混凝土裂缝修复材料（共8篇）
混凝土裂缝修复材料 篇1
0 前言
混凝土渗透结晶防水材料中含有的活性化学物质通过载体向混凝土内部渗透, 并在混凝土中形成不溶于水的结晶体, 填塞混凝土中的毛细孔道及宏观微裂缝, 从而使混凝土致密、防水[1~4]。近年来, 混凝土渗透结晶防水材料在地铁、隧道、大坝、地下室等混凝土结构防水工程中应用越来越广泛[5~7], 并取得了较显著的经济效益及社会效益。尽管工程实践上应用较广泛, 但对混凝土裂缝修复的宽度仍存在不同见解。因此, 采用扫描电子显微镜 (SEM) 研究表征自制的混凝土渗透结晶材料对混凝土裂缝的自修复性能, 具有重要的理论和实际意义。
1 试验
1.1 混凝土渗透结晶防水材料的制备
1.1.1 制备机理
水泥混凝土中一般含有25%左右的未水化水泥和一些具有水化活性的物质, 在一定的条件下, 这些未水化的水泥和活性物质可继续反应, 形成结晶体沉淀。如果能够通过一定的反应机制使这些未水化的水泥和活性物质在孔隙和裂缝中反应, 利用所形成的结晶体堵塞孔隙与裂缝, 则可实现渗透结晶, 达到混凝土裂缝自修复的目的。基于这一思路, 笔者提出了化学转换渗透结晶反应机理。渗透结晶防水机理的具体设想是通过制备一种可与混凝土中存在的钙离子反应形成水溶性不稳定络合物、与硅酸根形成水溶性不稳定络合物但与钙离子不络合、不发生化学反应形成沉淀的化合物, 该化合物具有亲水性, 可随水在混凝土内部孔隙与裂缝中迁移渗透, 遇到未水化水泥和其它可水化物质后, 发生化学转换, 生成硅酸钙结晶体, 该结晶沉淀物可堵塞孔隙与裂缝, 实现裂缝自修复。而活性化合物在反应转换后, 恢复原态, 又可重新参与下一轮的反应。混凝土渗透结晶防水材料制备可用下述机理模型来表达:
催化剂 (1) +Ca2+→催化剂 (1) -Ca2+ (络合物)
催化剂 (2) +Si O32-→催化剂 (2) -Si O32- (络合物)
催化剂 (1) -Ca2++催化剂 (2) -Si O32-→Ca Si O3+催化剂 (1) +催化剂 (2)
1.1.2 混凝土渗透结晶防水材料的制备
按质量百分比将20%的胆碱和23%的柠檬酸钠加水溶解, 配制成溶液, 向溶液中缓慢滴加37%的三异丙醇胺和其它可溶性有机小分子物质, 混合均匀, 静止至溶液透明。
1.2 试验原材料及配合比
硅酸盐水泥:P·Ⅰ42.5级水泥, 山东青州某公司产;细集料:中粗砂, 细度模数2.6, 山东青州产;粗集料:5~31.5mm碎石, 山东青州产。混凝土渗透结晶防水材料:自制。水泥熟料化学成分及矿物组成见表1, 试验所用配合比见表2。
1.3 抗渗试件制备
在成型混凝土抗渗试件中, 在圆台中心由上而下贯穿一条宽40mm, 厚分别为0.5mm、1.0mm的铁片, 在临近终凝前将铁片拔出, 即人工制造一条裂缝, 向裂缝内灌入掺有渗透结晶材料的水泥浆, 1d后拆模, 送标准养护室养护。水泥浆配比按照渗透结晶材料:水:水泥=0.25:4:10的比例配制。
%
kg/m3
1.4 试验方法
抗渗性能测试按照SL352-2006《水工混凝土试验规范》规定进行, 将试件养护到规定的时间取出, 表面风干, 用蜡密封, 每次测试试件为一组六个。试件测试的初始压力为0.1MPa, 加压后保压1h, 如果没有渗水现象发生, 以后每隔1h加0.1MPa的压力, 直至第二个试件的端面出现渗水现象为止, 记录此时的压力值作为该组试件的抗渗压力。等所有试件均被水击穿后, 将试件在原来的养护环境中再养护同样的天数, 然后进行试件的二次抗渗性能测试。一次抗渗性能可以体现内掺渗透结晶防水材料试件的修复裂缝性能, 而二次抗渗性能体现的是内掺渗透结晶防水材料试件被击穿后重新养护其防水抗渗能力的恢复情况, 即二次抗渗性能反映了渗透结晶防水材料赋予混凝土试件的自修复能力大小。通过一次和二次抗渗性能可以表征渗透结晶防水材料对混凝土裂缝修复性能和自修复能力的作用效果。
1.5 试验结果与讨论
养护28d后测试混凝土抗渗性能, 试验结果见表3。
从表3可以看出, 人为制造≤1.0mm的裂缝, 灌入掺有渗透结晶材料的水泥浆后, 混凝土的一次和二次抗渗压力与没有裂缝的相同。裂缝大于1.5mm, 混凝土的一次抗渗压力降低, 表面裂缝为2.0mm, 混凝土的一次抗渗压力仅为0.1MPa, 小于表面没有裂缝的混凝土抗渗压力。因此, 可以看出, 渗透结晶防水材料能够愈合混凝土小于1.0mm的裂缝。
2 微观结构表征
带有裂缝混凝土的抗渗性能取决于修补后水泥浆与界面的结合程度[8~13]。因此, 采用扫描电子显微镜 (SEM) 对混凝土的微观结构进行测试分析, 有利于诠释混凝土的抗渗性能。利用扫描电镜研究混凝土微观形貌并从微观结构层次上揭示材料的性能是研究材料结构的最基本方法。采用SEM对28d龄期、预制不同裂缝宽度后掺加渗透结晶防水材料的水泥浆与混凝土界面进行微观形貌观察, 放大100倍, 结果见图1~图4。
从图1~图4可以看出, 28d龄期, 混凝土表面预制裂缝宽度分别为0.5mm和1.0mm时, 掺加渗透结晶材料的水泥浆与混凝土间的界面结合程度较好, 与表面无裂缝的混凝土界面过渡区处骨料与水泥石之间基本致密程度相差无几。预制裂缝宽度为1.5mm时, 水泥浆与混凝土间的界面结合程度不好, 界面结合处有较大的不规则空隙, 增加了混凝土的贯通能力, 降低了混凝土的抗渗性能。这主要是因为, 混凝土裂缝较小时, 渗透结晶材料中的活性化学物质和混凝土中的Ca (OH) 2能够反应, 消耗掉的Ca (OH) 2转变为具有胶凝性的硅酸钙, 填充了界面处的空隙, 界面结构得到改善。混凝土裂缝大于1.5mm时, 在一定的龄期内, 渗透结晶材料中的活性化学物质和混凝土中Ca (OH) 2的反应物不能够填充满界面的空隙, 水泥浆与混凝土间的界面结构薄弱, 降低了混凝土的抗渗性能。但随着龄期的延长和掺加较多的渗透结晶材料, 可使更多的反应物填充界面处的空隙, 界面结构得以改善, 混凝土的抗渗性能可能会有所提高。
3 结论
(1) 在既定的混凝土和水泥浆配合比下, 在一定龄期内, 渗透结晶材料能够修复一定宽度的混凝土裂缝, 水泥浆与混凝土间的界面结合程度较好。
(2) 混凝土裂缝宽度增加, 延长龄期或增加渗透结晶材料的掺量, 混凝土裂缝可能得以修复, 有待进一步研究。
混凝土裂缝修复材料 篇2
李玉辉(大连市政设计研究院,大连,116011)
刘启平(黑龙江林业设计研究院,哈尔滨,150080)
叶龙飞(中国瑞林工程技术有限公司,南昌,330002)
刊 名：北方交通 英文刊名：NORTHERN COMMUNI CATIONS 年，卷(期)： “”(2) 分类号：U418.6 关键词：自密实混凝土 聚合物改性 工作性能 极差计算
混凝土裂缝修复材料 篇3
碱集料反应 (Alkali-Aggregate Reaction, 简称AAR是指混凝土中的碱与具有碱活性的骨料间发生的膨胀性反应。AAR在混凝土成型后若干年逐渐发生, 其结果造成混凝土体积膨胀和开裂, 改变混凝土的微结构, 使混凝土的抗压强度、抗折强度、弹性模量等力学性能明显下降, 严重影响结构的安全使用性, 而且, 反应一旦发生很难阻止, 更不易修补和挽救, 被称为混凝土的“癌症”[1]。
美国1940年发现了首例因碱集料反应导致混凝土工程的事例, 此后, 在加拿大、巴西、波兰、日本等国家发现了碱集料破坏的事例[2]。我国长期采用中低标号的水泥, 碱含量较低, 直到1988年尚未发现严重的碱集料反应破坏的事例, 随着高标号的水泥使用的增多, 我国混凝土结构物发生碱集料反应破坏的危险性大大增加[3]。
发生AAR破坏必须具备三个条件, 即在混凝土中含有过量的碱 (Na2O, K2O等) ;骨料中含有碱活性矿物 (活性二氧化硅、白云质类石灰岩或粘土质页岩等) 和水。现在研究成果较多的是采用化学添加剂来抑制碱集料的发生[4]。这种方法对已经建成的混凝土结构物不能起到防治作用。
混凝土裂缝修复材料 (简称ECRM) 为一种液体材料, 在混凝土结构建成后, 可以通过外部涂抹, 使ECRM渗透扩散进入混凝土内部, 抑制碱集料反应的发生。本文试验研究了ECRM对碱集料反应的抑制效果, 为工程应用提供参考。
1 碱集料反应试验
1.1 试验原材料
水泥:江南小野田水泥有限公司产52.5级硅酸盐水泥;砂:Ⅱ区中砂, 细度模数为2.7;集料:石英玻璃砂;化学试剂:固体片状NaOH;水:普通饮用水。
1.2 试验方法及试件制备
检测碱集料反应的方法很多:岩相法、混凝土柱法和砂浆棒法, 砂浆棒法又分为高温蒸压法, 砂浆棒法和砂浆棒快速法。其中砂浆棒快速法试验时间短, 能有效的检测出具有碱活性的集料。本次试验采用砂浆棒快速法。水泥砂浆配合比为:水泥:水:砂=1.0:0.4:1.0, 试件尺寸为40mm×40mm×160mm的长方体试件, 每组三个试件。试件成型后放入标准养护箱养护1d后拆模, 试件成型后第3d, 用钢丝刷将试件表面的浮浆、脱模剂、油漆等物质刷掉, 然后用粘水的海绵将表面清理干净, 使混凝土表面在润湿的状态下进行ECRM涂抹施工, ECRM为六面涂抹。涂抹完成后将试件放入标准养护箱养护至试验规定的龄期。在涂抹施工后的7d, 每天定时向涂抹试件洒水, 洒至润湿但表面没有明水为止。将所有试件养护7d后, 进行砂浆棒快速试验, 用砂浆伸缩仪测试试件的膨胀率。为研究ECRM用量、活性集料含量、碱掺量等对碱集料反应的影响, 制备了以下试件:
(1) 不同ECRM涂量的试件
制备了ECRM涂量为0.1kg/m2, 0.2kg/m2和0.3kg m2, 试件中集料为10%的石英玻璃砂和90%的普通砂。其中碱掺量为1%。
(2) 不同活性集料掺量的试件
为研究ECRM对不同活性集料掺量试件的碱集料反应影响, 分别制备了石英玻璃掺量为0, 5%和10%的试件。其中碱掺量为1%, ECRM涂量为0.2kg/m2。
(3) 不同碱掺量的试件
为研究ECRM对不同碱掺量试件碱集料反应的影响, 制备了NaOH掺量为0, 1%, 2%的试件。其中活性集料掺量为10%, ECRM涂量为0.2kg/m2。
2 结果与分析
2.1 ECRM用量对碱集料反应的影响
图1为不同ECRM涂量的试件随时间膨胀率变化图。从图中可以看出:ECRM涂抹试件的膨胀率小于未涂抹试件, 且随着涂量的增大其膨胀率减小。由于活性集料及碱的存在, 试件都发生了较大的膨胀, 且膨胀率随着时间的增长而增加。试验中石英玻璃为碱活性集料, 且水泥碱含量较高, 试验中所有试件的膨胀率都大于集料碱活性临界膨胀率0.1%, 试验结果与预期相符。未涂抹试件在80℃碱溶液中养护4d后其膨胀率达到了0.13%, 养护至14d后, 其膨胀率为0.42%。ECRM涂抹试件膨胀率随试件变化规律与基准试件大致相同。但其达到集料碱活性临界膨胀率的时间较基准试件长, 且养护14d后, 膨胀率较基准试件大大减小。增加了ECRM的涂量, 试件的膨胀率减少, 但膨胀率的减少量与ECRM的用量不成线性关系。用量为0.2g/m2和0.3g/m2的试件的膨胀率较为接近, 其膨胀率随时间变化的曲线也相似。从抑制碱集料反应及经济角度出发, ECRM用量为0.2g/m2较为合适。
2.2 ECRM对不同活性集料掺量试件碱集料反应的影响
图2为不同活性集料掺量的ECRM涂抹试件膨胀率随时间的变化图。
从图2可以看出, 不同活性集料掺量试件膨胀率随着活性集料掺量的增加而增大, ECRM对试件的膨胀抑制作用减弱。不掺活性集料的基准试件在80℃的NaOH溶液中养护14d的膨胀率为0.13%, 以膨胀率为0.1%作为快速砂浆棒法中判断集料具有碱活性的标准[5], 说明此次所用河砂具有一定的碱活性。而活性集料掺量为5%和10%的试件, 在80℃的NaOH溶液中养护14d的膨胀率分别为0.20%和0.22%, 说明随着活性集料掺量的增加, 试件的膨胀率增大, 但随着活性集掺量的增大, 膨胀率增长的幅度减小。说明ECRM可有效降低高活性集料掺量试件因碱集料反应发生的膨胀率。ECRM对高活性集料掺量试件的碱集料反应抑制作用显著。
2.3 ECRM对不同碱掺量试件碱集料反应的影响
图3为不同碱掺量的ECRM涂抹试件膨胀率随时间变化图。从图3可以知, 不同碱掺量的ECRM涂抹试件膨胀率, 随着试件含碱量的加大, 试件的膨胀率增大。碱掺量为2%的试件膨胀率约为碱掺量为1%试件的2倍。而碱掺量为1%的试件膨胀率与不掺碱试件的膨胀率大致相同, 变化曲线也较为一致。说明ECRM对碱掺量为1%左右的混凝土抑制作用显著。
2.4 ECRM抑制碱集料反应机理分析
水泥的主要水化产物是水化硅酸钙 (CSH) 和氢氧化钙[Ca (OH) 2], Ca (OH) 2可以与活性集料反应置换出KOH或NaOH, 形成发生碱集料反应的必要条件。同时水泥中的碱通常以Na2O和K2O的形式存在, 在水泥水化过程中, 他们在孔溶液中溶解, 以Na++OH-和K++OH-等离子形势存在。使孔溶液中的p H值大大高于饱和溶液的p H值。如果存在活性集料及水分即会发生碱集料反应。
ECRM中的硅化物能与混凝土中的Ca (OH) 2进行反应生成CSH凝胶, 使水泥水化产物Ca (OH) 2的含量减少, 从而减少了碱集料反应所必须的碱。同时, ECRM能促进混凝土内部未水化的水泥颗粒继续发生水化反应, 形成稳定的水化硅酸钙 (CSH) 胶凝, 堵塞混凝土内部的毛细孔和裂缝, 提高混凝土的密实性和实现混凝土裂缝的自愈合, 增强了混凝土的抗渗性[6], 从而减弱了碱溶液中K+、OH-和H2O进入混凝土内部发生碱集料反应, 保护了混凝土结构的完整性。
ECRM可以减弱碱集料反应的三个条件 (活性集料、碱性溶液和水) 存在的几率, 从而很好的抑制了混凝土碱集料反应对混凝土的破坏。
3 结论
(1) ECRM对试件的碱集料反应具有较好的抑制作用。抑制效果随ECRM用量的增多而增强, 但增强效果不与ECRM用量成线性关系, 0.2kg/m2为最佳工程用量。
(2) ECRM对不同活性集料含量、不同碱含量的试件的碱集料反应都有很强的抑制作用, 对高活性集料含量试件的抑制作用尤为显著。
(3) ECRM抑制碱集料反应主要在于通过化学反应将活性物质生成稳定的CSH晶体, 同时通过催化作用激发未水化的水泥水化生成CSH胶凝堵塞混凝土内部孔隙和裂缝, 减少了碱和水向混凝土内部渗透发生碱集料反应。
参考文献
[1]张誉, 蒋利学, 等.混凝土结构耐久性概论[M].上海:上海科学技术出版社, 2003.
[2]Stanton T H.Expansion of concrete through reaction between cement and aggregate[J].Proceedings of American Society of Civil Engineering, 1940, 66:1781-1811.
[3]吴中伟.必须重视混凝土碱-集料反应的防治和研究[J].混凝土, 1990 (5) :3-7.
[4]莫祥银, 卢都友, 许仲梓.化学外加剂抑制硅酸反应原理及进展[J].南京化工大学学报, 2000, 22 (3) :72-77.
[5]Gratan-Bellew P E.Test methods and criteria for evaluating thepotential reactivity of aggregates[J].Pro of the8th Inter Conf on AAR in Concr;Society of Materials Science of Japan, 1989:279-294.
混凝土裂缝修复材料 篇4
1 混凝土特点
解决混凝土裂缝问题首先要了解混凝土的特点。混凝土作为道桥工程中的基础材料, 主要有如下几方面的特点:第一, 经济实惠。混凝土的取材较为广泛, 成本低, 价格较为实惠。从养护上来说, 作为道桥工程中最为常见的材料, 混凝土的养护费用相较其他方面来说较低。第二, 抗压性和可塑性强。混凝土抗压性强, 同时拥有可以浇筑为各种各样形状的可塑性。第三, 抗拉能力较弱。在经过众多的理论与实践相结合的研究分析后不难发现, 日常所用的混凝土的结构件均是具有裂缝的, 区别只是裂缝有大有小而已, 甚至有的裂缝细小大几乎用肉眼看不到的程度。虽然都具有裂缝, 但是非常细小的裂缝是不足以影响混凝土的使用和安全性能。但是, 某些混凝土裂缝会随着外部的作用力而使裂痕不断的增大或者产生更多裂缝, 使混凝土的耐久性以及强度降低。这种情况容易降低工程施工质量。
2 道桥工程产生裂缝的原因
2.1 由荷载而引起的道桥工程混凝土裂缝
因外荷载的原因而导致的混凝土裂缝主要有两种情况, 即直接应力裂缝以及次应力裂缝两种。其产生的主要原因表现在以下几个方面:
第一, 导致产生直接应力裂缝的原因主要为:a.设计阶段因设计员而导致裂缝。在计算阶段, 因为设计员在进行结构计算、计算模型等时发生漏算或者计算不合理, 使得荷载漏算, 造成最后使用的结构因尺寸不当而导致裂缝的产生。b.在道桥施工阶段, 因为施工人员忽略了预制结构的受力状况, 没有合理的安放施工设备, 在施工时也脱离了施工设计图而致使裂缝的产生。c.在道桥正式进入使用时, 产生裂缝的原因多样化, 比如, 通过的车辆载荷超出来道桥设计时所预期的载荷、天气条件的恶劣、自然灾害等都是道桥产生直接应力裂缝的原因。
第二, 次应力裂缝产生的原因主要为:a.当实际的结构物工作的状态公式计算得出的常规结构有些许出入时, 由于外载荷的作用下导致了一些结构的开裂。b.当道桥工程的结构体需要进行诸如开洞、牛腿设计等时, 其实际的受力状况与图纸中模拟出的计算结构产生一定的出入时, 常常导致混凝土次应力裂缝的产生。
2.2 由水分收缩而引起的道桥工程混凝土裂缝
在当今现实生活中, 大多数的混凝土裂缝都是因为混凝土中水分子的蒸发或其保湿方法不合适而导致的裂缝产生。主要包括以下四种情况:a.塑性收缩。塑性收缩主要是指混凝土在浇筑的过程所需要花费时间为四个小时, 在这期间水泥水产生了激烈的化学反应, 使得水分子快速的蒸发产生失水收缩现象, 这种情况就形成了混凝土的塑性收缩。b.缩水收缩。当混凝土变硬后, 表面的水分会慢慢蒸发, 混凝土内部的水分湿度也逐渐降低, 致使混凝土的体积变小, 产生收缩。c.自生收缩。自主收缩主要是由于混凝土在结硬时, 其内部发生的水泥同水之间的化学反应而形成的。d.炭化收缩。炭化收缩产生量较小, 一般出现在湿度为50%的情况下, 这主要是应为炭化收缩是因为需要空气中的二氧化碳同混凝土中的某些成分而发生了化学反应, 导致了混凝土的收缩。
2.3 由于地基而引发的道桥工程混凝土裂缝
地基作为道桥工程施工中的重要部分, 对道桥工程的建设起到重要的作用。而如果地基下沉或者地基水平方向发生位置移动, 会造成混凝土的结构抗拉的能力不足以支撑因地基变化而产生的附加应力, 致使混凝土裂缝的产生。地基变形常见的原因主要由两个方面。一方面, 在道桥工程施工前期的考察阶段, 因为没有细致的查看地质情况, 致使考察的结果并不准确, 无法掌握好该地区的地质特点, 不能准确地结合地质情况进行施工, 引发地基的变形。另一方面, 冻土也会引发地基的变形, 主要表现在冻土可使地基沉降或者发生水平位移。除了上述两方面原因, 在道桥使用后, 也会因为外部的荷载力问题而引起地基的变形。
2.4 温度引发的裂缝
温度变化因素有:年平均温差引起的均匀温差;日照引起的昼夜温差;季节引起的温差;蒸汽养护或施工时措施不当引起的温差;不可抗拒力引起的温差。温差会导致混凝土的强度发生变化, 导致钢筋与混凝土之间的粘结力下降, 影响到道桥结构的稳定性。
3 裂缝修复措施
3.1 对裂缝进行温度控制并进行温度预测分析
通过先进的诸如计算机仿真技术来对混凝土现场进行温度监控, 并通过分析, 为混凝土寻找较为合适的温度环境, 保证混凝土处于合适的温度环境内, 从而制定一套特定的养护方案来对施工中的混凝土进行养护, 使其避免裂缝的烦扰。
3.2 采用混凝土浇筑
在浇筑裂缝之前, 需要进行严格而精密的计算, 根据科学的计算结果, 再对裂缝进行浇筑修复。在混凝土的振捣过程中, 需要强于常规的振捣。在这期间, 对混凝土的温度也要进行严密监控, 以及对插入的深度和移动距离的严格控制, 保证浇筑在裂缝中的混凝土是最合格的。在所有修复工作完成后, 有效的养护方案也应该随即投入实施。
3.3 采用通水冷却方案
在修复裂缝的过程中, 混凝土的分层浇筑需要借助薄壁钢管, 这些钢管中有一些冷却水管。冷却水管的一个重要作用是防止管道的漏水和阻塞, 通过试水可以迅速判断是否存在漏水和阻塞等问题。同时, 冷却水在内部的流量和温度也是对混凝土内部温度进行监控的一种途径。
3.4 压力灌浆水泥灌注法
此种方法的实施措施是:裂缝应先进行检测, 实施灌浆前应对需要修复的部位裂缝进行细致的检测, 以此确定裂缝的数量和范围, 设计钻孔位置和灌浆的用量;然后进行钻孔和清理, 水泥浆液是通过砌筑体或者混凝土中不同的方法成孔, 并从孔中灌入到裂缝中。孔眼钻好后, 随后就需要进行清理, 用水从上到下的清理钻孔。然后利用空气压缩机对其进行吹干。钻孔清理应从上至下逐层清理;灌注过程中灌入到砌体或者混凝土中就会通过大裂缝或者孔隙流到结构表面, 因此, 将裂缝和孔隙封闭起来, 防止灌浆外溢。
摘要：在道路桥梁工程中如果出现混凝土裂缝问题, 那么工程的质量就会受到直接的影响, 为了保证道桥工程的质量, 还需要做好混凝土质量的预防和控制, 在根本上避免裂缝问题的发生。主要介绍了混凝土裂缝产生的原因以及防范混凝土裂缝的主要措施, 以供参考。
关键词：道桥工程,混凝土裂缝,原因,修复措施
参考文献
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[2]路明.混凝土桥梁裂缝产生的原因及预防把持措施[J].山西建筑, 2007 (4) .
[3]杨彦中.混凝土桥梁裂缝成因[J].黑龙江科技信息, 2003 (9) .
混凝土结构裂缝修复技术研究进展 篇5
由于混凝土中各种组成材料变形不一致, 互相约束而产生初始应力, 造成骨料与水泥石粘结面或水泥石本身之间出现肉眼看不见的细微裂缝。当裂缝宽度小于0.05 mm时, 对结构使用不会造成影响。但由于荷载作用、温差作用、不均匀沉降和施工操作不规范等原因, 会导致裂缝进一步扩展并逐渐贯通, 从而带来较严重的质量问题或导致事故的发生, 引起经济损失甚至人员伤亡。因此, 对混凝土裂缝的适时修复将有效改善和提高建筑物或构筑物的安全性和耐久性。裂缝修复是能够保持或加强混凝土结构性能的一种修复技术。混凝土裂缝修复技术较为成熟, 且方法较多。随着科技的进步, 新技术、新材料不断涌现, 混凝土结构裂缝修复技术也在不断革新。
1 混凝土结构裂缝修复的重要性
混凝土裂缝对混凝土结构有着很大的安全隐患。
(1) 裂缝影响混凝土结构的承载能力:裂缝会降低其刚度和抗剪强度, 使钢筋承受拉力大于设计拉力, 从而影响其承载力;
(2) 裂缝引起钢筋锈蚀:裂缝的存在会使水分或各种腐蚀介质渗入结构体内, 导致钢筋锈蚀或降低骨料强度而对整体结构带来危害。在寒冷环境, 裂缝会加重冻融对混凝土结构的损害, 使保护涂层开裂、脱落而失去保护性能;
(3) 影响结构的耐久性:裂缝会使各种有害杂质进入混凝土中, 加速了钢筋的锈蚀和混凝土的碳化, 使得混凝土结构的耐久性大大降低;
(4) 影响结构的封闭性:核电站、疫苗培养空间等场所要求结构具有良好的封闭性, 一旦有裂缝出现将会带来严重的后果;
(5) 影响结构的舒适度:严重时可能导致构件, 甚至工程全部报废, 造成较大的经济损失。
综上所述, 混凝土裂缝修复对提高结构的安全性、耐久性具有重要意义。
2 现有的混凝土裂缝主要修复方法
现有的混凝土裂缝修复方法主要有混凝土置换法、填充法、灌浆法、表面修补法、结构加固法、电化学沉积法、混凝土自修复法。
2.1 混凝土置换法
混凝土置换法通常应用于混凝土严重损坏或失效处的修补, 首先将损坏的混凝土剔除, 再填入置换材料[1]。混凝土置换法的施工工艺:完全剔除损坏的混凝土, 将表层打毛, 然后用高压水枪冲洗干净, 要求不得有任何杂物残留, 最后浇注置换材料[2]。该方法施工工艺复杂, 不易操作, 施工周期长, 影响工期。
2.2 填充法、灌浆法
填充法主要用于修补水平面上较宽的裂缝。其施工工艺:直接向裂缝内灌注修补材料, 对于小于0.3 mm的裂缝, 应沿裂缝将混凝土开凿成U型或V型槽, 然后灌注修补材料。对于有钢筋锈蚀的裂缝, 应先加宽、加深凿槽, 对钢筋彻底除锈, 然后涂刷防锈涂料, 再填充聚合物水泥砂浆、环氧砂浆。填充法对结构有一定的损伤, 适用范围较小, 像混凝土梁、电杆、轨枕这些物件不宜采用。
灌浆法一般用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修复。该方法采用高压设备将修补材料压入裂缝中, 使结构达到整体防护的目的。灌浆法分为水泥灌浆法和化学灌浆法, 当裂缝宽度小于2 mm时, 采用化学灌浆法, 该法可有效防水, 但对开裂部分粘结不够好;当裂缝宽度大于2 mm时, 采用水泥灌浆法, 优点是适用于潮湿环境, 凝结时间可控制, 可用于非常细微的裂缝, 缺点是工艺要求高, 是否与结构形成整体很难判定, 另外, 整体强度较低[3]。
2.3 表面修补法
表面修补法应用于对结构强度没有影响或会使钢筋发生锈蚀的地方, 主要以提高结构的防水性及耐久性为目的。该方法的修补环境分为可骑缝涂覆修补和全部涂覆修补2种[4,5]。要求裂缝宽度小于0.2 mm, 表面修补法施工简单, 但是涂料无法深入到裂缝内部, 而且我国目前还缺少耐久性和防水性可靠而价格适中的涂抹材料。
2.4 结构加固法
结构加固法是应用于对混凝土结构的承载能力有影响或可能导致结构发生破坏的裂缝进行修补和加固的一种方法。结构加固法分为外包钢加固法、加大截面加固法、粘钢加固法和碳纤维加固法。
外包钢加固法主要应用于不允许增大原构件截面尺寸, 且有大幅提高截面承载能力需求的框架梁、柱、牛腿等大型结构或大跨结构的裂缝修补[6];加大截面加固法主要适用于混凝土梁、板、柱等一般陆基混凝土裂缝修补[7], 该方法是在结构外侧包钢筋混凝土围套, 并使其与基体起到协同作用以增大截面, 提高承载力;粘钢加固法是在混凝土结构表面用高性能胶将钢板粘牢[8], 该方法适用于受弯、受拉的混凝土构件, 要求钢板的厚度大于2 mm, 粘结胶需具有附着力好、耐老化及强度高的特点;碳纤维加固法是利用碳纤维片材通过专用树脂类胶结材料粘结于构件表面, 使碳纤维片材承受拉应力, 且与混凝土变形一致, 共同受力, 达到恢复和提高结构的承载力[9]。碳纤维加固法具有适用范围广、施工简便、对结构不产生损伤和具有优良的耐化学腐蚀性等优点。
2.5 电化学沉积法
电化学沉积法在金属材料行业中应用十分广泛, 近年来主要用于对传统修复技术难以奏效或修复价格太高的水下混凝土裂缝, 主要修复对象是海洋环境中的混凝土结构。其基本原理为:以带裂缝的海工混凝土结构中的钢筋为阴极, 同时在海水中放置难溶性阳极, 两者之间施加电压, 在电场的作用下正负离子分别向两极移动, 并发生一系列的电化学反应, 最后在海工混凝土结构的表面和裂缝里生成沉积物, 覆盖混凝土表面, 愈合混凝土裂缝, 原理如图1所示。有研究表明[10], 使用该方法能使混凝土裂缝达到完美愈合, 且能有效地防止钢筋腐蚀。
2.6 混凝土裂缝自修复法
混凝土裂缝自修复法包括:结晶沉淀、渗透结晶和聚合物固化。
结晶沉淀法是在水介质的作用下, 通过物理、化学和热、力学等一系列过程, 在混凝土裂缝中生成碳酸钙沉淀, 经聚集、生长达到修复目的[11]。该方法需要在有水或者足够湿度的条件下进行, 在有拉应力、水流速度大和活动裂缝时该方法将失效。
渗透结晶技术是以水为载体, 经渗透作用使活性外加剂中的活性化学物质在混凝土微裂缝中形成晶体, 且促使混凝土中未完全水化的水泥颗粒继续水化, 使裂缝愈合[12]。由于该方法具有抗渗性能与自愈性能好、防止钢筋锈蚀、易于施工等特点, 被广泛应用于地下工程、水利工程、蓄水池、污水处理等结构防水中, 且获得了良好的效果。
聚合物固化技术是将装有修复材料的胶囊放入混凝土中, 当混凝土形成裂缝时, 由于应力作用使胶囊破裂释放出修复材料, 达到裂缝修复的目的[13]。胶囊的材质要求在产生裂缝时破裂, 修复材料需要具有良好的粘结性能且强度不能小于混凝土自身强度。采用聚合物固化技术修复混凝土裂缝应从强度回复率、应力-应变曲线以及断裂能几个方面来评价其修复效果。
以上几种处理方法虽然能起到一定的效果, 但是工艺复杂, 修复效果不好或材料易老化、寿命短、强度低、防护性能欠可靠等缺点, 因此, 寻求一种可对混凝土结构实现长期有效的修复技术显得至关重要。
3 混凝土裂缝修复新技术-聚脲技术
3.1 技术优势
聚脲技术[14]是近十几年发展起来的一种新型无溶剂、无污染、节能环保的混凝土裂缝修复施工技术, 聚脲是由异氰酸酯封端的预聚物 (简称A组分) 与氨基化合物组分 (简称R组分) 反应生成的高聚物。
聚脲技术与以上常见混凝土结构裂缝修复方法比较如表1。
通过表1对比可知, 聚脲技术用于混凝土裂缝修复具有以下优势[14,15]:
(1) 力学性能优异, 拉伸强度可达20 MPa以上, 硬度可以根据需要从A30~D65可调。附着性能优异, 附着力高于2.5MPa。且能够抵御昼夜、四季环境温差造成的热胀冷缩, 混凝土不会产生开裂和脱落现象;
(2) 快速固化, 聚脲反应R—NCO+R—NH2→RNHCONH非常迅速, 可以不受环境温、湿度的影响, 凝胶时间以秒计算, 5 min内即可达到步行强度;
(3) 施工方便快捷, 效率高。喷涂输出量大、可连续操作, 一次涂装便可以达到2 mm以上的厚度, 可实现对裂缝有效的修复。且能在任意曲面、斜面、垂直面及顶面连续喷涂成型, 不产生流淌现象;
(4) 零VOC, 符合环保、节能、减排、低碳的要求。拥有超长的耐老化性能;
(5) 聚脲化学活性极高, 不需要添加任何催化剂, 拥有超长的耐老化性能, 寿命在75年以上。青岛理工大学功能材料研究所的大量理论与工程应用研究也证实了这一点。同时具备高效防水、耐腐蚀、抗冻融、抗冲击、抗疲劳破坏等常规涂料所不具备的性质, 修复效果突出[14];色彩能与环境保持一致, 喷涂后保持原样且表面光亮平整, 具备很好的装饰性。此外还可以根据施工环境的改变, 灵活地进行配方设计, 从而达到混凝土修复要求的性能。
3.2 施工工艺
聚脲技术的施工工艺主要包括基材处理、底涂施工和聚脲喷涂3道工序[15,16,17,18]。
(1) 基材处理, 基材处理的好坏直接影响聚脲的性能。施工时应保证基材表面清洁、干燥, 不得有蜂窝麻面、浮碴、浮土、脱模剂和油污等杂质。表面的毛刺用角磨机磨平, 棱角和尖端突起处尽量做到圆弧过渡。
(2) 底涂是连接聚脲涂层与混凝土的桥梁, 底涂性能直接影响聚脲的附着力。常用的施工方法有辊涂和喷涂。对于底涂材料要求现配现用, 底涂不能与水接触, 施工环境湿度较大时应减小底涂涂层厚度。
(3) 聚脲喷涂应用成套喷涂设备, 喷涂设备要求性能:①喷涂时压力在11.7~17.2 MPa, 这样可以确保A、B两组分充分混合和力学性能的形成;②保证物料输送平稳、计量精确、混合均匀、雾化良好。
此外, 聚脲技术涵盖了填充法、灌浆法和表面修补法的优点, 且将修补和防护融为一体, 符合我国节能减排、绿色环保的要求。
3.3 工程应用
本工程是对青岛市某酒店钢筋混凝土结构的楼板进行修复, 如图2所示。该酒店的现浇楼板出现大面积集中裂缝, 最大宽度达到2 mm以上, 同时出现渗水现象, 严重影响了结构使用安全和美观。采用聚脲技术对楼板进行修复施工, 喷涂成型后迅速形成高强度高弹性的连续致密涂层。
施工流程为:将楼板面毛刺用角磨机磨平, 尖端突起处尽量做到圆弧过渡, 消除尖端应力。清除板面的浮碴、浮土、脱模剂和油污等杂质, 保证楼面清洁、干燥、没有蜂窝麻面;采用辊涂的方法来涂底漆, 边、角、沟、槽辅以毛刷刷涂施工;用聚脲专用喷涂设备进行聚脲喷涂施工, 喷涂时需要注意设备压力。楼板裂缝修复前、后照片分别见图2、图3。聚脲对混凝土裂缝具有很好的修复效果, 能有效的阻止腐蚀介质对混凝土和钢筋的腐蚀, 提高了混凝土结构的安全性和耐久性。
4 结语
混凝土结构裂缝一直是国内外学者广泛关注的问题, 裂缝对混凝土结构的安全性和耐久性有很大影响。在各种混凝土裂缝修复方法中聚脲技术都表现出良好的修复效果。聚脲技术作为一种崭新的修复方法, 以其便捷的施工工艺和优异的力学性能及耐老化、耐腐蚀、防渗漏、耐磨蚀、抗冻融、抗冲击、抗疲劳破坏等性能, 在混凝土结构修复中越来越受到青睐。
聚脲技术在混凝土裂缝的修复工程实例中有着非凡的表现。该技术具有节能环保、施工方便快捷、修复效果显著的特点, 且集修复和防护于一体, 展现了很好的适用性, 应用前景广阔。
摘要：简要阐述了混凝土结构裂缝修复的重要性, 详细介绍了混凝土置换法、填充灌浆法、表面修补法、结构加固法、电化学沉积法、混凝土裂缝自修复法及聚脲技术这7种修复技术的适用条件、施工工艺和优缺点, 其中聚脲修复技术因具有优异的修复性、耐久性、绿色环保性而成为新一代裂缝修复技术。
混凝土裂缝修复材料 篇6
1 概述
上述的缝隙问题的出现是一种对我们施工以及使用来讲非常不利的因素。它的危害很多, 能够导致结构断开, 而且因为有空隙地面的水分会流到下面然后威胁到路基的性能, 最终使得路面出现破损的现象, 不仅对我们施工来讲, 而且对于后续的运行都是非常恶劣的, 同时因为这一现象的存在原本可以长时间运行的道路现在只能短时间的运行, 而且还会有许多非常不利的潜在危险存在在运行的过程当中。当路基受到损毁之后, 不仅不方便进行修补, 而起会严重的阻碍正常的通车, 最重要的是经济效益受到影响。所以, 当前我们工作的重中之重应该放到如何竭尽全力的降低这种问题的发生几率上来。然而深入分析一下, 出现这种问题的要素不少, 而且都很繁琐。接下来重点的讲解其中的一些。
2 路面质量不达标出现的问题
2.1 来自原料方面的问题
不论是我们的道路工程, 还是其他的比如建筑或者桥梁等等的项目, 都离不开一个非常关键的要素, 就是材料。如果没有材料我们无法进行所有的工作, 即使是拥有再先进的工艺。所以我们可以得知它的重要性, 因此做好它的品质工作对于我们来讲有非常重要的意义。在工作的时候我们一定要通过各个环节来对其进行控制。很多时候由于材料的配比不合理或者是含沙量太大等原因都会导致出现问题。最常见的是缝隙现象的出现, 而且严重的时候还会导致其他的一些事故。所以我们一定要把控好水和砂子等物质的品质, 如果发现品质不达标的要弃用, 切不可为了贪图私利, 而使用不过关的物质, 实践证明它的危害性是难以想象的。
2.2 没有掌握好比例
只有把物质按照合理的比例来混合, 我们才可以得到最佳的性能指标。在施工中要经常检查骨料的级配和杂质, 发现所购进的骨料级配与原试验级配不符时, 必须及时调整施工配合比, 同时还要检查含泥量, 使其不能超标。实践证明在工作中我们最需要关心的是水和灰的比例, 因为如果掌握不好它们之间的关系, 那么我们就会看到, 当比例太大的时候, 得到的物质过于稀薄, 当需要凝结的时候, 就会出现大幅度的收缩, 此时非常容易出现裂缝。所以我们在工作的时候一定要认认真真的做好比例工作, 尤其是上文讲述的这一项内容。
2.3 工艺不合理导致的问题
我们最常见的一些施工环节的问题, 比如没有掌握好拌合的时间以及力度, 不按照规定进行捣实工序等等的一些细节问题都会使得我们的工程受到损失。所以我们在工作的时候应该竭尽全力的保证振捣工作合理。工作中我们常常会遇到这样的状况, 由于振捣不良, 导致在覆盖小的地区会出现类似于蜂窝一样的空间, 此时就很容易出现裂缝现象。
在进行工作的时候, 切忌出现断断续续, 如果收到不得已条件的影响, 需要进行停留时, 此时应该预留一条缝隙, 并且配备传力杆, 目的是为了尽量的降低因为预留缝导致的断板问题的发生。如果工作的时候遭遇了暴雨或者是雷电天气, 我们应该合理应对, 尽量的降低损失。
2.4 没有按照规定进行合理的养生活动
我们都知道, 在夏天的时候, 因为高温酷热的影响, 又加上强风的作用, 物质中的水很容易就被蒸发掉了, 如果此时又没有进行合理的补充, 导致材料的强性指标被大打折扣, 就会在没有到到切缝的时候, 出现断板现象。因此我们最好不要在酷热或者是风速比较快的时候进行工作, 如果必须要在这种环境中进行的话, 要及时的对其进行养护, 比如经常洒水或者是用一些物体遮蔽阳光等, 这样材料的外表就能一直有充足的水分, 相应的出现缝隙的几率就会低很多。
3 病害情况形成的可能原因
3.1 施工期断板:在滑模摊铺路面施工时, 一般是以下几方面因素造成的:
(1) 日温差过大或蒸发量过高。日温差过大, 切缝不及时, 温度应力高于混凝土路面的抵抗拉裂强度, 造成断板。当天气酷热, 并且有强风的时候, 如果不做好护理工作, 就会在短时间内将水分蒸发掉, 缝隙此时就产生了。
(2) 基层强度过高, 基层裂缝未进行处理, 造成基层裂缝反射断板。
(3) 水泥水化热过高或水泥安定性不符合规定要求, 或两种水泥混合使用, 也会导致早期断板。
3.2 通车后的错台、断板
(1) 通车二年内的断板, 一是由于路基未完全沉降稳固, 路基自然沉降出现断板。二是基层表面的粗糙度过大, 面板收缩时, 基层对路面的局部磨擦力过大, 使混凝土路面产生过大的拉应力而断板。
(2) 通车二到五年内的断板, 则主要是基层稳定性不好, 不耐冲刷, 路面结构横向排水不畅, 唧泥和淘空基层造成断板。
4 对裂缝 (断板) 的处理方法
4.1 凹糟开挖
根据断缝位置, 把水泥混凝土面板凿开成长方形凹槽, 贯通整个板厚, 凹槽壁凿成1:0.15的斜坡为最好, 以使修补混凝土与面板更充分地共同支撑行车荷载。凹槽的直角边分别平行于缩缝和纵缝。对于较直的断缝, 断缝的两侧开凿宽度每侧不小于20cm, 总宽度不小于40cm;若断缝稍有斜度或弯度时, 开凿时要距断缝凸出部位或端头不小于10cm, 凹槽开凿总宽度不小于40cm;若断缝在缩缝附近, 且开凿边缘距缩缝不大于40cm时, 原缩缝要作为凹槽的一个边。
4.2 养生
当处理完凹槽之后, 切忌在其上通车, 通常我们会在它的附近放置比较明显的警示牌或者是路障牌等, 这样行车人即可明白。待膨胀混凝土达到终凝时间 (一般为8小时) , 可在混凝土上面均匀铺上厚度不小于15cm的细土, 接下来对其进行适当的喷水, 这样做的目的是为了让它能够长时间的保持有充足的水分。通常这个时间要掌握好, 大约在十四天左右, 当完成之后, 才可以把之前安放的警示装置撤离, 此时即可通车。
5 结束语
通过对其它路段混凝土路面的断板处理, 分别采用过不同的处理方法, 填充的材料也不尽相同。通过比较, 还是觉得本文所述方法比较好一些。这种处理方法简单、易学、又好操作, 通过观察, 这样的处理效果也比较令人满意。几年行车之后, 回过头来对采用此方法修补的混凝土路面进行细致观察, 发现凹槽内的膨胀混凝土与原路面面板之间结合紧密, 看不到缝隙。事实证明, 这种修复方法还是比较可靠的, 用膨胀混凝土作为路面断板处理的填充材料也是可行的。
摘要：自从我国实现改革开放, 尤其是加入世界贸易组织以来, 我国在各个方面各个领域都获得了长远有效的发展, 其中和我们生活密切相关的道路事业的发展速度就非常惊人。道路和我们的生活息息相关, 我们的出行离不开它, 我们的生产活动中的材料输送等等的环节也离不开它, 它是生活的基础, 经济的根本。笔者基于这种大背景具体的阐述了我们国家在道路建设过程中面临的路面裂缝现象, 目的是为了更好的促进道路的发展, 最终实现国家的长运发展。
混凝土裂缝修复材料 篇7
1 道桥工程混凝土裂缝产生的主要原因
混凝土出现裂缝是道桥工程中的常见问题, 引发裂缝问题的因素有很多, 常见的包括外部温度干预、施工单位不具备施工资质、混凝土使用不科学等因素, 具体如下。
1.1 混凝土质量问题
道桥工程中混凝土发生裂缝的原因之一是混凝土在投入使用前材料的调配工作不到位。如果混凝土所含泥较多, 很容易形成蜂窝孔洞状态;如果混凝土在搅拌的过程中水的含量没有计量准确, 就会导致混凝土的强度降低至标准以下, 也容易出现裂缝现象。除此之外, 如果建筑模板的质量有问题, 也会导致裂缝的出现。[1]
1.2 路基路面变形引起的裂缝问题
我国地势西高东, 涵盖平原、高原、山地、盆地等各种地形地貌, 其中山区面积占全国总面积的三分之二, 平原、盆地面积约为三分之一。不同的地形构造导致道路路基结构也不相同。若公路建立在高原或山地等高难度地形之上, 其地形勘测具有极高的难度, 技术人员在此过程中极易出现勘测不精确的情况, 导致日后由于路基路面变形引起的裂缝问题。除此之外, 还有一部分道路和桥梁建立在特殊地貌处, 譬如山体易断层处、溶洞附近等, 这些理论上位置均属于不良地形, 不适宜道桥工程的开建工作, 本来这些位置就容易地基下沉或移位等问题, 所以道路桥梁在使用过程中, 一旦超负荷运转, 极易损伤成结构抗拉能力, 混凝土结构出现裂缝。[2]
2 道桥工程混凝土裂缝的修复措施
由于道桥工程中混凝土出现裂缝的原因由内部和外部共同作用形成, 在修复措施中既要考虑修复措施, 也要完善预防方案, 两方面都要兼顾, 安全为首。
2.1 有效改善混凝土和钢筋的质量
在道桥工程中, 混凝土质量的好与坏直接影响到工程的质量。在道路桥梁施工这一工程里, 使用最多的是混凝土和钢筋。在施工过程中, 技术人员要根据当地的气候条件、路基路面实际状况以及日后道路桥梁的使用频率制定配比比例, 充分考虑到车辆和行人通行的道路坑槽、边石缺失、古力盖以及管道沟下沉等细节问题, 以免该工程正式投入使用之后产生问题后反复维修, 这样不仅影响人们的日常生活, 更能减少道桥工程的使用寿命。
2.2 充分提高施工队伍的能力和素质
每一项道路桥梁的建立都是本着方便人们出行的原则建立的, 道路桥梁的建立在某种程度上也促进了相邻两个地区的经济增长, 互通有无, 互惠互利。作为道路桥梁的施工单位, 要提高施工队伍的施工能力和自身素质。企业管理层要本着为人民服务为原则, 建设和管理两个都要抓, 两手都要硬。企业管理层要坚持学用结合、建管并重不动摇。在着力实施开展技术比武、岗位交流、劳动竞赛等活动, 发挥职工智慧。施工企业要本着为民着想的原则, 积极打造优质道桥工程、廉洁道桥工程和满意道桥工程, 企业上下始终坚持安全第一、质量为先的施工原则, 像市民公开道路桥梁施工项目的全程跟踪监管, 在高标准严要求的基础上, 适时推广和应用新技术, 对施工技术精益求精, 对施工方案一再细化, 确保万无一失, 保证了道桥工程建设的最终效果, 为当地居民谋福祉。[3]
2.3 制定混凝土断裂的应急预案
对于道桥工程中混凝土的裂缝, 有效规避混凝土裂缝问题是工程之根本, 但是既要有提前预防的措施, 也要有事后修复裂缝问题的办法, 两方面要兼顾, 缺一不可。道桥工程若出现裂缝问题, 可以采用混凝土浇筑的方案进行工程抢救。混凝土浇筑在施工过程中应该注意一下几个方面的问题:第一, 考察工程裂缝断裂部分的地基状况, 在实地进行严格的勘测之后再开始浇筑。在开展道桥工程混凝土裂缝振捣延时工作时, 要实时监测振动时间和振动地点, 不能出现漏振或者过振的情况, 使用的混凝土的浇筑材料要完全符合道路桥梁裂缝基本要求。
2.4 道桥工程投入使用后要及时跟进养护工作
每一项道桥的养护工作都要及时跟进, 确保正常使用。为保证道路正常使用延长道路的使用寿命, 市政施工单位要及时对裂缝进行处理, 若遇到路面塌方、路面积水、山体塌方、梯道外移、坑槽断裂、古力盖周边破损等现象要及时养护, 及时为下凹式立交桥下实施增设调头阀等挡水设施工程, 解决桥面积水问题, 避免延后养护为人们出行带来的不便甚至造成人身危害。[4]在客流量比较大的路段或者节日期间, 要加大路面巡查力度, 尤其是桥梁巡查, 对重点地点和拥堵地点进行重点巡查。此外, 对重点养护路线绿地、观景台进行保洁;做好养护作业时安全围档、交通疏导等文明施工工作;加强道路遗撒清理, 为节日创造整洁、优美的公路环境。总而言之, 道路桥梁工程养护工作很关键, 相关部门及时进行道路养护施工, 消除路面出现的龟裂、网裂等病害, 将道路风险降至最低。
3 结语
每一项道桥工程都是与人们息息相关的建筑。道桥工程是国民经济的一个基础项目。人们出行的大部分活动空间都存在于道桥工程基础之上。在我国, 道桥工程维系着各行各业有条不紊的向前发展。所以, 道桥工程作为我国的一项基础建设, 在我国国民经济发展中占有着举足轻重的作用, 每一项道桥工程都是一项惠及国泰民安的工程, 严格监控道桥工程的总体质量是作为一个工程人员应有的责任和义务。道桥工程施工过程中每一步都应该严格管理监控, 从设计者到决策者到一线施工工人, 都要提高觉悟, 深刻认识道桥工程对人们生产生活以及出行的重要性, 施工期间的每一个环节都是重要环节, 没有主次之分, 遇到问题要及时会商和处理, 不要耽误抢险的最佳时机, 有针对性的提出解决问题的方案, 将损伤降到最低, 保障人们群众的生命安全和财产安全。
摘要：随着我国经济的不断发展, 全国各地的道路桥梁如雨后春笋般出现, 尤其是北京、天津、深圳、上海等一线城市, 其发达的经济带动了道路桥梁的迅速衍生, 为人们的工作、生活提供了便利条件。裂缝问题是道桥工程中混凝土存在的一个既常见又主要的问题, 裂缝问题是一个极大的安全隐患。本文作者根据近几年遇到的道桥工程混凝土裂缝的案例, 分析道桥工程中混凝土出现裂缝问题的主要原因, 然后针对这些问题产生的主要原因, 提出了一些有针对性的防治措施。对于道桥工程中混凝土的裂缝, 既要有提前预防的措施, 也要有事后解决问题的办法。
关键词：大体积混凝土,裂缝,修复措施,道桥工程,交通运输
参考文献
[1]李家, 江守恒, 朱卫中.TMC养护下大体积混凝土力学性能研究[J].低温建筑技术, 2006 (03) .
[2]陶舜, 左文生, 陈峰林, 朱国娟.水泥混凝土路面碎石化技术在养护大修中的应用[A].江苏省公路学会优秀论文集 (2006-2008) [C].2009.
[3]刘山洪, 高丽, 王一, 柳源.大跨PC连续刚构桥大体积混凝土承台温控措施研究[J].重庆交通大学学报 (自然科学版) , 2008 (S1) .
混凝土裂缝修复材料 篇8
1 整板全厚置换
整板更换的方法就是首先用破碎机 (重力式或液压式) , 将断板严重的板块全部破碎, 整块板予以凿除, 如果基层强度不足或渗水软化以及有路基不均匀沉降时, 在处置好基层和路基后, 再重新浇筑新的混凝土板或采用混凝土预制板块, 最后用填缝料处理修补块的缝隙。为了保证处理后的板边整齐同时不破坏相邻板块, 可采用“全切法”, 即沿着更换板块周边用锯缝机将板全厚切断, 其施工工艺为:
1.1 破碎机 (重力式或液压式) 法
(1) 锯缝机沿全厚锯缝;
(2) 破碎机对整板进行破碎, 并清除;
(3) 若基层或路基有问题, 对其进行处理;
(4) 水平钻眼设传力杆或拉杆, 对纵向拉杆, 钢筋与钻孔间填满结构胶 (如国内的YZJ-1型及瑞典的喜得利牌等) ;对传力杆, 应严格按规范对传力杆进行端部处理, 确保传力可靠;
(5) 现浇或预制新的混凝土板, 并养生至开放交通的强度。
在笔者所在的十堰市的路面修补中就是采用的这种工艺。
1.2采用静态胀裂方法凿除板块
(1) 锯缝机沿全厚锯缝;
(2) 按30cm×30cm的孔间距布置梅花型竖向钻孔;
(3) 在孔内装入JC-1型静态破裂剂对板块破碎, 并清理;
(4) 若基层或路基有问题, 应采取措施对其进行处理;
(5) 水平钻眼设传力杆或拉杆, 对纵向拉杆, 钢筋与钻孔间填满结构胶;对传力杆, 应严格按规范对传力杆进行端部处理, 确保传力可靠;
(6) 现浇或预制新的混凝土板, 并养生至开放交通的强度。
当采用重新浇筑新的混凝土板时, 若采用常规材料修复或更换, 则需要较长的养护期, 这样将势必影响交通, 因此必须采用快凝材料。并和基质混凝土之间有很好的相容性。国内外该方面的快凝材料种类很多, 我们可以根据本地区的实际情况采取相应的材料。
2 局部全厚更换
板面局部断裂损坏, 进行小块修复时, 应视板面断裂损坏的程度不同分别进行不同修补, 下面详细介绍不同程度破坏的修补方法:
(1) 对于断裂轻微、裂缝有轻微剥落的, 但并未贯通, 可采用“浅切法”, 即先划线放样, 按划线范围将混凝土板面锯下深4～6cm, 凿除其中之混凝土使其成为长方形凹槽, 必要时也可在剩余底部板上打眼插入短钢筋头, 以增加新旧混凝土的整体性;清洗干净后浇注掺入快凝剂的混凝土并养生, 也可采用钢纤维混凝土。
“浅切法”及表面处理法只能从表面处理, 防止水渗入路面基层, 无法从结构受力上予以根本解决, 从十堰市的水泥混凝土路面病害的处理效果来看, “浅切法”处理后大多数重新开裂, “浅切法”的处治效果不理想。
(2) 对于轻微断裂、裂缝较宽且有轻微剥落的断板, 应按裂缝两侧至少各20cm的宽度放样, 按画线范围开凿成深至板厚一半的凹槽, 此凹槽应与中线垂直, 刷洗干净凹槽, 并在其底部裂缝的两侧用冲击钻沿与中线平行方向, 间距30～40cm打眼贯穿板厚达基层表面, 然后再清干净凹槽及孔眼, 在孔眼安设高于保留板面厚度的II字型钢筋 (作为两层之间的抗剪器, 该技术正在申请专利) , 冲击钻头直径采用ϕ30规格, II型钢筋采用螺纹钢筋制作, 安设后用高标号砂浆填塞孔眼密实, 最后用与原路面相同或高一级标号的快凝混凝土浇注至路面平齐, 该方法有时也称“半切法”。
(3) 对断裂较严重、裂缝已贯通板厚且有一定缝宽的断板, 可采用局部全厚修补, 即在断裂两侧各数十公分宽度放样画线, 用锯路机将板面全厚切开, 形成凹槽, 必要时对基层做出处理, 然后在凹槽边缘两侧板厚中央打洞, 深度大于l0cm, 直径3～4cm, 水平间距30～40cm, 每个洞应先将其周围湿润, 插入一根直径18～20mm、长度20cm的钢筋, 然后用快凝砂浆填满捣实, 待砂浆硬化后浇注快凝混凝土至路面齐平, 也可用钢纤维增强混凝土按此方法修补。
3 表面裂缝修补的材料与工艺
表面裂缝虽不是结构性破坏, 但裂缝的存在会造成应力集中, 进而引起结构破坏, 灌缝是处理表面裂缝最经济有效的办法。
3.1 高聚物灌缝材料
对于断裂轻微、裂缝无剥落或剥落轻微、缝宽小于3cm的开裂, 可采用灌入粘结剂的方法进行修补。该方法关键技术为粘结剂的类型和性能。
(1) 聚胺树脂灌缝类
—为双组份, A组为多元醇和二异氛酸脂的预聚体;B组为固化剂, A, B两组采用100∶27比例配成聚胺脂灌缝料, 其抗弯拉强度达6.5MPa, 适宜于灌宽缝。它的最大优点是在潮湿界面及碱性界面处能与界面紧密结合。
(2) 聚硫环氧树脂灌缝料
—采用聚硫橡胶∶环氧树脂=16∶ (2～16) 比例配兑而成, 其抗拉强度可达32MPa, 用于灌窄缝。它的特点是改善了环氧树脂的耐老化性和脆性。
(3) 环氧树脂灌缝料
—由环氧树脂 (胶结剂) 、二甲苯 (稀释剂) 、邻苯二甲酸二丁脂 (增韧剂) 、乙二胺 (固化剂) 、水泥或滑石粉 (填料) 组成, 其配合比为:胶结剂:稀释剂:增韧剂:固化剂:填料=100∶40∶10∶8∶ (200～400) 。
(4) BL-GROUT高分子粘结剂
—为双组份, A组为主剂, B组为固化剂, A、B两组以2∶1的比例配成灌缝料, 其抗弯拉强度为6.5MPa, 适于灌3mm左右的裂缝。
3.2 高聚物灌缝的施工工艺
裂缝修补常用的施工方法有:直接灌入、喷嘴灌入、钻孔灌入、注射器灌入等方法。
(1) 直接灌入法 —适于施工中产生的混凝土收缩裂缝。在开放交通前, 若发现混凝土板块出现裂缝, 则可用聚硫环氧树脂灌缝料直接灌注。
(2) 喷嘴灌入法—适于通车路段冬季裂缝修补。主要操作工艺为:清缝 —埋设灌浆嘴封闭裂缝 —配灌浆材料 —灌浆 —加热增强。
(3) 钻孔灌浆法—适用于非冬季裂缝修补。十堰市路段大多数修补都采用这种工艺, 其主要工艺为:沿缝的方向打一排直径15mm的孔洞 —用气枪清除孔深处的石屑 —在孔内填充干净的小石屑—灌浆—用乳胶拌水泥装饰洞口—用红外线加热1～2h后就可以开放交通。
(4) 注射器注射法—适用于通车时间较短、裂缝杂物少、缝宽在3mm左右的裂缝修补。主要工艺为:清缝—配料—灌入—浇注水泥砂浆装饰缝口—3h后可以开放交通。
4 小结
上述资料表明, 水泥混凝土路面的破损, 尤其是早期破坏在一些地方是相当严重的, 它不仅给公路养护部门带来了负担, 造成了经济损失, 且影响了车辆的正常运营, 必须引起高度重视。
摘要：结合湖北省十堰市的道路修补的经验, 对不同混凝土裂缝病害的处理工艺和材料进行了研究, 现着重谈下裂缝及断板的处理及修复工艺。