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关键词:病害封闭交通快速修补
中图分类号: TU528.42 文献标识码: A 文章编号:
1 水泥混凝土路面修补情况
水泥混凝土路面具有强度高、稳定性耐久好、施工工艺简单、养护费用少、经济效益高等优点,但在使用过程中,由于车辆反复碾压以及周围环境的影响,不可避免的出现病害,若果不能及时进行维修,将严重影响行车安全。但在维修期间,先不说施工时需要封闭交通,就是在施工后的水泥混凝土养护期间更要封闭交通,如果在混凝土没有达到应有的强度就让车辆通行的话,将会带来道路反复的维修,造成经济损失。人们其实很早就开始研究水泥混凝土路面的快速维修,主要是通过采用在混凝土中掺加早强型外加剂的方法,以缩短混凝土养护时间,但大多存在欠稳定等缺点。
某市一座地道的行车道板为水泥混凝土,由于此处地下水位较高,加上车辆碾压和雨雪的浸泡,造成其行车道板毁损严重。每次对此处进行维修都要封闭半幅道路,养护14天才开放交通。同时还存在许多问题,主要表现为:(1)使用寿命短,收缩大,易使混凝土开裂。(2)新老混凝土间的粘结性能差,易使混凝土出现开裂。(3)混凝土的颜色不一致,影响美观。(4)养护时间长,影响交通。
2 沥青混凝土路面修补情况
沥青混凝土属于柔性路面,具有良好的弹塑粘性能;沥青路面平整且有一定粗糙度,即使雨天也有较好的抗滑性;黑色里面无强烈反光,行车比较安全;路面有弹性,能减震降噪,行车较为舒适。施工方便快速,能及时开放交通。经济耐久,并可分期改造和再生利用等优点。在沥青混凝土路面的使用过程中,同样也会产生各类病害。在此主要说检查井周边路面下沉、破损及道路坑槽的修补。
检查井周边路面下陷的主要原因是井圈周围混凝土强度不足或混凝土呈松散状或井圈下没有混凝土托垫,在交通荷载的作用下逐渐形成该处路面损坏下陷。道路坑槽形成的主要原因是雨雪浸泡、车辆碾压等。这些病害如不及时维修,同样存在交通安全隐患。修补这些病害,我们先将破损部位的沥青混凝土铣刨成型,然后将坑槽内水分、灰尘、松散颗粒和其他残余物清理干净,然后喷洒结合油,摊铺沥青混凝土,碾压成型。修复后同样也存在使用寿命短等缺点。
3 快速修补混凝土
近些年,货车严重超载,路面破损频率日益加快,路面出现不同深度、各式形状的坑洞危及行车安全急需修补,但由于恶劣天气、坑洞大小等诸多因素影响,不能及时修补,导致道路病害加剧,严重存在安全隐患。普通的修补材料存在粘结力不强、施工繁琐、适应性差、耐久性差、施工后不能立刻通车等缺点。我们采用了一种可以快速修补的材料,它色差小,粘结力强,施工简单,适应性强,并且施工后无需养护。无论气候多么恶劣,不管路面深浅、坑洞大小皆能快修快补,补完即刻通车。
此材料是由特种水泥、精制骨料和进口添加剂、钢纤维等于水混合后形成的填充物,为灌注材料。具有超早强、强度高、无需振捣、微量膨胀、抗收缩、抗渗透、耐磨损、耐老化等特性。操作使用易于控制,应用比较广泛,特别是其黑色与沥青混凝土同色,施工后道路基本无色差。
3.1 主要特点
(1)2小时抗压强度可达到30Mpa,4小时抗压强度可达到32.5 Mpa,可根据工程需要在2-4小时内通车,大大缩短养护期,免去封闭交通养护的环节,大大缓解因施工造成的交通压力。
(2)适应性强,抢修时可在雨雪天气下施工。
(3)色差较小,其有黑和灰两种材料,施工后基本与原路面颜色一样。
(4)粘结力好,与水泥混凝土、沥青混凝土等不同基质的材料均有良好的粘结力,工后不易脱落。
(5)自我修复,稳定性好,寿命长。能适应季节和路面扰动搓合的变化。
(6)微膨胀,浇注体长期使用无收缩,浇注体与基础之间无收缩,不开裂。
(7)具有很好的抗渗性能和耐久度。
(8)耐侯性好,可在零下40摄氏度至100摄氏度之间长期安全使用。
(9)低碱耐蚀,适用于对碱集料反应有抑制要求的工程。
3.2 适用范围
该材料适用于市政检查井及快速抢修检查井周边破损下陷路面、桥梁伸缩缝及其快速抢修、破损的结构混凝土抢修。
3.3 施工方法
(1)将坑洞内的杂物清理干净,清理松动层至坚实基面,沿着坑边切边。
(2)严格按配合比搅拌,搅拌时按顺序投入干粉、钢纤维、水搅拌3分钟后加入石子搅拌2分钟。混凝土拌和时需采用移动强制式搅拌机拌合。并且搅拌地点应尽量靠近施工点位,以防运输过程中混凝土凝固。每次搅拌量应视使用量多少而定,确保30分钟内将料用完。
(3)将拌合好的混凝土放入坑洞内,压实。
(4)施工后无需养护,即可通车。
3.4 注意事项
冬季施工时,浆料拌和用水应符合现行《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204)的有关规定;已凝固的浆料不得再加水使用;施工后无需洒水养护;应按配比进行搅拌,不得私自添加砂子、水泥以及任何物质。
快速修补混凝土材料解决了养护时间长,需长时间封闭交通等问题,但该材料同时存在一些问题:需要专业设备进行搅拌;无法长时间运输,需要在施工地点进行拌合;搅拌好的浆料必须在30分钟内用完,过了时间将成为废料,如果操作不好将造成浪费。还有一个最大的问题就是该混凝土快速修补材料比较贵,无法进行大面积修补,只能进行紧急小型病害的修补。
5结语
城市道路的养护维修是一个永久的课题,维修的方法与技巧的应用,取决于设计者、决策者乃至实施者对多种因素的综合考虑,这些因素包括路况、交通量、费用和施工力量等。但最终我们是要做到的是既要及时维修,又要保证修复后的质量。
参考文献:
关键词:沥青路面;坑槽;工艺
中图分类号:U416.217 文献标识码:A
引言
坑槽是沥青路面局部破损中最常出现的一种,而坑槽修补是沥青路面日常养护维修工作中一项难度很大而又费工费时的工作。如对坑槽路面不及时修补将会严重影响行驶荷载的安全性和沥青路面的使用寿命。加强对坑槽类型和坑槽修补技术的研究具有重要意义。
一、坑槽损坏类型及原因
经过实践和相关研究,在一般的沥青路面容易产生坑槽损坏的地方是:路面的表面产生坑槽、上面层和中间层同时产生坑槽,下面层和基层间产生坑槽、刚性组合式路面(含桥面)上产生坑槽。产生坑槽的原因不是单一的,很多情况下是多种原因共同作用结果。产生沥青路面抗曹原因有很多,常见的有以下几种:1.水损害引起坑槽破损。路表由于有积水或连续降雨,经常会使沥青路面材料被水长时间浸泡;2.交通荷载造成坑槽破损扩展;现在公路的交通量比以前要大的多,而且车辆超载超限运输的现象非常严重,导致路面结构局部过早产生疲劳裂缝,在雨蚀作用下发展为坑槽3.沥青混凝土配合比设计不合理;由于沥青混合料的“贫油”现象,导致沥青与石料的粘附性差,以及沥青混合料水稳定性能差等材料本身性能不合格,容易导致成型后的沥青混凝土路面在荷载、水等综合因素下产生病害4.沥青路面施工时质量控制不当等。
二、常用的坑槽修补方法
坑槽修补主要是针对坑槽、局部网裂、龟裂等病害的修补和加强,同时还可以对拥包、局部沉陷以及滑移裂缝等病害进行修补。无论哪种修补方法,除了和修补材料性能关系密切外,其修补工艺必须正确,常见的修补工艺流程是:1.坑槽的成型;2.坑槽的清理和干燥;3.涂粘结层;4.修补材料的准备和摊铺;5.坑槽的压实;6.封边修整工作。
(一)挖补法
挖补法,是当前使用最广的一类路面坑槽修补方法,它是将不规则的沥青路面坑槽切割成矩形,并将坑槽底面挖到完好部分(或将底面病害处理彻底),从而为添加的新料提供坚实可靠的支撑,进而延长维修的寿命。其修补步骤:首先,用破碎工具铲除需补部位的旧路面;然后,喷洒沥青粘结层,填充新的热拌沥青混合料;最后,摊平、压实。由于该工艺对病害处理彻底,维修后使用寿命较长(一般可达到2~5年),而且可维持到路面罩面或中修,所以一般将之称为永久性修补。
(二)填料法
填料法,是一种临时性坑槽修补方法。其修补工序首先对坑槽内杂物、散料等进行简单清理后,填放沥青混合料,通常每层厚度不宜超过 10~12cm,然后将料推匀、整平,碾压成型。填料式坑槽修补是一种临时性的坑槽修补方法,但当采用某些高效的修补材料时也能取得较满意的效果。常用的填补材料有冷拌沥青混合料(粘结料多用乳化沥青、泡沫沥青等)、密级配热拌沥青混合料以及一些专利产品等,选用粘结性能好、均匀和易性好与易碾压密实的材料,可以延长修补坑槽的使用寿命。
(三)喷补法
喷补法,这种技术是利用坑槽修补车进行路面坑槽机械化修补的新工艺。它是利用坑槽修补车自带的鼓风机喷出的高强空气流实现对坑槽内部的清洁,利用喷管喷将乳化沥青经过喷管与输送来的骨料相混合,通过控制喷管上的乳液、骨料和压缩空气3个开关,把混合料均匀、高速地喷洒到坑槽中,达到密实粘结效果,无需碾压,也不需沥青混凝土拌合厂配合,而且不受气候变化影响。
(四)热再生法
热再生法,将高效热辐射加热板放置到需修补区域,使旧沥青路面软化,然后耙松被软化的旧沥青材料,通过喷洒乳化沥青使旧料就地再生,同时补充新沥青混合料拌合,并摊铺、压实。这种方法可对旧料进行就地再生利用,减少了资源浪费与环境污染,降低了维修成本,进行修补时且不受气候变化影响。
三、沥青路面坑槽快速修补的施工工艺
考虑到经济和环境双重效益,本文提出一种新型修补方法即沥青路面坑槽快速修补技术。它是运用微波将厂拌热修补坑槽与就地热修补坑槽相结合的工艺,这是一种基础性研究,它服务的对象包括国内所有的沥青路面面层,具有普遍性和创新性。微波坑槽快速修补工艺流程:现场路面调试厂拌沥青混合料预制沥青混凝土块坑槽的成型坑槽的清理和干燥涂粘结层微波车加热预制混凝土块并摊铺坑槽的压实封边修整工作。和传统的填补工艺相比,微波快速坑槽修补技术具有简易、经济、环保等优势,并且它是一种选择性加热。根据微波加热的特点可知,微波对不同性质的物质有不同的作用,这一点对于沥青路面的养护作业极为有利。
四、结语
沥青路面坑槽修补质量不仅与修补材料性能有很大关系,更重要取决于修补工艺。将微波快速坑槽修补技术引入到沥青路面坑槽修补中来,不仅在经济上,还是在资源能源的利用率以及环境保护方面都要优于传统坑槽修补工艺。
参考文献:
[1]杨新亮,熊志江,刘安刚.沥青路面坑槽产生的原因与修补工艺研究[J].中国
水运.2007.5.
关键词:桥梁;裂缝;预防;修补
中图分类号:K928文献标识码: A
1 前言
钢筋混凝土桥梁和预应力钢筋混凝土桥梁之所以成为当今桥梁的发展趋势,是因为混凝土取材广泛、价格低廉、抗压强度高、可浇筑成各种形状并且耐火性好、养护费用低。但是,由于混凝土材料性质为脆性,而钢筋的材料性质却是韧性,两者存在相差较大的弹性模量和强度,因此当两种材料在―起共同发挥作用时,要使钢筋能够承受较多的力,混凝土势必开裂,这在桥梁建设中是常发病和多发病。正是这一病害,成为当今钢筋混凝土桥梁发展的一大阻碍,许多工程技术人员都在集中精力克服这一难题,倘若这一难题被克服,那么桥梁的发展将会走上一片新天地。
2 梁体裂缝防治措施研究的方法和内容性
2.1 桥梁梁体裂缝产生的主要原因
(1)混凝土收缩引起的裂缝:①水泥品种。矿渣水泥、低热水泥混凝土收缩性较高;普通水泥、火山灰水泥混凝土收缩性较低。②水灰比。用水量越大,水灰比越高,混凝土收缩越大。③外掺剂。外掺剂保水性越好,则混凝土收缩越小。
(2)设计和施工不合理产生的裂缝:这类裂缝是在工程实例中发现最多的裂缝形式,工程设计人员往往只考虑规范对结构强度计算上的安全性需要,从而忽视从结构的体系、构造、材料、维护、耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。
(3)使用荷载引起的裂缝:此类裂缝是混凝土桥梁在正常使用活载、恒载及次应力作用下产生的,桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是活荷载,在循环荷载作用下,一些微小的缺陷会逐渐发展、合并形成损伤,进而逐步在材料中形成宏观裂纹。
(4)地基变形引起的裂缝:由于地质勘察精度不够、试验资料不准、地基地质差异大、地基冻胀都会引起地基变形而引起裂缝。
(5)钢筋腐蚀引起的裂缝:因混凝土质量较差,或者保护层厚度不足,或因保护层被碳化使钢筋周围混凝土碱度降低,都会引起钢筋表面氧化膜破坏而发生锈蚀反应,进而诱发其它形式的裂缝,而其它裂缝的产生又会加剧钢筋锈蚀,最终可能导致结构破坏。
2.2 梁体裂缝的主要预防措施
(1)严格控制混凝土原材料的质量与配合比设计,选用水化热低、活性较小的水泥;细度模数在2.7―3.3的砂,粗骨料选用19.75mm连续级配,混凝土振实后达到逐级充填骨架密实结构:砂率控制在35%~37%之间,水灰比控制在0.41~0.43之间,坍落度控制在25―35mm之间,较为适宜滑模摊铺,且有利于预防早期裂缝产生和方便施工。
(2)在混凝土中添加适量防裂材料:①掺入适量引气缓凝保塑剂、高效减水剂,可减小混凝土早期温度收缩和干缩开裂。②掺人适量钢钎维或改性聚丙烯纤维,可以抑制混凝土在硬化过程中由温度收缩、干燥变形等因素引起的非结构性早期裂缝产生。
(3)严格控制混凝土拌合运输和浇筑,确保混合料的和易性,搅拌质量较好的混凝土在滑模摊铺施工过程中容易振捣密实。从而减少或避免因混合料搅拌和摊铺振捣不均匀造成局部收缩应力不均衡所引起混凝土开裂。
(4)养护对裂缝的防治起到关键作用,加强初期保湿、保温养护,可以大大的减少早期裂缝产生。因此,在施工过程中要求在混凝土浇筑收浆后,尽早的喷洒足量养护剂和覆盖塑料薄膜以阻止水分蒸发,确保桥面混凝土达到保湿养生效果。
3 梁体裂缝的修补方法
3.1表面封闭修补法
表面封闭修补法适用于对承载力无影响的表面以及深进裂缝和大面积细裂缝防晒、漏水的处理。通常是在混凝土表面沿宽度较小的裂缝涂抹树脂保护膜,在裂缝宽度有可能变动时,可采用有跟踪性的焦油环氧树脂等材料。在裂缝多而密集或者混凝土老化、砂浆离析的结构物上可大面积涂抹保护膜。
3.2凿深槽嵌补法
表面凿槽嵌补法是在混凝土表面沿裂缝凿出“V”形或“U”形槽口。凿槽时应注意不要损坏钢筋,先在槽内嵌水泥砂浆或环氧胶泥、聚氯乙烯胶泥、沥青油膏等,然后表面作砂浆保护层。槽内混凝土面应修理平整且清洗干净,不平处用水泥砂浆填补,施工时要保持槽内干燥。填补前要用钢丝刷清除凿后已浮动的混凝土碎片。必要时可先上底层涂料,然后填塞树脂砂浆。
3.3表面喷浆法
表面喷浆法也是修补裂缝的一种常用方法,具体操作步骤如下:
(1)清除浮灰:清除混凝土裂缝表面浮灰,尤其试对存有脱模剂的混凝土表面应用钢丝刷处理,并显粗糙。
(2)喷水温润:对清除浮灰的混凝土表面,喷浆前―天喷水,使湿润深度3―5mm,喷浆时形成内温状态。
(3)配制砂浆:除了按上述要求称量外,搅拌要均匀,肉眼观察无色差,并显糊状。搅拌时间控制在1.5―2min。搅拌好的砂浆应在2.5―3h内用完,以防硬化。
(4)喷射浆体:喷浆时手提喷浆器,打开空压机应保持空压机压力表读数不小于0.5MPa,从而确保喷浆的附着力。
(5)喷雾养护:喷浆结束,待浆体终凝后即可进行养护,采用肩背式手动喷雾器喷水养护。
3.4混凝土置换法
(1)清理破损混凝土:清理混凝土破损面,松动的混凝土应该剔除,做到要修补的混凝土表面无粉尘、无污物。
(2)外露钢筋除锈:用除锈刀或者电动砂轮机、钢丝刷除去外露钢筋铁锈,并用刷子清扫干净。
(3)涂刷界面处理浆:用刷子在将要修补的混凝土表面或槽的底部和四周均匀涂刷一层界面处理浆,界面处理浆按JJ型混凝土修补胶与JJ型混凝土快速修补剂为1:1的重量比调匀即可。
(4)养护:在修补完后,应要及时加以养护。一般在修补30min后就要洒水或者在修补面上加一层塑料薄膜进行养护。
4结语
本文对桥梁梁体裂缝产生的原因及防治措施进行了分析,并对相应裂缝的修补及预防进行了研究探索,桥梁梁体裂缝问题需要不断研究,其相关危害的分析总结促进了桥梁建设快速稳定的发展。加强桥梁养护管理,保持桥梁始终保持正常、安全的技术状态,应按照“预防为主,防治结合”的原则。在科技相互融合的当今,各种技术将不断运用到桥梁建设中来,桥梁的建设、施工、维护会有更多的手段,我们的桥梁事业将会有更伟大的发展。
参考文献:
[1]袁明.钢筋混凝土桥梁裂缝的原因分析和修补方法.中外公路.
[2]张爱利.浅谈钢筋混凝土桥梁裂缝的成因与防治措施.科技风.
[3]李随敏.钢筋混凝土裂缝的防治.铁道建筑.
关键词:大体积混凝土裂缝;成因分析;防治技术;修补措施
前言
在像高层建筑这样的大型工程中较常用大体积混凝土结构,但是在施工阶段,大体积混凝土结构却经常出现裂缝现象。裂缝过大会影响到结构的功能发挥,导致混凝土失去了原本的功能,也极有可能引起项目质量问题。
1、分析裂缝的成因
1.1混凝土的收缩性较差
(1)干燥收缩。搅拌混凝土利用的水是实际加入的水的20%,而其他的水分是为了保障混凝土有足够的和易性,但在浇筑后水分会在空气中逐渐蒸发。水分蒸发的顺序是由外到内,导致内外的变形程度不同,而水分蒸发后混凝土产生的、具有不可逆收缩性的拉应力就由外到内产生,从而导致混凝土出现裂缝。
(2)塑性收缩。因为这个原因出现的混凝土裂缝通常是在混凝土温度较高的情况下发生的。因为此时混凝土的泌水明显减少,且结构强度低,一旦外界达到大风或高温的条件,混凝土表面的水分会快速蒸发,而内部的毛细管要承担较大的负压,最终导致混凝土因不能抵抗本身的收缩而出现裂缝。
1.2混凝土内外温差较大
(1)水泥水化热导致的温差影响。水泥在水化过程中产生的水化热,为混凝土本身提供了热量,但在混凝土浇筑初步阶段,混凝土表面的热量因与空气直接接触而快速散失,其温度也随之下降,这样就形成了一个温度差。当温度差达到一定程度后,内外结构的膨胀程度会突破界限,最终使混凝土出现裂缝。经证实,产生裂缝的温差条件是不小于25℃。
(2)外部温度的影响。这种情况主要发生在混凝土的入模阶段,因为在此阶浇筑的温度与外界气温直接相关,不管是外界温度是过高还是过低,混凝土内外的收缩和温度应力都有很大的差距,从而使混凝土产生裂缝。
1.3结构基础变形过大
如果施工前没有对施工场地进行科学详细的地质勘察,也不具有准确的试验资料,会导致不均匀沉降的现象。土质较软的地基遇水压缩变形较大,会导致地基础的不均匀沉降,再加上建筑物本身的协调程度较低,就会产生裂缝。地基变形造成的应力是主要的原因,所以这类裂缝的情况较严重。
1.4产生了化学反应
如果混凝土结构中出现了碱――骨料反应,构件会产生裂缝。这种化学反应的条件是水,发生反应的物质是碱(Na2O和K2O)和活性SiO2,其反应结果是产生碱-硅酸凝胶。导致混凝土出现裂缝的原因是在化学反应过程中,活性二氧化硅会吸水变大产生的应力,导致混凝土膨胀开裂。
1.5水灰比
虽然水灰比越小,混凝土的强度越高,但商品混凝土的和易性和坍落度会变低。然而水灰比过大时,又会导致构件内部游离水过多,这种情况会在振捣时出现分层离析,即上层出现富水泥浆层,在硬化时因体积收缩不均匀,从而导致表面裂缝产生;另一方面,游离水的增多会降低水泥与骨料之间的粘力,内部泌水较多,这种情况下的硬化会使水泡裂开在内部形成裂缝。
2、裂缝的防治技术
2.1添加掺合料和外加剂
(1)在工业固体废渣中可以提取由SiO2和Al2O3组成的掺合料,其参与的水化反应可以产生胶凝物质,这种胶凝物质不仅具有固化特性,还可代替水泥并且改善混凝土的性能。通常情况下,在配制大体积高强度混凝土时,都会添加掺合料。常用的掺合料包括粉煤灰、矿渣微粉和硅灰,它们的优点就是不仅对降低水化热有着显著的效果,还可以提高混凝土的密实度、抗渗性和抗腐蚀能力,从而抑制构建开裂。
(2)外加剂的添加量不要超过水泥质量的1%。在大体积混凝土中常用的外加剂有:①膨胀剂,其作用是以微膨胀缓和混凝土的收缩,促使构件内部产生的压应力与拉应力持平,防止混凝土因过度收缩产生裂缝。②减水剂,其作用是减少拌合用水量,降低水灰比,从而防止混凝土因承力过大而产生裂缝。③缓凝剂,常见的缓凝剂有木质磺盐类和蜜糖,其作用是延长放热时间,减小混凝土内外的温差,从而避免裂缝产生。
2.2选择正确的材料
选择级配好、粒径大的石子作为骨料不仅对降低水化热具有良好的效果,还可以降低收缩和泌水,从而避免裂缝的产生。选择低碱或无碱砂石料可避免碱――骨料反应产生裂缝的情况。除此之外,选材还要注重水泥的品种,要选择低热型的,水源的清洁度也很重要,并且要严格控制骨料含泥量小于1%,切忌使用海沙。
2.3认真落实浇筑工艺
混凝土在浇筑前要拌制2~3min,若在浇筑过程中采用分层浇注法,则分层厚度要控制在30~50cm之间。振捣遵循“以插入式振捣器为主,附着式为辅”方法,并且是间歇式振动,每次振捣时间为30s,当最上一层浇筑完0.5h后再次进行振捣,以此确保密实度和均匀度,避免漏震现象的发生。
2.4严格控制温差
控制好入模温度是避免裂缝产生的一种重要方式,入模工作最好不要在夏季高温时段,不然就要进行降温。在浇筑时要控制一次浇筑的厚度,利用浇筑层面散热,然后在混凝土内部通入冷却循环水,加快内部的散热,以此来控制内外温差,最后要用草袋塑料膜覆盖进行蒸汽养护。在水循环过程中不能忽视温度监测工作,循环水与构件内外温差不能大于15℃,结构内外温差不能大于25℃。
2.5产生裂缝后的修补措施
(1)表面覆盖法。这种方法适合修补微小裂缝(缝宽
(2)开槽法。这种方法适合修补缝宽大于0.5mm的较宽裂缝,做法是在裂缝处凿一个U型槽,再将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆(环氧树脂:聚硫橡胶:水泥:砂=10:3:12.5:28)放入槽内,等到完全凝固后用水维护。
(3)低压灌浆法。这种方法适合修补0.2~0.5mm的裂缝。灌浆顺序是从上到下,水平缝是从一端到另一端逐个修补,为防止浆外漏,可在灌浆0.5h后再次灌浆,以达到完全修补的效果。
(4)仿生自愈合法。这种方法的修补原理是模仿生物组织愈合创伤部位,做法是在混凝土中掺加含粘结剂的液芯纤维或胶囊,其作用是形成智能仿生自愈合神经网络系统,当结构出现裂缝时就会自动分泌出液芯纤维使裂缝愈合。
3、结语
大体积混凝土产生裂缝的原因是多种的,其原理、防治技术以及修补措施也是多样的,最重要的是做好工程项目的每个环节和每个阶段,切实落实相关工作,遵循“预防为主,防治结合”的原则,就可以从根本上解决混凝土易产生裂缝这一问题。
参考文献:
[1]谭维祖.混凝土的收缩、开裂及其评估与防治[J].混凝土,2001.
[2]鞠丽艳,张雄.混凝土裂缝防治的两种新方法[J].施工技术,2007.
[3]刘飞,李庆军.大体积混凝土施工裂缝的预防措施[J].陕西建筑,2009,02.
关键词:公路桥梁;维修加固;方法
中图分类号:TV544.921文献标志码: A
莱阳有309国道、202省道、209省道等五六十年代修建的公路,这些公路上的桥梁多年来受到自然因素和社会因素的影响,不同程度的出现了大大小小的病害,如桥面破损、栏杆断裂、伸缩缝损坏、桥头跳车、梁板或拱体裂缝、混凝土剥落、钢筋锈蚀、墩台断裂位移、挡墙倾斜错位、锥坡下挫坍塌、墩台基底冲空、桥头路基冲塌、河床护底冲翻以及河道被冲刷严重变迁而危及桥头路基等,已经破坏了桥梁的正常良好状态。进行必要的维修加固是当务之急,下面从几个方面谈一谈维修加固的方法:
1 混凝土结构维修与加固
混凝土结构是桥梁的重要组成部分,不管采用何种材料,何种方法对缺陷进行修补,都必须将表层已破损的混凝土清除,将锈蚀的钢筋除锈,其主要方法如下:对浅层或面积较小的损坏部分,可用手工凿除,再以水清洗干净;对浅层而面又较大的缺陷,可用高压水枪喷射清除;对损坏面积较大,且有一定深度或有蜂窝空洞者,可用气动工具凿除,个别部位铺以手工凿除,再以水清洗干净。
蜂窝、空洞及较大范围破损的部位,可采用新鲜混凝土进行修补。修补混凝土一般应与原混凝土标号相同或稍高,并具有良好的级配与和易性,以利捣实工作。
混凝土表层的风化、剥落、露筋及小面积破损,可采用粘结剂进行表面封涂。当混凝土结构破坏较大且深入构造内部一定深度时,可采用胶结剂浇筑涂层的方法进行修补。
混凝土结构中的钢筋,其锈蚀的维修方法与步骤如下:凿除松脱、剥离等已损混凝土;对钢筋体除锈处理,清除干净后即进行防锈处理;涂以环氧树脂胶液等粘结剂;立模,配料浇筑或喷浆、涂抹修补材料;对新喷涂或浇筑混凝土面进行表面处理。
2 桥梁结构物裂缝的修补
桥梁结构由于种种原因,将会产生裂缝,降低了结构的美观和整体性,需要根据具体情况,参考养护规范中桥梁构件裂缝限值和下列几个方面,确定是否需要进行修补:
2.1发展的裂缝,缝宽在六个月期间增大0.1mm以上时;
2.2裂缝宽度虽未增大,但裂缝数量增多时;
2.3裂缝宽度在0.3mm以上时;
2.4缝宽虽为0.2mm左右,但对结构产生危险时。
常用的修补方法有表面封闭修补法、压力灌浆修补法、表面粘贴玻璃布或碳纤维复合材料或钢板、凿槽嵌补、表面喷浆、打箍加固、封闭等修补方法。上述方法在国道309富水河大桥中有广泛运用,通过近四年运营,效果还是相当不错。
3 桥梁上部结构的加固
3.1钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土桥上部结构的加固。当结构受损或超载而承载能力不足时,需予以加固,从投资少、工效快、不中断交通、技术可行、有较好的耐久性等要求考虑,选用下列所述加固方法进行加固。
当具体承载力降低不大时,在梁顶面(桥面)上加铺一层钢筋混凝土面层,使其与原有主梁形成整体,达到加厚主梁高度和增大梁的抗压截面的目的,以提高梁的承载能力。
增设纵梁法:在墩台、地基安全性能好,并有足够承载能力的情况下,可增设新纵梁使之与旧主梁,共同受力,达到提高桥梁承载能力的目的。增设桥墩或改桥为涵的改变结构体系法:通过改变桥梁结构体系,如在简支梁下增设立柱或桥墩,缩短桥跨,或把相邻两跨简支梁加以连接,变成连续梁。对小桥还可采用桥改涵的形式,提高承载能力。或将旧梁部分全部卸除,更换成荷载等级较高的新梁。此法加固效果显著,施工也较简便,但造价较高,影响交通的时间较长。
3.2桥面铺装层的维修与加固。对危害桥梁正常运行的部分进行经常性的养护维修,应保持桥面清洁,伸缩缝完好并能伸缩自由,疏通泄水孔等。桥面板出现表面碎裂、脱落或洞穴现象后,应采取局部修复的办法进行维修。修复时,先将破损部分凿除,再浇筑新鲜混凝土,并注意加强养护。如结构负载能力尚且允许,也可采用加铺一层沥青混凝土修补。对较为严重的情况需要更换桥面铺装,即需要凿除原有的桥面铺装,重新进行桥面铺装的铺设。凿除过程中要求原有混凝土应清除彻底,用水冲刷干净,在进行钢筋笼的帮扎和混凝土的浇注。
4 墩台基础的维修与加固
4.1墩台基础的维修:水深H3m时,可通过潜水作业将袋装混凝土分层填塞冲空部分或包褒损坏部分。
当基础置于风化岩石上,基底外缘已被冲空时,应及时清除严重风化部分,填以混凝土并将周围风化地基用水泥砂浆封闭。
4.2墩台基础的加固:当基础承载力不足或埋置太浅,而又为刚性实体基础时,可加砌砌体或增补混凝土,以扩大原有基底面积的措施予以加固。
4.3地基加固:当基底土基松软或深层土质不良而影响基础正常受力时,可用人工地基加固法加固地基,常用方法有砂桩法和注浆法等。当软弱地基较厚时,将钢管或木桩打入基础周围土层后,然后将桩拔出,灌入干燥粗砂并捣实而成砂桩,使地基土的密实度得以提高。当易坍孔灌砂困难时,可采用砂袋套管与冲振法加固地基。注浆法是在墩台中心直向或斜向钻孔或打入管桩,通过孔眼及管孔压喷注浆于土层之中,通过浆液凝固把松散土固结或把岩石裂缝填塞的一种地基加固方法。
4.4墩台主体加固:当墩台有贯通性裂缝时,可用钢筋混凝土围带或钢箍进行加固。一般在墩台身上、中、下分设三道围带,当墩台身有严重裂缝及大面积表面损坏、风化和剥落时,可采用围绕整个墩台身设置钢筋混凝土护套的方法进行加固。为加强围带与墩台身的连接,在墩台身内应埋置直径10~20cm的钢销,埋深约20倍的钢销直径即可。
桥台滑移倾斜的加固处理:对于埋置式桥台,当桥台受台背土压力而往桥孔方向产生倾斜或滑移时,可在桥台前(桥孔内)修筑撑壁进行加固;对于小跨径桥梁,为防止墩台滑移,可在墩台间加设水平支撑(如用浆砌片石铺底或设混凝土支撑梁)进行加固。
5 桥面伸缩装置的维修
当软性填料松散脱落时,应清除原缝隙存留物后重新注入新的填缝料;当铺装层破坏时,应凿除后重新铺筑;伸缩缝损坏时,应予更换。松动不平整时,应重新调平并紧固之;脱出时,应重新嵌固并调平;老化失效时,应予以及时更换;焊接破裂时,应清除垢秽后重新焊牢;钢板出现裂缝或断裂时,应采取焊接修补。
6 桥头引道的维修
关键词:水泥混凝土;路面改建修复;措施
1、水泥混凝土路面改建的处治原则
1.1满足结构要求,使旧结构性能得到最大的恢复,限制病害的复发与扩展。
1.2考虑改建工程施工的特殊性。
1.3工艺、材料选择尽量简化、统一、利于施工掌握和质量监控。
2、对原有旧水泥混凝土路面进行处理
2.1灌缝
原有旧水泥混凝土路面的接缝都要采用新型改性沥青材料进行灌缝,以有效防止路面水从路面渗入基层,保证基层有足够的强度和稳定性。该种改性沥青在使用时必须由混凝土路面嵌缝机加热至300℃,然后通过混凝土路面嵌缝机注胶嘴把改性沥青注入接缝内。该种材料在高温下热稳定性好,低温下不易老化变脆,安全经济,又不会给环境造成污染,可以满足接缝灌缝的需要。
2.2严重破碎板的修补
对已断裂成3块以上的严重破碎板,坚决采用常规的挖补方法对板体进行更换。将旧板破碎、运走,清扫基层;用C15混凝土修复松散基层(如有松软的素淤泥块,还应挖坑切槽,直到坚硬基层),基层表面要平整,并具有一定的横坡坡度,然后重新浇筑C30混凝土板。
2.3一般断板的修补
对断裂情况较轻的板块,如果按破碎板整槽翻修的办法来做,不但成本高,而且费时。对待此类病害,采用对裂缝开槽注胶的方法来处治。
2.4脱空板块的处理
脱空板块较好的处理办法就是板底压浆。利用灰浆泵的压力将水泥浆液通过预先钻好的孔洞直接压入板下,填充板下出现的空洞,使基层重新稳定。
3、扩展性裂缝的封闭
扩展性裂缝是旧路面需处治的重点病害之一。处治时经适当扩成倒梯形槽,有掉边、碎边的一并切除之后,采用粘结性强、抗疲劳性好的补强型改性环氧树脂砂浆灌缝。
4、浅层裂缝的封闭
灌缝料采用粘结性能好的密封型聚氨脂类。
灌缝前先将原缝扩整成“V”字型,上宽在5~15mm之内,深及裂缝深度,并不大于1/3板厚。
5、接缝更新
接缝更新做法如下:
5.1当旧路面上直接加铺8~10cm沥青面层、沥青面层下设置8cm以内沥青碎石找平层或水泥混凝土找平层在15cm以内时,全部接缝更新。
5.2当沥青找平层>8cm或水泥混凝土找平层>15cm时,仅对胀缝填料更新。
6、板底脱空界定与处治
板底脱空大多发生在角隅、接缝及胀缝边沿。它根本上改变了弹性支承薄板的受力状态。随脱空范围扩大,荷载在板体内产生的最大弯拉应力值急剧增大,产生应力集中,加速剪切型反射裂缝的形成,使加铺层结构早期损坏。
6.1板低脱空的界定
在工程中,我们采用“综合判断”法来界定板底是否脱空。把弯沉值≥20-40(0. 01 mm),错台量达到8~15mm者,初步视为板底脱空,再查是否唧泥,以及重车通过时板端的弹性变形。存在后两项问题的,确定为板底脱空。必要时,复测接缝传荷能力验证,若传荷能力处于“次”级,传荷系数KJ%≤55,判定为板底脱空。
6.2板底脱空处理:采用钻孔压注浆封补处理工艺。
6.2.1工艺流程
弯值在20~30(0.01mm):布孔(距板边 0.8 m,分3排,每排2孔)一测弯沉(孔位)一钻孔(超板厚2~3cm)一高压空气枪清孔一安装膨胀枪头(连接浆管)一压浆一封孔 (废纸)一养生(3d)一测单点弯沉。
对于弯沉值在30~40(0.01mm):则打8孔,分4排,每排2孔,其它工序同上。
6.2.1砂浆配比
弯沉值在20~30之间的,使用材料的配合比为膨胀水泥:快速修补剂:砂:水:1:0. 16:(3~4):(0.4~0.5)。弯沉值在30~40之间的材料配合比为膨胀水泥快速修补剂:粉煤灰:砂:水;1:(0.3-0.4):(1~2):(2~ 3):(0.5~0.6)。
压浆压力经现场试验确定和视具体情况调节,一般为0.3~0.8Mpa之间。最大》1. 5Mpa。灌浆作业,先从脱空最大的板端开始,由大到小移动。邻孔或接缝冒浆后即可停止压送浆液。灌浆过程要检测浆孔处板体是否上抬,当上抬量达到2mm时停灌。灌浆完成后封闭交通至少3d。
7、错台的处治
“02规范”把平均错台量定为评定旧路损坏状况的指标之一,表明了错台在力D铺改建设计中,起着举足轻重的作用。
《公路水泥混凝土路面养护技术规范》 JTJ073-2001(以下简称“养规”)把错台程度划分为轻、中、重三级,相应的错台值分别为:10mm,达到中级错台的都要处理。
错台的处治:错台6~10mm,磨平处理,错台>10mm,切削修补。磨平时渐变坡率》1%,切削修补则参照“养规”执行。切削修补材料采用坍落度在0.5~1.5cm内的改性环氧树脂混凝土(细粒式水泥混凝土中掺入改性环氧树脂乳液配制)。
8、拱起的处理
拱起病害一般有两种情况,分别处理如下:
8.1显著拱起。拱起量在30~100m m之间,拱起两侧板面裂损。
处理办法:将拱起范围的板块切除,浇筑等厚新板,原位恢复胀缝与传力杆,在修复的新板与旧板间加设拉杆连接。新板配置双层网筋。板底基层松散部分挖除,深度≤ 15cra的用C15混凝土填补;>15cm的用 6%水泥稳定石屑填补。
8.2轻微拱起。拱起量在30mm以下,板面无明显损坏。
处理办法:切除余量、释放应力。将横缝适当切宽,使板块恢复原位。再向缝内灌填接缝填料,并于缝顶增铺一层格栅。
9、沉陷的处理
沉降差小的,板块损坏轻微或仅出现个别裂缝;如沉降差大的,则会出现板块断裂破碎现象。
处理办法:前者先采用改性环氧树脂将裂缝封粘,再作板底灌浆。灌浆孔眼深入板底至少2cra。后者采用换板,加强基层与路基补强修复。新浇板采用配筋板。
10、唧泥的病害和处治
唧泥必然伴随板块破碎、接缝缺损、板底脱空或裂缝扩展、路面水下渗等现象之一同时出现,唧泥的处治必须结合以上相关病害一并处理。
11、表层病害的修补
11.1 磨损、露骨、坑洞或剥落,深度小于lcm,清除表面松散碎屑即可,不作修补;损坏深度在1~2.5cm时,表层凿除,改性环氧砂浆修补,深度在2.5~5cm者,采用改性环氧混凝土修补。
【关键词】超早强修补材料;混凝土;机场道面。
0前言
随着我国民用航空事业的发展,机场承担着越来越繁重的客运及货运任务。飞机的总重量和轮胎压力不断提高,因此对起着承载作用的道面提出了更高的质量要求。
作为民用机场飞行区重要组成部分的跑道、联络道及机坪的道面,经受着飞机起降时的冲击荷载、轮子与道面激烈的摩擦,道面承受巨大的压应力和弯拉应力。道面一年四季在自然环境中,经受严寒酷暑、风吹日晒,冬季使用的除雪剂渗透进道面的裂缝和孔隙中,对道面会引起严重的侵蚀,这些因素致使机场道面在使用一段时间后,均会出现不同的病害。现全国民用机场中,75%以上的机场使用水泥混凝土作为道面的面层,军用机场近乎100%的使用水泥混凝土作为道面的面层。水泥混凝土道面的主要病害有断板、掉边掉角、表面起皮、露石、脱粒等,已严重影响了飞机的飞行安全[1]。
据统计,机场道面往往投入使用后5~7年就开始出现不同程度的破损。某机场10年的统计资料显示,因道面质量病害造成爆胎、起落架损坏、发动机损坏等故障共76起,直接经济损失达1.2亿元[2~3]。
水泥混凝土道面病害不能按照普通的方法修补,其维修的特点是:通常在不停航的条件下进行修复,即在当天航班结束后,对病害区域进行修复,并且不能影响次日机场的正常运行。这就需要一整套完善的修补方法,合适的材料选择是第一要素。因此,对于机场修补材料也提出了特殊的要求,即2h~4h抗压强度≥25MPa,抗折强度≥4.5MPa[4]。
国内外对修补材料进行了较为广泛的探索和研究,美国蒙达公司开发的MAC-C系列产品使用性能优良,但造价过高;美国的K.P.Ramesh、S.S.Bang等致力于研究具有生命的混凝土,在微生物的作用下,使矿物自由、自发的聚合,从而填充到混凝土裂缝中,起到修补裂缝的作用[5],该种修补材料适合修补微裂缝,且修补时间较长;我国在修补材料上也开展了相关的研究,同济大学的杨全兵[6]、长安大学的申爱琴[7]等研发了关于水泥基修补材料的路用性能,但这些修补材料早期强度不足,并且主要用于公路、桥梁、隧道等方面的修补。总体来看,目前适用于机场快速修补的材料存在着一定的局限性,国外修补材料性能优越,但其价格却昂贵;而我国部分产品虽然价格相对较低,但存在着早期强度不足,后期强度易发生倒缩,材料性能不尽人意的现象。
针对机场修补的特殊情况及修补材料的局限性,我们引进了美国弗吉尼亚理工大学的技术,结合国内的实际情况,研发出了固道(GOODONE)水硬性机场道面新型特种胶结材料。并与同类型的美国蒙达MAC-C系列修补材料在某些性能进行了对比。
1试验
1.1原材料
胶结料:主要成分为水泥基复合材料,并将减水组分,早强组分及缓凝组分等按照一定的比例复配。
细集料:水洗砂,细度模数2.8~3.1,泥块含量0%,含泥量小于1.0%。
粗集料:石灰石碎石,粒径5~25mm,连续级配;
水:自来水。
1.2配合比
试验用混凝土配合比见表1。
2试验结果与讨论
2.1混凝土力学性能
本文将特种胶结料拌制的混凝土进行抗压强度、抗折强度测试,并与美国蒙达MAC-C系列产品进行比较,对比结果见图1、图2。由图1可以看出,特种胶结料拌制的混凝土2h抗压强度为29.5MPa,并且6h能够达到42.3MPa,早期的强度发展较快。由图2可知,掺加特种胶结料的混凝土抗折强度与美国蒙达MAC-C系列产品相当。修补混凝土可操作时间能够控制在20~50min、坍落度为120~160mm,并且能够根据施工现场的具体要求进行控制。
新、旧混凝土间的粘结强度也是修补混凝土所要考虑的问题,本文将特种胶结料拌制的混凝土进行粘结强度测试,并与美国蒙达MAC-C系列产品进行比较,对比结果见表2。试验首先对旧混凝土表面进行凿毛处理,以增大界面粗糙度。由表2可以看出,特种胶结料拌制的混凝土各龄期的粘结强度与美国蒙达MAC-C系列产品相当。
从以上试验结果可以看出,在混凝土成型的数小时之后,无论其抗压强度还是其抗折强度发展都很快,随着龄期的增长,抗压及抗折强度继续发展没有出现倒缩。特种胶结料拌制的混凝土早期抗压强度明显优于美国蒙达MAC-C系列产品,并且修补混凝土与旧混凝土粘结良好。修补混凝土早期强度能够满足国家关于民用运输机场混凝土道面的设计要求,能够快速恢复机场交通。
2.2收缩性能
水泥基复合材料的收缩是其物理力学性能中的一个重要方面,它对路面材料抗裂性、耐久性、承载能力及使用安全有着重要的意义。本文以混凝土配合比表1为基础,对其进行修改提出了砂浆配合比表3,并与普通硅酸盐水泥制备的砂浆进行了干燥收缩对比试验,试验结果见图3。
从图3中可以看出,由特种胶结料制备的砂浆试件能够有效的降低试件的干缩。普通硅酸盐水泥制备的砂浆试件28d的干缩率为98×10-6,与其相比,由特种胶结料制备的砂浆试件同期的干缩率为24×10-6,降低75.5%。并且特种胶结料的干缩测试是以成型2h后的试件长度作为基准,而普通硅酸盐水泥由于早期强度不足是以成型1d后的试件长度作为基准,结合图3的测试数据,更能说明特种胶结料能够有效地减小收缩。因此,从砂浆的收缩特性试验结果来看,特种胶结料在路面结构设计时可以与普通混凝土在接缝方面等同考虑。
3工程应用实例
拉萨贡嘎机场,海拔3600m,飞行区等级4E,跑道长4000m、宽45m。经多年的使用,机场道面混凝土疏松剥落,边角破损,局部出现跑道面板断裂。现场采用本修补材料进行修补,配合比见表4。
在修补材料浇筑前,须对旧混凝土板进行处理,即在破损板的旧混凝土板块凿除后,对部分板底基层进行补强处理。混凝土采用现场机械拌制。先将石子、砂子、胶结料干拌1 min,最后注水湿拌2 min左右,总搅拌时间控制在3min内,搅拌时间过长会影响修补混凝土的可工作时间。修补混凝土采用人工摊铺,用人工将其大致摊铺整平,摊铺后用平板振动器振捣并辅以人工找平。最后对表面进行拉毛处理。
混凝土做面完毕后,及时采用湿法养护,终凝后及时覆盖草袋,保持潮湿状态。达到规定要求后即可开放交通,即抗压强度≥25MPa,抗折强度≥4.0MPa[4]。将预留的混凝土成型,并进行强度测试,测试结果见表5。
从经济和社会效益分析,本修补材料与其它修补材料相比,其特点:①使施工工期缩短,节约原材料及减少工程量后所带来的一切费用;②使用寿命延长,因此节省再次修补的费用;③施工时间可根据实际情况控制,减少时间延误。综合分析,对于旧混凝土跑道,若采用修补混凝土进行修复,则一次性投资的费用比挖掉重建跑道要节省许多。采用本修补混凝土进行修补法,不但可使工程质量得到保证,而且还可提前开放交通,具有显著的经济效益和社会效益。
另外本产品为水泥基复合材料,水化产物稳定,无毒无害,对周围环境与地下水无污染。施工采用机械拌制手工拌制均可,不会受到气候的影响,不会受到水侵害和氧化,不受紫外光降解,耐磨、耐油性能好,不会存在潜伏的脆性断裂,对日后飞机的飞行安全没有影响。
4. 结论
(1)与目前的修补材料相比胶凝材料掺量降低,性价比得到提高,并且与周围环境无污染;
关键字:混凝土;炭化破坏;冻融破坏;防治
混凝土结构是水工建筑的主要组成部分,其受到破坏便会严重影响水工建筑的使用寿命,造成资源的浪费,甚至是人民的生命财产也会受到极大的威胁。由于混凝土结构多处在恶劣的气候环境当中,极易受到自然因素如泥沙、水流气温等的影响,同时也会受到大气当中的物理、化学等因素的影响。混凝土遭受破坏的表现形式多是碳化和冻融两种破坏现象。我国各地水工建筑深受其影响,比如吉林省的丰满水电站、唐海县双九河嘴东挡潮闸、宝鸡峡灌区混凝土渠道等。因此对水工建筑物混凝土的碳化、冻融破坏机理及防治措施的课题探究显得尤为重要。
一、水工建筑物混凝土的炭化、冻融破坏影响因素
(一)混凝土炭化的影响因素
导致混凝土炭化的因素分为内在因素和外在因素。1.内在因素:(1)不同的水泥品种影响其炭化的速度。水泥品种的不同导致其矿物组成、混合材料以及生料化学成分也不一样,对水泥当中的活性以及混凝土的碱度有着直接的影响,同时也对水工建筑混凝土的炭化速度有着重要的影响。水泥当中的孰料越少,其炭化速度越快。(2)集料品种以及级配因素。集料品种以及级配的不同,导致混凝土内部的孔隙结构之间的差异性,从而会直接影响其密实性。材质较好,级配质量高端的集料混凝土,它的炭化速度明显减慢。(3)混凝土中的矿物掺料品种与其数量。倘若掺料当中包含着活性水硬性,虽不能够自行硬化,可却能够和水泥水化析出的消石灰通过化学反应产生稳定性较强的物质,在一定程度上降低了混凝土的碱度等。2.外在因素:(1)温度与光照。混凝土会由于温度的徒然降低而导致表面收缩引发拉力。如果拉力超过了混凝土的抗拉强度,那么混凝土的表面便会裂开,二氧化碳与水分便会乘虚而入,加上阳光的直接照射,便会导致混凝土的炭化加速。(2)含水量以及其相对湿度影响。周边环境的湿度会直接影响混凝土的含水量,从而影响其炭化速度系数。80%~100%的湿度,二氧化碳不易加入水泥当中,25%左右的湿度,则使得孔隙当中无法提供充足的水分与二氧化碳生成碳酸,炭化破坏作用便不易进行。(3)酸性介质的影响。客气当中的酸性气体渗入混凝土的孔隙时,会与水泥石当中的化合物产生化学反应,导致水泥石发生变质,从而降低混凝土的碱性,引起混凝土的快速炭化等。
(二)混凝土冻融的影响因素
影响混凝土的冻融破坏因素具有多面性。(1)混凝土的主要组成材料的影响。例如水泥质量的优劣和水泥当中矿物成份的不同等,会直接影响混凝土遭受冻融破坏;骨料也为重要的影响因素。骨料本身的质量优劣直接影响着混凝土的抗冻系数。除此之外,骨料的渗透性以及其吸湿性,也对混凝土的抗冻性有着决定性的影响。混凝土受湿度与强度的变化,产生了含有针状物岩石发生体积变化,这会使得混凝土的表面破裂,也会使得已经硬化的水泥砂浆发生损坏。(2)外加剂因素的影响。在水工建筑的混凝土施工过程当中,适当地加入引气剂和减水剂有利于其内部结构的改善,减弱混凝土的内部孔隙结构受冻胀的破坏,很大程度上降低了冻胀的应力,使得混凝土的抗冻性更强。(3)施工工艺因素的影响。在施工过程当中,材料的配合比、混凝土的硬化条件等都对混凝土的抗冻性有着极大的影响。混凝土施工过程当中单位用水比也是一个重要因素。除此之外,对混凝土的表面、边角以及工作缝等细节部位的施工也是预防混凝土冻融的因素。(4)防止受水位变化因素的影响。寒冷季节水位变化对引起混凝土的冻融破坏。(5)施工质量因素的影响。由于当混凝土出现蜂窝、麻面等状况,将会使得其抗冻性减弱。因此应当把握好其施工质量,使得混凝土结构严实,表面光滑。
二、水工建筑混凝土的炭化、冻融破坏的防治措施
(一)混凝土炭化、冻融的简易测试
化学测试法是检验混凝土是否受炭化、冻融破坏的普遍测试方法。先抽样把混凝土的保护层凿掉,然后滴入或者是涂抹事先调好的酚酞剂,观察其是否变色,以判断其是否发生炭化或者冻融以及其受破坏程度。首先应当配制好酚酞剂。在99%的酒精容器里滴入1%的酚酞液,可以调出浅色的酚酞液,而在96%的酒精容器里滴入4%的酚酞液可调配出显深色的酚酞液。两种酚酞液都能够测试混凝土的炭化、冻融情况;其次把所要检验的混凝土表面打凿到一定的深度,把其表面清理干净,把配制好的酚酞液适量地滴进要检测的混凝土当中。1~2分钟过后,如果其变成红色,则表明该混凝土没有受到炭化、冻融的破坏,倘若其不变色,那么该混凝土已经受到炭化、冻融的破坏。由于酒精易于挥发,因此在检测与观察的时候要快速。检测的时候应当多取几处进行检测,最后取其平均值,力求检测工作的精准;最后,当检测工作完成以后,应当对被凿开的混凝土部位进行环氧混凝土填补,做好其封闭工作。
(二)混凝土炭化的防治措施
(1)防治水工建筑混凝土的炭化首先应当从其刚开始的设计方面入手。设计时,必须根据具体情况而定,对其建筑当中不同的结构与所处周边环境的不同,应当采取不同的混凝土保护层厚度;(2)应当注重做好施工方面的工作。混凝土质量的优劣,最为关键的是施工环节。所以,第一要慎重认真地选择好其建筑材料。水泥应当选择抗碳化性较强的硅酸盐水泥,选用质地叫硬实的集料与选用级配良好的砂与石材,加强剔除当中有害的物质。第二适当地在混凝土当中加入质量良好的减水剂和阻水剂等外加剂,以加强混凝土的强度和抗碳化度。第三做好振捣以及养护工作,振捣工作应当严格做到标准化,及时地养护等;(3)应当做好使用与管理工作。由于改变水工建筑混凝土的使用条件,会使得外界因素的变化而引起其内部状况的变化,所以使用上应当严格遵守当初设计的使用条件。而对其管理主要是定期进行检查,对于容易引发碳化部分,必须让专人对其定期的观察和检测,同时管理好对混凝土的补强处理工作。
(三)混凝土冻融的防治措施
(1)在混凝土的施工阶段应当依据当时情况的不同而选择具有不同矿物质和性能的水泥、骨料,确保材料对抗冻性起作用;(2)根据混凝土的内部结构和周边环境,进行严谨的混凝土制作配合比,试验确定关键参数;(3)对于混凝土轻微的表层破坏,应当及时进行使用水泥砂浆的修补;(4)对于混凝土受冻融破坏较为严重的部位进行喷混凝浆的修补,因为其密度和抗渗性都比一般的混凝土还要好,并且具有快速和高效的特点;(5)环氧材料修补。其有较高的强度以及抗蚀、抗渗的能力,同时它和混凝土的结合力比较强,该方法应当和其它的修补方法配合使用,效果较佳。
三、结语
随着我国社会主义事业的快速发展,水工建筑将越来越多。但是影响水工建筑物当中混凝土的碳化、冻融破坏有着很多的因素,影响其炭化、冻融的因素也较为复杂,而目前我国在建筑物混凝土的炭化、冻融破坏的防治方面的技术较为落后,大大影响其建筑质量和使用寿命,造成了公共财产的损失,所以应当进一步、加快对其研究步伐。
参考文献:
[1].李常升.水利水电工程质量监控与通病防治全书[M].北京:中国环境科学出版社,1999.
【关键词】市政;蓄水泵站;混凝土裂缝;修补技术
随着城镇化的快速发展,市政蓄水泵站的建设已经达到了较大的规模,对社会经济的发展起到了重要的推动作用。而在施工及长期的运营过程中,难免会出现混凝土裂缝问题,这对于市政蓄水泵站的正常运营非常不利,因此需要采取有效的技术进行裂缝修补。由此,本文主要针对混凝土裂缝的修补施工技术进行分析和探讨,具有重要的现实意义。
0.工程概况
工程主要内容包括:主箱涵(6.8km)、支箱涵(5.5km)、开关站(共27座)、电缆(191km)、蓄水池(4座)、泵站(6座)、市政管道(75km)、道路(20km)等,据统计,该工程的混凝土总工程量大概为51万立方米。去年(2014)年初,之前的完工的蓄水泵站地下结构出现了裂缝的现象,一经发现,相关的施工单位积极餐区措施裂缝部分采用灌浆修复处理法进行了补救修复。
1.修补方案
依据裂缝的宽度和裂缝的渗水情况,相应的负责部门才能制定出具体的蓄水池混凝土墙体裂缝修补方案。一般来说,根据实际情况可以做出如下方案:(1)如果裂缝的宽度在0.2毫米以上,所有的出现裂缝的部分都要利用化学灌浆法加以补救,而裂缝的宽度在0.2毫米以下,只需要对裂缝进行嵌缝;(2)裂缝没有出现渗水情况的部分需要选择瑞士西卡公司制造的灌浆材料,即的Sikadur-52;(3)出现渗水情况的裂缝部分,需要采用英国富斯乐公司制造的两种灌浆材料:NitofillUR63和Nitofill WS60;(4)裂缝宽度在0.2毫米以下的裂缝嵌缝裂缝嵌缝处理以及灌浆裂缝缝面封闭,需要选用瑞士西卡公司生产的灌浆材料:Sikadur-31。
2.市政蓄水泵站混凝土裂缝修补的施工技术
2.1裂缝表面处理
根据对梁体裂缝情况的世纪调查,制作出相应的裂缝分布图,为了为以后的分析提供便利还需将裂缝宽度≥0.1毫米的裂缝的长度和宽度进行统计,并且进行编号。对于裂缝两侧50毫米的地方存在的灰尘、浮浆和松散层等垃圾利用毛刷和环氧稀释剂进行彻底的清洗,是裂缝保持干燥清洁。
2.2切凿嵌缝槽并封堵
将出现裂缝的混凝土表面清理完毕之后,需要把裂缝切成宽3厘米、深2厘米的“V”字形槽。等到该槽的表面被清理完毕,要用Sikadur-31把裂缝闭合,直到Sikadur-31完全固化保护工作才能顺利完成。出现渗水情况的裂缝,不需要进行封闭工作,将其表面清理完毕之后,在根据渗水的实际情况选择需要的灌浆材料和确定灌浆孔的位置。
2.3灌浆技术
(1)灌浆顺序。水平缝由一端向另一端逐嘴灌注,垂直缝由下往上逐嘴灌注。(2)灌浆参数。在进行灌浆工作时,利用的是进口电动化学灌浆泵,此灌浆泵在正常工作下的压力为0.2~0.8MPa(兆帕斯卡),随着进浆速度的减慢,灌浆泵的压力被提高到0.6~0.8MPa(兆帕斯卡),此时的前提条件是进浆量小于10 毫升每分钟。因此为了能使灌浆材料更好地补救裂缝部分,可以根据具体情况适当改变灌浆泵的压力。(3)灌浆。单点灌注法是灌浆时最长使用的方法,具体的操作方法是:选择裂缝的其中一端最低灌浆塞开始灌浆,一旦发现灌浆塞冒浆变为正常颜色立即停止灌浆工作,并将其封锁,然后在转移到附近的灌浆塞进行关注,以此类推,重复此动作完成灌浆工作。这种方法的好处是灌浆效果好、气堵情况被杜绝。当发现所有的灌浆嘴出现冒浆的情况时,要从头开始进行灌浆,此时要稳定灌浆压力。当裂缝的吸浆量在10毫升每分钟以下时,要在屏浆10 分钟后关闭灌浆嘴,循环此动作完成灌浆嘴的补灌屏浆工作。关节工作接近尾声剩下最后5个时,注浆设备出现停止进浆的提示,或者提示15分钟内裂缝的吸浆率小于10毫升没分钟,并且压力成下降趋势时要停止灌浆工作。如果裂缝的渗水情况比较严重,则需要选用Nitofill WS60材料进行灌浆,因为此材料的灌注膨胀系数比较大,随后如果渗水情况出现好转,可以使用Nitofill UR63材料加以配合,可一直使用到渗水情况消失。
2.4涂装施工工艺
(1)基层处理方法:密实、平整是混凝土基层基础状况。蜂窝、气孔(直径大于或等于5mm)是工程常见的质量问题,针对这种疏松的情况必须要采取措施加以处理。主要措施:①洗净表面浮动物和粉化层的方法是打磨和气冲;②原本的表层不能直接涂刷,一定要用恰当的处理方法清理;③彻底清理污垢、霉菌、苔鲜等杂物。(2)底漆涂装。①底漆配制:底漆为双组分涂料,严格按要求的比例进行调漆;按照当天涂料的用量及涂料的使用期,现用现配;配漆前、后必须充分搅匀,配漆用品要分开使用;使用前将调配好的涂料用40~100目(380~150?m)的筛网过滤,并经过30min的熟化。②梁体经过适当的方法被清理完毕之后,要利用胶辊或毛刷均匀、平整的擦拭一些底漆,保证梁体外表的美观。(3)面漆涂装。①涂抹的底漆风干之后,面漆涂抹工作可以进行。②根据涂料提示的用法用量和保质期配制面漆,以面漆为双组分涂料,最好是现配现用;配制面漆的过程中首先要将原材料搅匀,将相关用品分类清楚;其次,对配置好的涂料利用筛网(40~100目)进行过滤,过滤完后要将其进行30分钟的熟化。(4)涂装问隔不低于8h(以实干为准),不大于168h,超过168h时,表面应清理,必要时在涂装面漆前表面应用细砂纸轻轻打磨,再行涂装。(5)干喷检查:当涂层风干后,用指甲刮划疏松多孔、附着力不高的地方,这样的地方就是干喷,必须对干喷的地方重新清理,涂装。工作人员必须要仔细检查尤其是有棱角,被视为死角的地方。合格的地方有光泽度,工作人员可以利用目测来确定。(6)湿膜厚度检查:由于涂装完成后的厚度要求是:外侧及底面为75?m,内侧100?m。所以裂缝被涂装完后,工作人员需要湿膜厚度计检查涂装的厚度,看其是否符合要求,检查的工作量为每片梁每侧面10个点,要求检查的布点保持均匀分部。(7)补偿喷涂:补偿喷涂的对象是光泽感差、粗糙、厚度不合要求、干膜超薄的地方。
3.市政蓄水泵站混凝土裂缝修补效果
此工程的时间期限是:2014年6月―2014年7月。工程竣工一年后,我们前往工程所在地进行相关的质量检测,经过一段时间的检测,我们得出以下结果:(1)原本出现裂缝的梁体经过之前的修复后没有再次出现裂缝现象;(2)经过注浆和涂装处理后的涂装层色泽鲜亮,没有出现变色、起泡、开裂、脱落、粉化、斑点等质量问题;(3)从现场选取芯样标本检测,利用环氧树脂BL-GROUTIO材料修补的裂缝处,没有出现注浆液与混凝土界面贯通脱粘情况,浆体中部也没有通缝的出现。
4.结束语
经过相关研究表明,混凝土结构物裂缝修补想要的获得良好的效果,首先必须对裂缝等不良现象出现的原因进行调查研究,其次,在明确工程的中药程度后,根据调查研究的结果,认真计算、确定适当的补救措施。为了使混凝土结构保持持久耐用性,在施工过程中必须要严格遵守施工工艺程序和利用操作工艺技术。经过调查研究确定,该市对政蓄水泵站混凝土裂缝的修补取得了良好的效果,其采用的修补技术可以被广泛推广应用于类似的混凝土裂缝的修补工作中。
【参考文献】