采用水泥基材料進行橋梁裂縫修補研究

范紹隨

摘 要：近年來，結(jié)合橋梁施工的實際情況來看，部分橋梁存在一些質(zhì)量問題，其中最為顯著即裂縫問題。橋梁裂縫會給內(nèi)部的鋼筋形成銹蝕通道，降低鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力與耐久性，不但影響結(jié)構(gòu)外觀和使用壽命，而且嚴重影響到人民的生命和財產(chǎn)安全。本文針對橋梁裂縫產(chǎn)生的原因展開詳細的分析，探討利用水泥基材料進行橋梁裂縫修補的具體做法，為今后橋梁裂縫修補提供可靠參考。

關(guān)鍵詞：水泥基材料 裂縫 成因 修補

1.橋梁裂縫成因

1.1溫度因素

在澆筑混凝土時，其溫度會提高，但是在凝固階段其溫度會下降，在溫度的快速變化下由于拉應(yīng)力的存在易產(chǎn)生裂縫，又被稱之為內(nèi)部約束裂縫。此外，在混凝土終凝后，溫度會隨之降低，發(fā)生熱脹冷縮，混凝土的體積也會縮小，體積變化會受到外部約束的影響，繼而產(chǎn)生裂縫，又被稱之為外部約束裂縫，這種裂縫一般會在施工完成后的三個月后形成。

1.2銹蝕因素

橋梁結(jié)構(gòu)完工后，結(jié)構(gòu)會受到多重外部環(huán)境的影響。部分施工單位為獲得更大的利益會選取一些相對劣質(zhì)的材料使用，這是造成橋梁質(zhì)量問題的重要原因。如果材料的質(zhì)量未在合格標準內(nèi)，不論是在施工階段，還是后期運行階段，都可能會出現(xiàn)混凝土斷裂的情況?；炷翑嗔押螅摻钆c空氣會進行直接接觸，在空氣中，鐵與二氧化碳、氧氣等融合，進而產(chǎn)生一系列化學反應(yīng)。在此種情況下，裸露在外的鋼筋會出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。如果氣體與水同時對混凝土的表層造成腐蝕，會增加鐵銹氧化的鐵含量。在銹蝕現(xiàn)象下，混凝土與鋼鐵構(gòu)件之間的結(jié)合性會降低，并降低粘性，進而降低混凝土強度，并進一步誘發(fā)裂縫的產(chǎn)生。

1.3荷載因素

在設(shè)計混凝土結(jié)構(gòu)時，由于設(shè)計荷載取定不科學，或者計算的數(shù)值不準確，都會影響設(shè)計的應(yīng)力值與實際應(yīng)力值之間的差距，嚴重降低了設(shè)計的安全系數(shù)，導致橋梁裂縫的產(chǎn)生；另外，在施工時，由于缺乏嚴格管理制度與管理手段，不論是施工材料，還是機械設(shè)備都未能按照科學合理的位置放置，甚至部分施工人員不能嚴格遵循圖紙的設(shè)計要求展開施工，只是憑借自身的施工經(jīng)驗進行；橋梁后期所投入的荷載未能在原本所設(shè)計的荷載內(nèi)進行，例如交通事故、船舶撞擊、地震等因素都會產(chǎn)生裂縫。

1.4施工因素

在橋梁施工過程中，如果材料的質(zhì)量與施工的要求不符合，或者未能按照科學的配比來選取材料，都可能會發(fā)生裂縫現(xiàn)象。為此，施工管理人員要明確自身的責任，如果出現(xiàn)監(jiān)督不嚴格、管理不科學的情況，都會影響混凝土在澆筑期間的質(zhì)量，進而形成裂縫。

2.橋梁裂縫修補的常見方法

在國內(nèi)，橋梁裂縫修補的方法有很多種，主要有以下三類。

2.1開槽法

此種方法適合裂縫寬度大于0.5 mm的橋梁裂縫。先將裂縫鑿槽后，后利用清水沖洗干凈，再吹干，然后采用配置的砂漿進行修補。配置的砂漿主要由水泥、細砂、環(huán)氧樹脂、聚硫橡膠按照規(guī)定的比例拌合而成，可用丙酮將已拌好的砂漿稀釋到中等稠度，及時將砂漿填充到槽內(nèi)，初凝后灑水養(yǎng)護。

2.2注漿法

此種方法適合于0.2mm～0.3mm的橋梁裂縫。先將裂縫清理干凈，然后采用膠帶將裂縫封閉，再用毛刷沾漿液來回反復涂刷封縫，使其封閉，黏貼注漿嘴包嚴，如若仍有裂口，可用漿液補上，以免漏漿，等待條件合適進行注漿。本文著重介紹采用水泥基材料注漿法對橋墩裂縫修補工藝。

2.3表面修補法

此方法適合于寬度小于0.2mm的橋梁裂縫。此種方法是在裂縫表面涂刷一層保護膜，以達到封閉裂縫的目的，但是無法修補裂縫內(nèi)部，無法跟蹤延伸裂紋的影響。此法用到的材料主要為各類涂膜防水材料、薄膜、聚合物等。施工時注意清除表面附著物，用環(huán)氧樹脂等材料充填表面氣孔，再用材料覆蓋表面。

3.水泥基材料產(chǎn)品特點

3.1含有豐富的活性物質(zhì)

水泥基防水漿料富含活性物質(zhì)，在與水發(fā)生反應(yīng)后，材料中的活性物質(zhì)通過水載體會向混凝土內(nèi)部滲透，形成不溶解于水的晶體物質(zhì)，將孔道堵塞，使混凝土更加密實，并有效防止水分滲入。

3.2滲透性強

涂刷表面的混凝土試件在放置半年后，其滲透的深度可達到10-15cm，伴隨時間的不斷推移，滲透深度也會逐漸變大。

3.3具備較強的自我修復能力

結(jié)構(gòu)體在發(fā)生震動或者沉降時，可能會產(chǎn)生新的、不規(guī)則的裂縫，如果通過裂縫滲入的水遇到材料中的催化劑，會將此類材料內(nèi)部的活性物質(zhì)重新激活，進而產(chǎn)生新的晶體，達到自修復效果。

4.施工技術(shù)

4.1施工準備

在施工的前期，要在施工現(xiàn)場配置好作業(yè)所需的人員，其中主要包括材料員、現(xiàn)場施工員、技術(shù)員與安全員等。施工所用的材料如封縫膠、注膠底座、注膠器、水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料等要求到位。處理裂縫所需要的機具例如發(fā)電機、高壓水泵、空壓機、吹風機等應(yīng)均已到場。

4.2裂縫處理施工工藝

裂縫處理施工流程：裂縫清理→封縫膠配制→粘貼注漿嘴→裂縫封閉→注漿劑配制→拆除注漿嘴→表面清理→養(yǎng)護。

將裂縫表面的灰塵、浮漿或者污物擦除干凈，將不平整的位置進行修整。如果在裂縫檢測時有黃油滯留在墩身上，要借助灰刀將其鏟去，并利用砂紙將其打磨干凈。

作業(yè)人員要盡可能地將墩頂?shù)睦蛘唠s物清理干凈，并借助高壓水槍將墩身沖洗干凈。用抹布擦拭干凈裂縫周邊，用毛刷清理裂縫內(nèi)部。在必要的情況下，可以借助灌漿品來沖洗裂縫。借助吹風機將裂縫吹干，并用較寬的膠帶來覆蓋裂縫，確保其干凈。在放置24小時后，將寬膠帶揭開，再次用吹風機將其吹干，此操作不能低于10分鐘。

4.2.1封縫膠配制

仔細閱讀封縫膠的配制與使用說明，在配制過程中要進行均勻地攪拌，必須做到現(xiàn)配現(xiàn)用，避免出現(xiàn)凝固的情況。對于封縫膠技術(shù)的相關(guān)指標具體見表1。

4.2.2粘貼注漿嘴

按照25厘米至30厘米的間距布置注漿嘴，采用封縫膠將注漿嘴四周密封均勻，按壓注漿嘴周邊位置，檢查無空隙確保封閉。

4.2.3裂縫封閉

注漿嘴位置以外的裂縫使用封縫膠進行封閉。封閉時，沿著裂縫走向進行刮抹，寬度在約4cm，厚度約4mm，刮擦過程中要避免產(chǎn)生小的氣孔或氣泡，確保裂縫封閉。

4.2.4配置灌縫水泥基灌漿液

根據(jù)現(xiàn)場裂縫情況，計算約水泥基防水涂料漿液的用量。漿液配比嚴格按產(chǎn)品說明規(guī)定，采用臺稱計量，攪拌器攪拌均勻，現(xiàn)用現(xiàn)配，防止凝固。

4.2.5注漿

漿液要拌合均勻，并將漿液拉入注漿器中，并以順時針的方向?qū)⒆{器擰在底座上，與此同時，將注漿器的后部的拉桿旋轉(zhuǎn)90度，將漿液緩緩地注入裂縫中。注漿過程中，要注意注漿器內(nèi)漿量的變化，及時補充漿液。注漿完成后，拆除注漿底座，將注漿孔封口并且抹平。注漿順序應(yīng)從上至下進行。

4.2.6拆除注漿嘴與表面清理

漿液初凝后，用灰刀等工具剔除注漿嘴及封閉裂縫的材料，將注漿部位清理干凈。

4.2.7養(yǎng)護

灌縫完畢后，用寬膠帶覆蓋保溫養(yǎng)生24小時，等待灌漿料固化。若溫度過低，則相應(yīng)延長養(yǎng)護時間。

4.3質(zhì)量控制

在施工過程中，要嚴格遵循鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性修補及防護的各項相關(guān)規(guī)定。注漿材料在進入現(xiàn)場后，要對其出廠的合格證、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗報告等進行嚴格的檢查，并通過注漿嘴壓水的方式進行檢驗。在注漿時，相關(guān)工作人員要明確自身的工作任務(wù)，認真觀察注漿液在裂縫中的流動情況。在作業(yè)過程中，相關(guān)的質(zhì)檢人員要全程進行監(jiān)督與記錄，并將所記錄的照片進行保留。及時清洗、保存好灌水嘴，并將其循環(huán)利用。

5.結(jié)束語

綜上所述，裂縫問題是橋梁施工中最為普遍的一項病害，一旦形成，勢必會影響橋梁后期的運營與安全。因此，當橋梁發(fā)現(xiàn)裂縫后，要及時對裂縫的成因展開詳細的分析，并從裂縫的檢測情況出發(fā)，選擇適合的修補方法，確保工程質(zhì)量。

參考文獻：

[1]馮義虎.公路工程施工中先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)橋梁技術(shù)的應(yīng)用研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2018（23）