180 0169 1835 186 0219 9976
首页 > 企业动态 > 行业技术 > 浅谈桥梁混凝土裂缝与修补材料
浅谈桥梁混凝土裂缝与修补材料

摘要:随着我国不断加大交通行业的建设步伐,桥梁建设依旧保持着快速稳步的发展,钢筋混凝土结构的桥梁依然是我国桥梁的主要形式,混凝土裂缝是由于混凝土内部作用,外部车辆荷载作用以及温度变化等因素作用下形成的。混凝土裂缝是桥梁的常见病害,严重影响了桥梁的使用功能。本文对桥梁混凝土裂缝产生的原因、处治方法进行了说明阐述,简要介绍了我公司的裂缝修补材料的性能及优势。


关键词:  桥梁  病害  混凝土裂缝  裂缝修补材料



一、引言


        裂缝是混凝土结构施工中普遍存在的现象。混凝土出现的裂缝按深度的不同,分为表面裂缝、深层裂缝及贯穿裂缝三种。裂缝的成因复杂而繁多,比如设计原因、材料原因、施工原因、环境原因等等,有的裂缝是由多种因素相互影响而成。当混凝土结构发生裂缝时会影响混凝土的外观,破坏结构的整体性、耐久性、稳定性,严重者会发生质量安全事故,造成不必要的损失,尤其贯穿裂缝,其危害性是较严重的。因此,在桥梁施工中应该采取有针对性的预防措施,有效地减少混凝土裂缝的发生和防止危害结构的裂缝产生,若在桥梁结构出现裂缝后,应该及时采用合适的修补材料修复混凝土裂缝,以避免裂缝对桥梁结构产生安全隐患。



二、桥梁混凝土裂缝成因分析


1、荷载引起的裂缝

        混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝,主要有直接应力裂缝和次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝,其产生的原因如下:1) 设计计算阶段,结构计算时部分漏算;计算模型不合理;结构受力假设与实际受力不符;荷载少算或漏算;结构安全系数不够。结构设计时未考虑施工的可能性;设计断面不足;钢筋设置偏少或布置错误;结构刚度不足;构造处理不当等。2) 施工阶段,不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序,改变结构受力模式。3) 使用阶段,超出设计载荷的重型车辆过桥;受车辆的撞击;发生大风、大雪、地震、灾害等。次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。在实际工程中,次应力裂缝是产生裂缝的主要原因。次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。一般在设计中应注意避免结构突变(或断面突变) ,当不能回避时,应做局部处理,如转角处做成圆角,突变处做成渐变过渡,同时加强构造配筋,转角处增配斜向钢筋,对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。


2、收缩引起的裂缝

        收缩裂缝是在混凝土浇筑后产生水化热,以及混凝土中的水分散失过程中,混凝土自身收缩产生的裂缝。收缩可分为自生收缩(硬化收缩) 、塑性收缩、碳化收缩和失水收缩(干缩) ,上述几种收缩都会产生不同程度的裂缝。


3、温度变化引起的裂缝

        在大体积混凝土浇筑过程中,由于采取的措施不当会使混凝土内外的温差过大,从而产生较大的温差应力,导致混凝土产生裂缝。


4、拆模过早引起的裂缝

        在空心板预制、现浇梁板施工过程中,如果空心板内模、现浇梁板的底模拆除较早,由于此时混凝土的强度较低,致使混凝土出现下沉从而导致混凝土出现不同程度的裂缝。


5、外掺剂使用不当引起的裂缝

        有关资料显示,在混凝土中掺加适量的各种塑化剂、减水剂可以在保持良好的工作性能条件下减少用水量,并可以减少收缩。若过量使用,则会显著增加收缩。冬季施工中,常采用氯化钙作防冻剂,但它会显著增加收缩,容易引起裂缝。


6、水泥用量过大引起的裂缝

        近几年来,为了加快施工进度,有些施工单位采用加大水泥用量,使混凝土的强度尽快达到设计强度,但由于水泥用量的加大,反而提高了水化热的产生,使混凝土内外温差增大,从而导致裂缝的增多。


7、施工工艺及施工质量引起的裂缝

        1) 混凝土振捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,导致出现钢筋锈蚀或其他荷载裂缝的起源点。

        2) 混凝土搅拌、运输时间过长,水分蒸发过多,引起混凝土坍落度过低,使得在混凝土上出现不规则的收缩裂缝。

        3) 用泵送混凝土施工时,为保证混凝土的流动性,增加水和水泥用量,或因其他原因加大了水灰比,导致混凝土凝结硬化时收缩量增加,使得混凝土表面出现不规则裂缝。

        4) 施工时模板刚度不足,在浇筑混凝土时,由于侧向压力的作用使得模板变形,产生与模板变形一致的裂缝。

        5) 施工质量控制差。任意套用混凝土配合比,水、砂石、水泥材料计量不准,结果造成混凝土强度不足和其他性能(和易性、密实度) 下降,导致结构开裂。

        6) 混凝土分层或分段浇筑时,接头部位处理不好,易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。

        7) 施工时拆模过早,混凝土强度不足,使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。



三、桥梁混凝土裂缝修补方法


1、表面封闭修补法

        在混凝土表面沿宽度较小的裂缝涂抹树脂保护膜。对容易活动的窄小裂缝,如要求美观,可用表面封闭法封闭裂缝。其做法是:将活动裂缝凿开,用喷砂法、气水喷射法或两者并用将内部清理干净,并用合适的能够在现场模塑的柔性密封剂,如聚乙烯条、压缩胶贴带、环氧胶泥等材料充填。


2、表面喷浆法

        喷浆修补是在经凿毛处理的裂缝表面,喷射一层密实而且强度高的水泥砂浆保护层来封闭裂缝的一种修补方法。根据裂缝的部位、性质和修理要求与条件,可采用素混凝土喷浆、挂网喷浆或挂网喷浆结合凿槽嵌补修补方法。进行喷浆前,必须完成各项准备工作,需要喷浆的结构表面应仔细敲击,在敲击中发现剥离的部分应当敲碎并除去,有缺陷的部位应先填补好,钢筋混凝土须清除露筋上的铁锈,喷浆前先用水冲洗结构表面,并在开始喷之前先把基层湿润一下,然后再开始喷浆。


3、刻槽封闭法或凿嵌补法

        沿混凝土裂缝凿一条深槽,呈V型或U型,V型槽用于一般裂缝的治理,U型槽用于渗水裂缝的治理。槽内嵌水泥砂浆或环氧胶泥、聚氯乙烯胶泥、沥青油膏等,表面作砂浆保护层。槽内混凝土面应修理平整并清理干净,不平处用水泥砂浆填补,保持槽内干燥,否则应先导渗、烘干,待槽内干燥后再进行填补。


4、表面粘贴修补法

        1) 碳纤维布粘贴

        粘贴碳纤维布结构加固技术是指采用配套高性能树脂胶将碳纤维布粘贴在建筑结构构件表面,使两者共同工作,提高结构构件的(抗弯、抗剪)承载能力,由此而达对建筑筑物进行加固、补强的目的,粘贴纤维布可用于裂缝的修补。碳纤维布加固技术的关键在于:必须让配套的环氧树脂胶充分浸透碳纤维布,使全部细小碳纤维丝粘结成为整体;‚必须使碳纤维加固体系与既有结构之间粘结牢固,共同受力。


碳纤维布粘贴桥梁混凝土裂缝-法赫中国

 

        2)钢板粘贴

        粘贴钢板施工法是将整个钢板粘贴于待修补的裂缝位置上,使其与原有的混凝土成为整体。从而提高对活载的抵抗力。用于粘贴的钢板厚度一般为4.5mm~6mm,而混凝土与钢板的粘结剂一般采用环氧基液粘结剂。粘贴方法主要包括注入法粘贴和压粘法粘贴。注入法粘贴钢板是在混凝土表而与钢板之间加垫块等使两者之间保持一定空隙,并用环氧树脂胶泥封闭四周,而后从注入口注入环氧树脂同时排出空隙中的空气。由于是从一方注入因而容易残留气泡,施工时一般用木槌随时敲打钢板来确定是否灌实。这种施工法虽然费时,但即使混凝土表面不平整也可进行施工。压粘法粘贴钢板在混凝土表面及钢板表面各涂上1mm~2mm厚的环氧树脂,然后利用已固定在混凝土中的锚杆把钢板压紧在混凝土面上。随着环氧树脂被挤出,粘贴面之间的空气也被排出。


5、压力注浆法

        压力灌浆是指先将结构物的裂缝或孔隙与外界封闭,仅留出进浆口及排气孔,然后将配制的较低粘度的浆液通过压浆泵以一定的压力将浆液压人缝隙内并使其扩散、胶凝固化,以达到恢复整体性、强度、耐久性及抗渗性目的的一种修补方法。此法一般用于裂缝多且深入结构内部或结构有空隙的修补场合。


压力灌浆修补桥梁混凝土裂缝-法赫中国



四、法赫公司裂缝修补材料介绍


1、FH-EM裂缝封堵胶

        FH-EM裂缝封堵胶是法赫公司研制的环氧树脂胶黏剂,该材料无收缩、粘结强度高。

        (1)用途

        种植钢筋、种植螺杆、混凝土之间粘结、5~19毫米裂缝注射、裂缝注射表面封堵等。

        (2)特点

        ①高强粘结力,无收缩,保证高锚固安全;

        ②最新配方,焊接对其拉结力无影响;

        ③适合水钻开孔,适合种植光圆钢筋;

        ④适合潮湿及孔中有水环境;可倒栽筋;

        ⑤使用温度基材温度4℃以上。

        (3)储存时间:2年。

        (4)耐腐蚀性

        高效抵抗蒸馏水和无机酸碱。有效抵抗有机酸碱和一些有机溶剂。

        (5)固化时间表

裂缝封堵胶固化时间表-法赫中国

裂缝封堵胶-法赫中国

裂缝封堵胶-法赫中国


2、FH-DD裂缝封堵胶

        双组份裂缝修补胶,无收缩,耐酸碱。裂缝修补效能(符合ATMC- 881标准)。

        可配合手动胶枪或气动胶枪使用,不需要昂贵的大量配药设备。黑色和白色药剂配方更易识别混合比例。混合好后的颜色为灰色,接近混凝土的颜色。适用于压力注射等应用。

        1) 裂缝修补范围

        适用于宽度范围在:0.4~6.35 毫米的裂缝修补。

        2) 颜色

        混合好后的颜色将是均匀的灰色。

        3) 应用

        可以在裂缝潮湿的环境下注胶(在注射及固化过程中不能渗入水)。适用的基材温度在4℃或以上。为了最佳效果,使裂缝胶温度达到 15℃,或以上应用。

        4) 耐腐蚀性

        高效抵抗蒸馏水和无机酸碱。有效抵抗有机酸碱和一些有机溶剂。

        5) 物理特性

裂缝封堵胶物理特性-法赫中国裂缝封堵胶-法赫中国

裂缝封堵胶-法赫中国

裂缝封堵胶注胶嘴-法赫中国



五、法赫公司裂缝修补施工工艺


        FH-B8001/B8002养护机清洗裂缝处理→检查裂缝宽度及走向→粘接注胶嘴→封缝→依次压力注胶→清除注胶嘴

        对裂缝的处理,根据裂缝的宽度选择不同的处理方法,如果裂缝宽度在0.15mm以下,则直接使用裂缝封堵胶FH-EM对其进行封闭处理即可;如果裂缝宽度在0.15mm以上,裂缝胶FH-DD对混凝土裂缝进行注胶处理。

        裂缝修补作用:抵御诱发钢筋锈蚀的介质侵入,延长结构使用寿命;通过对混凝土补强保持结构、构件的完整性;恢复结构的使用功能,提高其防水、防渗能力;消除裂缝对人们形成的心理压力;改善结构外观。


1、裂缝封闭处理

        用毛刷或胶辊粘胶涂刷于要求裂缝封闭的混凝土表面,涂刷胶液成膜,涂刷应细密重叠和均匀,保证涂刷胶液不流淌或流淌后应即时补刷,胶液固化后胶膜均匀、密实封闭裂缝。

涂刷胶液时,需沿裂缝走向,进行涂刷,且涂刷宽度一致。


2、裂缝注胶处理

        根据规范要求对于大于0.15mm的裂缝或渗水裂缝采用裂缝胶注射修补法,以一定的压力将裂缝胶FH-DD注射入裂缝内,胶液固化后将开裂两侧的混凝土连接成结构整体;胶液还能进一步渗透到裂缝周围的混凝土毛细缝隙中,形成较宽的加固带,并能沿着钢筋走向渗透,保护钢筋和增加钢筋与混凝土的粘合力,起到对裂缝修复并对结构局部增强并提高耐久性的作用,贯穿性裂缝以及蜂窝状混凝土局部缺陷的补强和封闭。


3、混凝土裂缝注胶步骤

        (1)裂缝注射前的准备,查清裂缝的长度、宽度、走向、贯穿及漏水情况,确定注射位置及注射间距。

        (2)粘结注射端口,在确定注射的位置粘接注射端口,其间距在300mm左右,应特别注意涂抹粘接剂时防止堵塞注胶嘴端口。

        ①裂缝的端部设置注胶嘴。

        ②在裂缝最大宽度处设置注胶嘴。

        ③裂缝交叉处设置注胶嘴。

        ④注胶嘴间距控制在20—30cm。

        (3)涂抹封缝,使用封缝胶涂抹裂缝表面,涂抹厚约2mm,宽约25mm,封缝好4—6个小时以后才能进行下道工序的施工。

        封缝要求:

        ①与混凝土表面粘贴严密。

        ②表面光洁平滑,无裂隙、无气孔。

        ③与注胶嘴连接成整体。

        ④用封缝胶对注胶嘴周圈封闭。

        (4)连接注胶管,水平孔从任意端开始,垂直孔从最低处开始,依次向另外一端,把注胶管连接到注胶嘴端口上,要保证所有的未注胶的注胶嘴处于开启通气状态。

        (5)注射裂缝胶,要保证所有的未注胶胶嘴端口处于开启通气状态,确保注胶效果可靠。

        ①从裂缝下端逐渐向上依次安装注胶嘴。

        ②胶枪内囊胶量不足时即时更换裂缝胶补充。

        ③每隔一个注入孔安置一个注胶嘴,当观察前面胶嘴口有胶反出时,堵住观察孔,再压5-10分钟。

        ④裂缝胶初凝后,拆除注胶胶嘴。

        ⑤注胶时,若封缝有漏胶,需马上用快干封缝胶重新封闭。

        (6)养护

        ①胶液固化前避免水侵蚀。

        ②注缝胶有瞬间固化功能,可以不中断交通。

        (7)拆除注胶嘴。


 

六、结束语


        桥梁建设是一项公路基本建设,只要我们在设计、施工工艺、材料选择以及后期的混凝土养护过程中能够充分考虑各种因素的影响,危害桥梁结构安全的混凝土裂缝,还是可以避免产生的。在桥梁运营过程中,要对桥梁进行定期检测工作,当桥梁有混凝土裂缝等病害时,及时对裂缝进行修补处理,做好桥梁的预养护工作,这样才会使桥梁处于安全通行的状态。


桥隧检测仪器 桥隧养护机具 桥隧维修材料 桥隧设备租赁 桥隧养护工程 桥隧定期检测
分享到: 更多
|桥隧检测仪器|桥隧养护机具|桥隧维修材料|桥隧设备租赁|桥隧养护工程|桥隧定期检测
浅谈桥梁混凝土裂缝与修补材料法赫中国 |上海法赫桥梁隧道养护工程技术有限公司