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公路桥梁混凝土结构裂缝修补方法浅析

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        桥梁混凝土裂缝修补

1.裂缝及修补方法分类

1.1 本裂缝修补的规定适用于承重构件混凝土的裂缝修补;由于承载能力不足引起的裂缝,除应选择相应的方法进行修补外,尚应选用适当的加固方法进行加固。

1.2 经可靠性鉴定确认为必需修补的裂缝,应根据裂缝的种类进行修补设计,确定其修补材料、修补方法和时间。

1.3 混凝土结构的裂缝依其形成可分为以下三类:

1  静止裂缝

系指形态、尺寸和数量均已稳定不再发展的裂缝。修补时,仅需依裂缝粗细选择修补材料和方法,而与其它因素无关。

2  活动裂缝

系指其宽度不能保持稳定,易随着结构构件的受力、变形或环境温、湿度的变化而时张、时闭的裂缝。修补时,应先消除其成因,并观察一段时间,确认已稳定后,再依静止裂缝的处理方法修补;若无法完全消除其成因,则应使用具有足够柔韧性的材料进行修补。

3  尚在发展的裂缝

系指长度、宽度或数量尚在发展,但经历一段时间后将会终止的裂缝。对此类裂缝应待其停止发展后,方可进行修复或加固。

1.4 裂缝修补方法主要有以下四种:

1  表面涂层封闭法(或纤维增强表面涂层封闭法)

利用混凝土表层微细独立裂缝(裂缝宽度ω≤0.2mm)或网状裂纹的毛细作用吸收修补胶液,封闭裂缝通道。对楼板和其它需要防渗的部位,尚应在混凝土表面粘贴纤维复合材料以增强封护作用。

2  低压慢注修补法(注射法)

以一定的压力将修补胶液注入裂缝腔内;此法适用于处理0.2<ω<1.5mm静止的独立裂缝、贯穿性裂缝以及蜂窝状局部缺陷。

3  压力注浆法

在一定时间内,以较高压力(按注浆料产品说明书确定)将灌注材料压入裂缝腔内;此法适用于处理大型结构贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷以及深而蜿蜒的裂缝。

4  填充密封法

在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出U形或V形沟槽,然后用改性环氧树脂或弹性填缝材料填充,必要时以纤维复合材料封闭其表面;此法适用于处理ω>0.5mm的活动裂缝和静止裂缝。

2.表面涂层封闭法(或纤维增强表面涂层封闭法)

2.1 采用表面涂层封闭法(或纤维增强表面涂层封闭法)修补混凝土结构、构件裂缝时,应先剔除混凝土表面抹灰层,并用机械方法打磨平整。若表面残留有轻度油污,可用丙酮擦拭干净;对严重的油垢,宜用高效除垢剂或含有清洁剂的压力水清洗;对顽固性的油漆或其它粘结性强的污物,应采用喷砂或金刚砂打磨等方法清除。但施工中不得使用可能对混凝土内部质量造成不良影响的溶剂。

2.2 混凝土裂缝的封闭应在清洗构件表面的水分干燥后进行。

2.3 表面涂层封闭法(或纤维增强表面涂层封闭法)修补混凝土裂缝应按下列步骤进行:

1  涂刷低黏度改性环氧底胶(力强牌)。涂刷时,应使胶液在混凝土表面充分渗透。微裂纹内应含胶饱满,必要时可沿裂缝多道涂刷。

2  底胶指干后,使用力强牌找平胶(小范围)或力强牌环氧修补砂浆(大范围)修补混凝土表面缺损。

3  使用力强牌粘贴胶粘贴纤维复合材料(如碳纤维)。粘贴时,应排除气泡,使布面平整、含胶饱满均匀。织物宽度为80~150mm,沿裂缝走向骑缝粘贴。当使用单向纤维织物时,纤维方向应与裂缝走向相垂直。

4  多层粘贴重复步骤3。

2.4 裂缝表面封闭完成后,应根据结构使用环境和设计要求作好防护层。具体可参见力强牌碳纤维加固材料相应内容。

2.5 若采用表面涂层封闭法施工,可采用力强牌灌缝胶;若采用纤维增强表面涂层封闭法施工,可采用力强牌碳纤维片材及其相应的胶粘剂。

3.填充密封法

3.1 采用填充密封法修补混凝土裂缝时,应先按2.1条的要求清理混凝土构件表面,然后沿裂缝走向骑缝凿出V形槽或U形槽,槽的深度和宽度应符合下列要求:

1  对静止裂缝,可采用V形槽或U形槽。当为V形槽时,其槽宽不宜小于10mm,槽深不应小于15mm。

2  对活动裂缝,应凿成U形槽,槽宽应根据预测的裂缝张开量t确定,通常取10mm+5t,槽深不应小于20mm。

3.2 当有钢筋锈胀裂缝时,应凿至锈蚀部分完全露出,以能进行除锈和防锈处理为止。若遇到下列情况,还应剔除钢筋周围混凝土,并对钢筋进行除锈和阻锈处理:

1  钢筋严重锈蚀,与混凝土的粘结已破坏;

2  混凝土不密实或有蜂窝状缺陷;

3  钢筋裸露部分超过其周长的1/2。

剔除钢筋周围混凝土的深度不应过大,避免过度损害原构件。

3.3 填充密封材料前,应用洁净的压缩空气将沟槽内碎渣、粉尘消除干净,活动裂缝的槽底,还应铺设隔离层(可用塑料薄膜、蜡纸等)。

3.4 对静止的受力裂缝和锈蚀裂缝,可使用力强牌封口胶或力强牌修补胶等进行填充并用纤维织物或弹性涂料加以封护;必要时可在槽壁和槽底先涂刷底胶。

3.5 对活动裂缝,可采用力强牌灌缝胶或力强牌裂缝封闭胶等弹性和延性良好的密封材料进行填充封护。活动裂缝的修补构造如图3.5所示。

图3.5   裂缝处开槽填充修补材料

3.6 填充密封完成后,应在密封材料层外做好防护层。

4.低压慢注修补法(注射法)

4.1 采用低压慢注修补法(注射法)修补混凝土结构裂缝时,应按下列步骤进行:

1  清理裂缝表面,使用干燥无油的压缩空气清除裂缝内部的粉尘、浮渣;

2  使用力强牌-F封口胶在裂缝两侧的混凝土表面上每隔一定距离(见表4.1)粘接固定一注射筒的底座,并同时沿裂缝的全长进行封缝;

3  待力强牌-F固化后,即可进行注胶操作;

4  利用专用注射器将低粘度的力强牌-L灌缝胶液以低压注入裂缝腔内并保持压力(力强牌-L低压慢注法);

5  待注入裂缝的胶液固化后,撤去注射筒,卸下其底座,必要时用砂轮磨平混凝土表面。

表4.1  注射筒底座设置的间距

裂缝宽度(mm)

注射筒底座的间距(mm)

0.3以下

<200

0.3~0.5

200~300

0.5~1.0

300~500

1.0以上

>500

4.2 采用注射法的现场环境温度及构件温度不宜低于120C,且不应低于50C。

4.3 低压慢注修补法(注射法)施工所用主要材料为力强牌低粘度结构灌缝胶或力强牌弹性灌缝胶,辅助材料为力强牌封口胶,施工耗材为注胶底座、专用注射器等。材料性能及具体施工步骤参见LQ-GFJ灌缝胶

5.压力注浆法

5.1 压力注浆法主要用于贯穿性裂缝和深裂缝的修补,尤其是受力裂缝的修补;一般情况下,裂缝中注胶(浆)量要远大于注射法施工。设计时,应根据裂缝的探测情况选择适用的注浆材料。

5.2  宽度在0.5mm以下裂缝,宜采用低粘度注浆材料;

5.3  宽度在0.5~5mm裂缝,宜采用改性环氧树脂结构胶类;

5.4  宽度大于5mm的裂缝,宜采用修补胶类材料。

5.5 当采用化学注浆材料以压力注浆法修补裂缝时,应符合下列要求:

1  粘贴注浆嘴和封缝前,应沿缝对混凝土表面进行处理,清除松散灰砂、油垢。

2  注浆器材和工具的选择应按裂缝的情况决定,一般对深度的结构性裂缝,宜骑缝或斜向自下而上钻孔至裂缝深处(约为构件厚度的1/2),且须与破裂面交叉,然后在孔内埋设注浆管;注浆嘴应埋设在裂缝端部、交叉处和较宽处,间隔300~500mm。对贯穿性深裂缝应每隔1~2m加设一个注浆管。

3  封缝时,应使用专用的封缝胶。胶层应均匀无气泡、砂眼,厚度大于2mm,与注浆嘴连接密封。注浆压力较大时,可加贴E玻璃纤维布增强密封带胶缝的粘接强度;纤维布宽度为80~100mm。

4  封缝胶固化后,应使用洁净无油的压缩空气试压,确认注浆通道是否通畅、密封、无泄漏。

5  灌浆材料的调制和使用必须严格按产品说明书的规定进行。

6  灌浆顺序应按由宽到细、由一端到另一端按设计布置的注浆嘴顺序,从第一注浆嘴开始灌注,待下一注浆嘴出浆后关闭本注浆嘴,再在下一注浆嘴继续压力灌注,同样依次进行。对垂直裂缝还应按由低到高的顺序进行。缝隙全部注满后应继续稳定压力一定时间,待吸浆率小于50ml/h后停止注浆,关闭注浆嘴。

6.裂缝修补质量保证措施

6.1 作好施工记录,注胶顺序应设计正确,以确保裂缝内注胶饱满。建议由有经验的专业施工队伍施工。

6.2 对有防渗要求的裂缝,可在胶粘材料完全固化后蓄水进行渗漏检验。

6.3 对重要结构,当采用注射法或注浆法修补裂缝且有混凝土补强要求时,可在胶粘材料完全固化后钻取芯样进行检验,或进行超声波检验。


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