橋梁混凝土裂縫原因修補(bǔ)方法大全

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中圖分類號(hào)： TV331 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、前言

最近幾年，我國橋梁建設(shè)得到了飛速發(fā)展，全國各地的橋梁如雨后春筍般出現(xiàn)。隨之而來的，是橋梁商品混凝土裂縫的產(chǎn)生。如何減少這些裂縫的產(chǎn)生，以及合理修復(fù)裂縫是一項(xiàng)需要探索的問題。

二、橋梁商品混凝土裂縫的原因

1.因溫度變化引起的裂縫

商品混凝土有熱脹冷縮性質(zhì), 商品混凝土受水泥水化放熱、陽光照射、大氣及周圍溫度等因素影響而出現(xiàn)冷熱變化時(shí), 將發(fā)生收縮和膨脹產(chǎn)生溫度應(yīng)力, 溫度應(yīng)力超過商品混凝土強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)生裂縫。溫度裂縫區(qū)別其他裂縫最主要特征是將隨化而擴(kuò)張或合攏。引起溫度變化的主要施工因素有：

（一）水化熱

出現(xiàn)在施工過程中,大體積商品混凝土(厚度超過2.0m)澆筑之后由于水泥水化放熱,致使內(nèi)部溫度很高,內(nèi)外溫差太大,致使表面出現(xiàn)裂縫。

（二）蒸汽養(yǎng)護(hù)或冬季施工時(shí)施工措施不當(dāng),商品混凝土驟冷驟熱,內(nèi)外溫度不均,易出現(xiàn)裂縫。

（三）預(yù)制箱梁之間橫隔板安裝時(shí),支座預(yù)埋鋼板與調(diào)平鋼板焊接時(shí),若焊接措施不當(dāng),鐵件附近商品混凝土容易燒傷開裂。采用電熱法張拉預(yù)應(yīng)力構(gòu)件時(shí), 預(yù)應(yīng)力鋼材溫度可升高至350℃,商品混凝土構(gòu)件也容易開裂。

2.因收縮引起的裂縫

商品混凝土收縮(主要是塑性收縮和縮水收縮) 是發(fā)生商品混凝土體積變形產(chǎn)生裂縫的主要原因。塑性收縮發(fā)生在商品混凝土澆筑后4h～5h 左右,由于水泥水化反應(yīng),出現(xiàn)泌水和水分蒸發(fā),造成商品混凝土失水收縮,受到鋼筋、骨料的阻擋,在商品混凝土內(nèi)部由于塑性收縮產(chǎn)生張拉應(yīng)力,商品混凝土尚未硬化,強(qiáng)度較低, 便形成沿鋼筋方向的裂縫。商品混凝土結(jié)硬以后,隨著表層水分逐步蒸發(fā),濕度逐步降低,商品混凝土體積減小,產(chǎn)生縮水收縮。因商品混凝土表層水分損失快, 內(nèi)部損失慢。因此,產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮, 表面收縮變形受到內(nèi)部商品混凝土的約束,致使表面商品混凝土承受拉力,當(dāng)表面商品混凝土承受拉力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí), 便產(chǎn)生收縮裂縫。商品混凝土收縮裂縫的特點(diǎn)是大部分屬表面裂縫,裂縫寬度較細(xì),且縱橫交錯(cuò),呈龜裂狀,所以形狀沒有任何規(guī)律。

3.原材料質(zhì)量引起的裂縫

商品混凝土主要由水泥、砂、骨料、水及外加劑組成。商品混凝土所采用的材料質(zhì)量不合格,可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫,主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

（一）水泥

(1)水泥安穩(wěn)性不合格, 水泥中游離的氧化鈣含量超標(biāo)。

(2)水泥出廠時(shí)強(qiáng)度不足, 使商品混凝土強(qiáng)度不足,導(dǎo)致商品混凝土開裂。

(3)當(dāng)水泥含堿量較高(例如超過0.6%),同時(shí)又使用含有堿活性的骨料, 可能導(dǎo)致堿骨料反應(yīng)。

(二）砂石骨料

砂石粒徑太小、級(jí)配不良、空隙率大,將導(dǎo)致水泥與拌和水用量加大, 影響商品混凝土的強(qiáng)度,使商品混凝土收縮加大,如果使用超出規(guī)定的特細(xì)砂, 后果更嚴(yán)重。砂石中云母的含量較高, 將削弱水泥與骨料的黏結(jié)力,降低商品混凝土強(qiáng)度。砂石中含泥量高,不僅將造成水泥與拌和水用量加大, 而且還降低商品混凝土強(qiáng)度和抗凍性、抗?jié)B性。砂石中有機(jī)質(zhì)和輕物質(zhì)過多, 將延緩水泥的硬化過程,降低商品混凝土強(qiáng)度,特別是早期強(qiáng)度。砂石中硫化物可與水泥中的鋁酸三鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),體積膨脹2.5 倍。

（三）拌和水及外加劑

拌和水或外加劑中氯化物等雜質(zhì)含量較高時(shí)對(duì)鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制商品混凝土, 或采用含堿的外加劑,可能引起堿骨料反應(yīng)。

三、公路橋梁商品混凝土裂縫的預(yù)防

1.預(yù)防措施

橋梁裂縫中一般采用的主要預(yù)防措施是：鋼筋表面涂上一層防腐材料，應(yīng)提前對(duì)商品混凝土加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，還要增加養(yǎng)護(hù)的時(shí)間，尤其是在溫度比較低的冬季，要涂刷一些養(yǎng)護(hù)劑，增加商品混凝土早期的強(qiáng)度延長商品混凝土保溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間，防止商品混凝土出現(xiàn)干縮現(xiàn)象，盡量多采用粉煤灰水泥或者中低熱的水泥。這些類型水泥的收縮量比較小，還可以減少水泥的總用量比較節(jié)約。不管是水泥還是添加劑都要選擇無堿成分或者是低堿成分的。

2.表面的養(yǎng)護(hù)

在施工的過程中當(dāng)商品混凝土鋪設(shè)完畢后，為了保證商品混凝土在最終凝固前表面的濕潤狀態(tài)，可以在商品混凝土表面上鋪蓋一層塑料膜或是草墊子、麻片等覆蓋物，在必要時(shí)也可以噴一些養(yǎng)護(hù)劑，這樣可以防止因水散發(fā)太快所導(dǎo)致的干裂形成的裂縫。

3.施工技術(shù)措施

當(dāng)商品混凝土隨著水灰比的值越大，其干縮成度就就會(huì)越來越厲害。因此在施工的過中當(dāng)，一定控制好水灰比的大小，或是適當(dāng)添加一些減水劑，以達(dá)到控制商品混凝土干縮的目的，對(duì)商品混凝土在攪拌和施工過程中的配合比例要進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

四、橋梁結(jié)構(gòu)裂縫的修補(bǔ)方法

修補(bǔ)裂縫的方法很多，這里簡要介紹如下幾種。

1.表面抹灰修補(bǔ)法

（一）水泥砂漿涂抹

對(duì)于商品混凝土結(jié)構(gòu)，可先將裂縫附近的商品混凝土表面鑿毛，然后用1：1～1：2水泥砂漿涂抹其上，涂抹時(shí)不能有流水。涂抹總厚度一般為10～20 mm，砂漿砂子不宜太粗，一般為中細(xì)砂，水泥強(qiáng)度等級(jí)不要低于32．5級(jí)。

（二）環(huán)氧砂漿涂抹

先在裂縫上鑿一V形槽，用鐵絲刷刷清縫口。在裂縫四周涂一層環(huán)氧砂漿，如裂縫較深，垂直方向也可靜力灌注，環(huán)氧砂漿可灌入0．5 mm的隙縫中。最后嵌入環(huán)氧砂漿，用刮刀使其平面與原商品混凝土平面相平。待環(huán)氧樹脂硬化后即可應(yīng)用。養(yǎng)護(hù)期間結(jié)構(gòu)不宜受振、受潮，以保證修補(bǔ)質(zhì)量。

2.填縫與鑿槽嵌補(bǔ)

（一）填縫

填縫是磚石砌體裂縫修理中最簡便的一種方法。操作時(shí)，將縫隙清理干凈，根據(jù)裂縫的寬度不同分別用勾縫刀、抹子、刮刀等工具進(jìn)行操作，所用灰漿通常采用1：2．5或1：3水泥沙漿，一般不得低于砌筑灰漿的強(qiáng)度。填縫處理后可在美觀、耐久性等方面起到一定作用，而對(duì)砌體的整體性、強(qiáng)度等方面所起的作用甚微。

（二）鑿縫嵌補(bǔ)

鑿縫嵌補(bǔ)是沿商品混凝土裂縫鑿一條深槽，然后在槽內(nèi)嵌補(bǔ)各種粘結(jié)材料，如環(huán)氧砂漿、瀝青、甲基丙烯酸脂類化學(xué)強(qiáng)劑等一種修補(bǔ)方法。

修補(bǔ)時(shí)先沿裂縫鑿槽，槽形根據(jù)裂縫位置和填補(bǔ)材辯而定，縫槽形狀通常多采用V形槽。槽的兩邊商品混凝土面必須修理平整，槽內(nèi)要清洗干凈，必要時(shí)可在填料前用丙酮擦一遍。如槽口外需要抹水泥砂漿或噴涂砂漿時(shí)，在鑿槽時(shí)須一并將槽口外的商品混凝土表面鑿毛，同時(shí)清理干凈。用水泥砂漿填補(bǔ)．事先要保持槽內(nèi)潤濕(不應(yīng)有積水)，用瀝青或環(huán)氧材料填補(bǔ)時(shí)，要保持槽內(nèi)干燥，否則應(yīng)先采取其他措施，使槽內(nèi)干燥后再進(jìn)行填補(bǔ)。

3.灌漿法

（一）對(duì)于較寬裂縫應(yīng)進(jìn)行壓力灌漿處理。灌漿處理一般采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行灌漿。

（二）對(duì)裂縫表面進(jìn)行處理,沿裂縫用鋼釬鑿成 /V0 型槽或 /U0 型槽,槽寬與槽深可根據(jù)裂縫深度和有利于封閉來確定。鑿縫時(shí)先沿裂縫打開,再向兩側(cè)加寬,鑿?fù)旰笥娩摻z刷和氣泵將商品混凝土碎屑、粉塵清除干凈。

（三）埋設(shè)灌漿嘴的間距可根據(jù)裂縫的深度確定,埋設(shè)時(shí)先將灌漿嘴用環(huán)氧樹脂膠泥粘貼在預(yù)定的位置上。

（四）裂縫封閉后,待密封膠泥達(dá)到一定強(qiáng)度后應(yīng)進(jìn)行壓力試漏,檢查密封效果。

（五）灌漿機(jī)具、器具在灌漿前應(yīng)進(jìn)行檢查,運(yùn)行正常方可使用。灌漿結(jié)束后立即拆除管道并用丙酮沖洗管道和設(shè)備。

（六）灌漿結(jié)束后用環(huán)氧樹脂膠泥將灌漿處抹平,最后對(duì)每一道裂縫表面刷環(huán)氧樹脂水泥漿,確保封閉嚴(yán)實(shí),并使其顏色與橋梁商品混凝土盡量保持一致。

五、結(jié)語

通過對(duì)新時(shí)期下，橋梁商品混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析，進(jìn)一步明確了當(dāng)今橋梁維護(hù)的方向，為橋梁的管理以及優(yōu)化完善奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，有助于降低橋梁裂縫產(chǎn)生帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

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