират на текущите познания и опит на Sika с продуктите при условия на правилно съхранение, боравене и използване в нормални условия в съответствие с препоръките на Sika. Информацията се отнася само за приложенията и продуктите, упоменати в настоящото. При промени в параметрите на използване като напр. промени в основата и др., или за друг вид приложение, консултирайте с Техническата служба на Sika преди да използвате продуктите на Sika. Информацията, съдържаща се в настоящото, не освобождава потребителя на продуктите от задължението да ги изпита за пригодност. Всички поръчки се приемат съгласно нашите текущи условия на продажба и доставка. Потребителите са длъжни винаги да правят справка с последното издание на Лист с технически данни за съответния продукт, копия от които се предоставят по заявка.