混凝土快速修补方法篇1
关键词道路桥梁商品混凝土制备技术
中图分类号：tF321.1文献标识码：a
近些年来，公路、高速公路、城市立交桥、市区街道及环城公路等新建工程接连不断；并且，随着车速加快及大型车辆的增多，原有路面损坏加速、加重，维修工程量相当繁重。以往，对于损坏的混凝土路（桥）面，一次性修补面积多为几平米到数十平米，混凝土方量较小，一般使用具有快凝快硬、早强高强的水泥基材料，现场拌制混凝土、人工浇筑。但现在情况不同了，出于环境保护的要求，特别在市区交通要道改造工程中，常常不允许现场堆积砂、石、水泥，不允许现场拌制混凝土，无论混凝土用量多少，必须考虑供应商品混凝土；而且，社会效益第一，要求在不阻断交通或短时间阻断交通的条件下进行抢修，4～6h实现开放交通。通过大量的试验研究，我们开发了道桥快速修补商品混凝土制备技术，在冬季与春季两种环境温度下施工，获得良好效果。
1主要组分
道桥快速修补混凝土是特种混凝土，与普通混凝土的共同之处在于使用相同的砂、石、水拌制，但其区别却是根本性的，它使用的胶结材料与化学外加剂均具有特殊性和专用性。在胶结材料方面，它使用双组分水泥，以高强度等级的快硬硫铝酸盐水泥为主要组分，硅酸盐水泥为辅助组分；在力学性能方面，它要求4h或6h强度；在工作性能方面，坍落度损失要低，并需要分阶段调整凝结时间。
（1）胶结材料。以混凝土道桥快速修补材料为基础，进行改性研究，将其分解为“胶结材料-低坍损缓凝泵送剂-促凝增强剂”三个部分，以突破其凝结时间较短（20～30min）及只能现场拌制混凝土的局限性。
（2）SFp-Ⅱ低坍损缓凝泵送剂。将减水剂、保塑剂、缓凝剂与引气剂复合成专用粉状“低坍损缓凝泵送剂”，在拌制商品混凝土时按规定量加入，依施工环境温度的不同，应使混凝土初凝时间延缓至60～150min；考虑到运距与塞车的影响，1h的坍落度损失应低于15%；而且，这种缓凝作用在现场加入促凝增强剂后，应能迅速停止或破坏，并且对快凝快硬性能的恢复以及早期强度的发挥不产生有害影响。
（3）SFp-Ⅳ促凝增强剂。混凝土运至现场后，往搅拌运输车中加入一定量的液态SFp-Ⅳ促凝增强剂，快速搅拌3min，在10min之内将料卸完。开始卸料时的坍落度控制指标为150～180mm，初凝时间依工程实际情况及施工方要求可缩短至30～60min，在保证达到可靠的4h或6h强度的前提下，尽可能保证有较充裕的混凝土浇筑、抹平等操作时间。
（4）防冻剂。冬季施工时，选用非早强性防冻剂，掺量2.5%，与SFp-Ⅱ共同加入，不导致凝结时间和坍落度的明显变化。由于SFp-Ⅳ有足够的早强、增强与促凝性能，不主张在拌制混凝土时使用早强性防冻剂。如施工条件许可，也可将GD-1制备成液态防冻剂，在现场与SFp-Ⅳ共同加入。
2如何制备道桥快速修补商品混凝土
（1）混凝土配合比。应通过试配确定实用的混凝土配合比，强度指标应满足设计要求，混凝土4h与6h抗压强度应分别高于25mpa与28mpa，4h与6h抗折强度应分别高于3.5mpa与4.0mpa.当要求4h抗折强度高于4.0mpa时，应适当降低w/B及提高SFp-Ⅳ加入量，混凝土浇筑操作时间缩短至20～30min。
（2）混凝土工作性能。根据试验室试验及现场施工的经验教训，提出依施工季节不同所使用的混凝土工作性能控制指标。混凝土搅拌机的卸出料称为新拌混凝土，运至工地加入SFp-Ⅳ促凝增强剂后称为现场混凝土。在环境温度条件下，新拌混凝土坍落度、凝结时间应大于表中数值；现场混凝土坍落度、初凝时间应大于表中数值，终凝时间应小于表中数值。
（3）搅拌站用于制备道桥快速修补混凝土的所有设备，包括水泥散装车、水泥储仓、螺旋输送机、搅拌机、搅拌运输车等，均须予先清扫或清洗干净，避免特种水泥胶结材料与普通水泥混放，避免该特种混凝土与普通混凝土混杂。不得使用清洗普通混凝土运输车后的高碱性水清洗装运该特种混凝土的运输车。
3质量控制
混凝土快速修补方法篇2
【关键词】道路；快速修补；混凝土
传统的路面修补和养护材料具有各种各样的不足，本文介绍一种新近研制成功的路用混凝土快速修补材料，它具有早期强度高、微膨胀、粘结力强等优良性能，在修补完成后4～6h可以开放交通。
1.组成与性能原理
该材料由基料、复合减水剂、促凝剂与缓凝剂等组成。基料由硫铝酸盐水泥（或熟料）与硅酸盐水泥（或熟料）按一定比例组成，二者发挥各自的特性产生性能互补，前者提供早期强度，后者提供后期强度；前者具有微膨胀及抗盐类侵蚀性，有利于补偿收缩与减轻开裂；后者促进前者的水化、使材料更具快凝、快硬性，并避免单独使用前者时表面易起砂现象、增强耐磨性。后者的引入使水泥石碱度提高，有利于减轻碳化与避免钢筋锈蚀。复合减水剂的作用是降低混凝土拌和的用水量、增加流动性、提高致密度及强度，提高新旧混凝土的粘结力、抗渗性、减少泌水率等。促凝、促强剂的作用是对4h或6h强度提供必须的快速凝结硬化保证条件，加速强度增长速度。加入缓凝剂的目的是调整施工操作所需要的凝结时间。
2.主要性能
凝结时间：材料分w型和S型，w型适宜冬季施工，S型适宜夏季施工。在试验室标准条件下检验，w型初凝时间不早于终凝时间不迟于10min，30min；S型初凝时间不早于25min，终凝时间不迟于60min。
当使用该产品制备修补混凝土时，在同等温度条件下，凝结时间比产品试验结果一般略有延长；当环境温度低于或高于试验温度（20℃）时，会使凝结时间有所延长或提前。
胶砂长期强度及耐磨性：道路修补材料胶砂长期强度值，说明本材料早期抗折强度高，后期不倒缩，有明显递增；抗压强度后期则增长较快。早期强度高有利于实现快速抢修，后期强度继续增高则表明该材料具有较好的耐久性。修补材料砂浆耐磨性试验表明优于单一使用的快硬硫铝酸盐水泥，与硅酸盐水泥相当。单位面积磨损量为0.93kg/m。
3.混凝土性能及应用
强度：抽取两个混凝土道桥快速修补材料样品、使用两个混凝土配合比，水灰比0.31～0.34、砂率33%～36%时混凝土工作性能良好。当调整混凝土配合比降低砂率时，4h强度指标明显提高。根据公路修补对抗折强度大于3.5mpa或抗压强度大于20mpa的一般要求，在修补后4～6h可开放交通。
膨胀性：使用40mm×40mm×160mm试件测定快速修补混凝土在水及空气中的自由膨胀率，与普硅水泥、快硬硫铝酸盐水泥进行对比试验，快速修补混凝土在水中自由膨胀率约7d为0.03%，至28d龄期已经稳定；经干空28d后，干缩很小，优于两种水泥混凝土试件，说明这种微膨胀可以补偿收缩，有利于填充饱满、粘结牢固及防止开裂。
耐蚀性：快速修补材料1∶2.5胶砂在不同侵蚀介质中浸泡一定龄期后的强度保留率，求出侵蚀液与水中同龄期养护试件的强度比，试件尺寸20mm×20mm×20mm。可以看出，在抗碱侵蚀方面，本材料低于硅酸盐水泥、优于快硬水泥；在抗So4及Cl侵蚀方面，则优于上述两种水泥，说明该材料对于海滨地区混凝土道路的快速修补，对于冬季撒盐化雪、化冰的路面修补，具有实用价值。
抗渗性与抗冻性：使用3d抗压强度为53.6mpa混凝土，经150次冻融循环（慢冻法）试验，强度损失率为0.5%，抗渗标号达p8以上。
4.结束语
（1）混凝土道路快速修补材料按施工季节不同分两个型号，4h或6h胶砂抗折强度可达5mpa、抗压强度可达25mpa以上；1d抗折强度可达6.5mpa、抗压强度可达40mpa以上；至180d时抗压强度可继续增长到80mpa以上。
混凝土快速修补方法篇3
关键词:预制箱梁质量缺陷预防修补
前言
随着全国高速公路快速发展,全国各地大量的高速公路项目纷纷上马,而桥梁工程中的预制箱梁施工方法因速度快、施工方便、造价低等因素被施工单位广泛的应用于工程实践当中。而预制箱梁的结构形式在混凝土一旦浇注成型,其外观出现的缺陷(诸如蜂窝、漏洞、裂缝等)将难以弥补,甚至给工程质量留下隐患。“百年大计质量第一”,为了确保桥梁主体结构的安全性及混凝土结构外观的美观性,须对预制箱梁混凝土施工过程的质量严格控制,以及由于环境、施工等因素产生的质量缺陷及时、准确的予以处理。
1.预制箱梁外观质量问题(蜂窝、漏洞及裂缝)和原因分析
1.1外观现象及易发部位
混凝土局部出现酥松、浆少、石子多、石子之间形成的空隙类似蜂窝状的窟窿、漏洞及裂缝;而此蜂窝、漏洞及裂缝的缺陷多出现在预制箱梁的腹板与底板交接的变截面处、腹板的下端等部位。
1.2主要原因分析
(1)混凝土配合比不当或水泥使用量过大、过小或混凝土现场搅拌时砂、石、水泥等计量不准,而造成砂浆少、石子多;
(2)混凝土搅拌时间不够,或未搅拌均匀,从而导致混凝土自身的和易性较差;
(3)混凝土浇注过程中,局部振捣深度、时间不够甚至漏振,或者混凝土在运送、传递过程中发生离析;
(4)预制箱梁的钢模板缝隙未堵严,导致水泥浆严重流失;
(5)预制箱梁局部钢筋过密,特别是腹板、腹板与底板交接的位置,因使用的石子粒径过大或者坍落度过小;
(6)未考虑混凝土的初凝、终凝时间,而过早的拆除钢模板;
(7)混凝土浇注时的分层厚度设置不合理;
(8)使用不符合要求的脱膜剂。
2.预制箱梁外观质量问题(蜂窝、漏洞及裂缝)的预防和修补措施
2.1预防措施
(1)在预制箱梁混凝土施工中,适当增加混凝土中的水泥浆,采用颗粒适中、级配良好的中砂,并通过添加适量的外加剂,减少混凝土中的游离水,排出混凝土中的空气,可以提高混凝土的密实度和混凝土强度。
(2)混凝土运输到工地现场,应通过溜槽、溜管、输送泵或人工规范施工使混凝土进入模板,以防离析。混凝土分层厚度一般为30cm～40cm,分层浇筑时,保持下层混凝土不超过其初凝时间(大约为90min～120min);否则,混凝土的表面因上下层混凝土凝结速度不一致会出现明显的施工缝。振捣棒行程可按直线行列位移或交错行位移,插入点之间距离为70cm,采取快插慢抽,深入下层5cm～10cm。振捣时间控制在20s～30s,过长则混凝土可能产生离析现象,导致上部浮浆过多而出现麻面、龟裂,下部粗颗粒过多而出现鱼鳞状麻面;过短则混凝土振捣不实,易出现蜂窝孔洞。
(3)当预制箱梁局部钢筋过密时,特别是腹板、腹板与底板交接的位置;应根据现场实际情况,适当的调整混凝土的坍落度,一般控制在8cm～10cm,这样可以减少混凝土发生离析。
(4)根据实验室测定的混凝土初凝、终凝时间,并结合现场实际情况,适当调整模板的拆除时间,即t(拆除时间)=t0(混凝土初凝时间)+(±0.5～1.0h)。
(5)安装模板前,在模板的接缝处用双面胶条或其它材料进行密封,并且在涂抹脱膜剂前人工对局部变形的钢模板进行修复,确保钢模板接缝处紧密结合。
(6)根据笔者以往的施工经验,一般在施工现场采用专用的脱膜剂+柴油或机油+柴油做脱膜剂在钢模板表面涂抹两遍,拆模后效果较好。
2.2修补措施
对于市政工程、高速公路工程中的桥梁结构的外观,一般是不允许装饰外表的,但由于各种原因,混凝土出现了外观缺陷,特别是预制箱梁在施工过程中由于环境、施工工序、管理等方面的因素出现蜂窝、漏洞及裂缝,只要在不影响预制箱梁受力结构的情况下进行人工修补是必要的,这在一定程度上能够起到美化作用。
对于预制箱梁在预制过程中一般出现的诸如蜂窝、漏洞及裂缝等质量缺陷,要根据不同的情况分部进行处理,可达到较好的效果。
第一种情况:当拆除钢模板时,发现在箱梁的一侧腹板上有蜂窝、漏洞时,此时由于混凝土强度较低,可应先凿除蜂窝松散的部分,用钢丝锯或压力水清除粉尘,将湿棉絮用水浸泡后塞进蜂窝内,使其表面充分湿润,用比设计标号高一等级的细膨胀混凝土,顺着斜槽拍进蜂窝内,如果混凝土不成形,可间隔一段时间,分次压进,待压进的混凝土稍凝结后,此时用水泥砂浆对表面进行修补。修补用的水泥品种必须与原混凝土中的水泥一致,使用不大于1mm的细砂,为保证修补用的水泥砂浆与原混凝土的颜色保持一致,应采用6:4左右的黑白水泥,砂浆配比为1:2～1:2.5,于修补前试调对比。在小桶内拌匀,依照漆工刮泥子的方法,将砂浆用刮刀大力压入补强后的混凝土表面,即压即刮平,随后按混凝土养护方法进行养护,待砂浆终凝硬化具有一定强度后,再用细砂纸打磨,用水冲除表面粉尘,可使混凝土外表光滑平整,颜色较为一致。
第二种情况:在拆除钢模板后,因缺陷处表面覆盖了一层较薄的水泥浆,而并未及时发现腹板与底板交接的变截面处有蜂窝、漏洞;在几天后缺陷处的表皮水泥浆脱落,蜂窝、漏洞显现;在这种情况下,预制箱梁的混凝土结构由于已经有较高的强度,此时再按第一种情况进行处理,蜂窝、漏洞处新增的高标号混凝土无法有效与原混凝土结合,在后期使用过程中会出现混凝土剥落,影响美观。此时即可采用环氧修补胶泥砂浆进行修补。具体修补材料配置和方法如下:
1、修补材料的配置:
a、主要材料:环氧树脂1kg(e-44(6101号)或e-42(634号))、邻苯二甲酸二丁酯0.03kg、乙二氨0.008～0.010kg、水泥250～300kg。
B、填充剂:可根据需要添加矢量的铁粉、铅粉或石英粉。
C、稀释剂:无水乙醇或丙酮等。
D、其它:可掺入一定量烘干的细砂与水泥进行配合以调整修补后的颜色。
2、修补方法:
a、先凿除蜂窝松散的部分,用钢丝锯或压力水清除粉尘,将湿棉絮用水浸泡后塞进蜂窝内,使其表面充分湿润。
B、将上述配置的修补材料按比例配置搅拌均匀后,分次填充于缺陷部位。
C、填充后,在钢模板上涂抹硅油、石蜡或凡士林作为脱模剂可获得较好的外观效果。
D、如拆模后,缺陷处的混凝土表面色差较明显的话,可采用第一种情况中黑白水泥+细砂的方法进行后期调色处理即可。
混凝土快速修补方法篇4
关键词：新材料水下聚合物混凝土应用
中图分类号：tV544文献标识码：a
混凝土缺陷是一种普遍存在的现象，如混凝土裂缝、孔洞、蜂窝等等，对混凝土缺陷的修复材料也有许多，但大多数均适用于干燥环境。而在水利、桥梁、港工、海洋等工程领域中经常会遇到水下混凝土的缺陷，这些缺陷对于混凝土的结构形成很大的危害，如对于水库大坝来说，一旦混凝土出现裂缝等缺陷，就会导致渗漏现象的产生，而渗漏的出现又会进一步造成钢筋锈蚀、析钙等现象，从而使混凝土的强度降低、使用寿命减少，最终有可能影响到水库大坝的正常运行，因此必须对这些缺陷进行有效的处理，但这些缺陷的修复往往不可能形成旱地施工的条件，这就需要开发出适用于水下施工的混凝土缺陷修复材料以及与这些材料相配合的施工技术。根据多年来的实践经验及对相关技术的研究，结合水下混凝土缺陷修复材料的性能以及应用实例，目的是为今后类似疑难工程的处理提供一个有效的参考及借鉴。
在此首先介绍一下水下混凝土缺陷修复材料的种类以及特性:从目前来说，可用于水下修复的材料除加有外加剂的普通混凝土外，还有水泥基类的水下不分散混凝土（non-dispersibleUnderwaterConcrete，即nDC）、由高分子作为粘结剂的聚合物混凝土（polymerConcrete）、水下快速密封材料、水下金属和混凝土构件的保护涂料、水下化学灌浆材料、水下混凝土伸缩缝的处理材料等一系列材料。
一、HK-nDC水下不分散混凝土
水泥基类的水下不分散混凝土（non-dispersibleUnderwaterConcrete，简称nDC）是在普通混凝土拌合物中加入絮凝剂，从而在水泥颗粒之间形成架桥结构，增大了吸附力，提高了粘性，抑制了混凝土拌合物的稀释，增加了拌合物的触变性和保水性，减少了骨料的沉降和离析，从而使混凝土获得了在水下硬化前具有一定程度的抗分散性。nDC比较多地用在水下大体积混凝土的浇筑和修补处理中。HK-nDC水下不分散剂由高分子絮凝剂及其它外加剂组成，它的基本特性如下：
1、优良的抗分散性能，在水中落差为50cm时，浇筑的水下混凝土不分散、不离析；
2、能自流平、自密实，塌落度在18―24cm，扩展度在32―42cm。
3、初凝时间：20―25小时：终凝时间：30―35小时；
4、可配置C20―C40水下不分散混凝土，而且七天令期的抗压强度可达到20mpa以上，抗折强度可达5mpa以上。
5、可进行薄层水下混凝土施工，垂直构件断面可达20厘米。
6、可以配置特殊情况下使用的快速固化水下混凝土和水下密封剂。
水下不分散混凝土曾在多项工程中应用，如新安江护坡水下混凝土浇筑、太平湾电站、天生桥电站二级导墙水下淘空洞浇筑、云南漫湾水电站冲坑修补等。
二、水下聚合物混凝土
聚合物混凝土是以树脂为粘结剂，将其与骨料（石子、砂、水泥）固结而形成的混凝土，它具有高分子和无机材料的综合性能。可选择不同类型的树脂品种，并通过固化剂用量的调节，使它在水中快速固化。聚合物混凝土的强度增长可以大大快于nDC水下不分散混凝土，有些品种在一天内即达到30mpa以上的抗压强度。用于水下聚合物混凝土有pBm和环氧树脂等，可以由这些树脂出发制备水下混凝土修复用的水下涂料、水下高强锚固剂、水下腻子、水下聚合物砂浆和水下聚合物混凝土等。pBm聚合物混凝土是以不饱和聚酯等高分子材料为胶结料而形成的具有互穿网络结构的材料，可在水下快速固化，强度增长迅速，与混凝土和金属粘结强度高，而且它在水中可自流平，自密实，同时还可以进行薄层浇筑，适用于水下混凝土孔洞和缺陷的快速封堵。而环氧混凝土则以环氧树脂作为胶结料，也可在水中自流平、自密实，其固化产物强度高，性能可在一定范围内调节，固化速度可通过加入不同的固化剂来调节。由于pBm树脂和环氧树脂均不溶于水，可赋予所包裹的材料以很高的粘性，因此拌合料在水中不分散，施工时不需要导管，可直接倒入水中，也不需要振捣就可形成自流平、自密实的水下混凝土，可以对混凝土缺陷进行薄层的和快速的修补。水下聚合物混凝土的主要性能特征
1、可在水下快速固化，如pBm混凝土的水下固化时间可在十几分钟至数小时内进行调节；
2、在水下不分散、不离析，可不需导管，直接倒入水下处理部位；
3、不需震捣，可自流平，自密实；
4、水下混凝土的各项强度均很高，抗压强度可大于70mpa，抗折强度大于20mpa，抗拉强度大于12mpa，粘接强度强度大于2.5mpa；
5、可在水下进行以厘米计的薄层修补；
6、可以进行垂直面的立模浇注和平面摊铺；
7、可对水下金属管道进行快速堵漏处理。
聚合物混凝土曾在丹江口大坝水下水平缝灌浆处理、浙江碗窑碾压坝水下混凝土孔洞修补、青铜峡泄水孔底板掏空水下处理等数十项工程中得到成功应用。
三、两种水下聚合物混凝土的性能
采用改性的聚酯树脂和改性的环氧树脂制备的聚合物混凝土有着各自不同的特点，现以pBm水下混凝土和963水下环氧混凝土为例来比较：
改性聚酯混凝土pBm比改性环氧混凝土固化要快，特别在低温下，环氧材料固化速度很慢，即使掺加促进剂，也很难满足数小时内达到高强度的要求。但pBm混凝土仍可以在低温下较快固化。因此需要水下快速固化时，选pBm为好，但不是对强度增长要求过急，可选择963水下环氧混凝土，因为最终强度还是环氧混凝土高。从抗压强度和抗折强度来看，两种聚合物混凝土都很高，但就抗拉强度而言，963环氧混凝土明显较高，说明他比较有韧性。
环氧混凝土可以通过掺加促进剂来加快其固化速度，以满足工程的需要。但实验结果表明，掺加促进剂后对环氧混凝土早期强度的增长虽有明显的促进，但后期的强度反而不如不参加促进剂的高（其结果见表3）。因此在不是必须的情况下应尽量不加促进剂，以保证固化产物的性能。
四、SXm水下快速密封剂
SXm是一种双组份快速密封剂，具有水下不分散、固化快、与水下混凝土粘结力强、无毒、使用方便等特点，可用于水下混凝土裂缝的密封、孔洞的修补，也可用于大坝混凝土伸缩缝、裂缝在运行水下化学灌浆时的灌浆管埋设及缝面止封处理等。其固化速度可在一定范围内进行调节，以满足不同工程的需要。
五、水溶性聚氨酯化学灌浆材料：
水溶性聚氨酯化学灌浆材料是一种亲水性的高分子材料，遇水可以乳化、分散进而固结，其固结体具有较好的延伸性，能适用活动缝的变形，而且材料本身具有遇水膨胀的性能，其水膨胀性可以调节，最高可达到250%左右，具有“以水止水”双重功效。该材料在分子结构中引入了亲水性基团，在水下与混凝土表面具有较强的粘结力，是一种理想的活动裂缝处理材料，广泛用于各种裂缝、缺陷的封闭处理。在水下进行灌浆时需用配套的水下密封材料来进行封缝处理，以保证灌浆效果。该材料曾在丹江口水电站水下水平缝灌浆处理、新安江大坝伸缩缝水下灌浆处理以及三峡、龙羊峡等数以百计工程的伸缩缝、裂缝的防渗堵漏中得到应用。
六、HK-963水下环氧涂料
HK系列环氧材料是以环氧树脂为主，通过添加增韧剂、活化剂、固化剂等一系列的助剂而制成，可适应不同的工程需要。其中HK-963水下涂料分子结构中引入了强极性亲水基团，并采用专用的水下固化剂，使得它在水中具有较好的涂刷性能，且与钢板、混凝土等材料有着很强的粘结力，广泛应用于水下工程的缺陷修补、结构补强、表面保护等等
七、混凝土伸缩缝的水下处理材料-----SX防渗模块
SX防渗模块，是华东院科研所最新研制的由SR塑性止水材料、SR混凝土防渗盖片、HK963水下粘合剂等系列配套止水材料复合而成的、可以在水中混凝土迎水表面直接施工操作的柔性防渗材料。它具有施工简便、接缝变形适应性强、防渗效果好、检查维修方便、材料成本低等特性，其主要构成材料性能如下：
1、SR塑性止水材料是专门为面板堆石坝混凝土接缝止水而研制的嵌缝、封缝止水材料，现已形成SR-1、SR-2、SR-3等适应不同面板坝工程和其它建筑工程混凝土接缝防渗的系列产品。经十余年五十余项面板坝工程和数百项其他水电工程的应用和试验研究表明，SR塑性止水材料具有独特的耐老化性、高塑性、温适性、延伸性、抗渗性、常温冷操作施工以及与基面牢固粘结等特性（表7），在SX防渗模块中起填充缝面缺陷、适应接缝变形的作用。
2、SR混凝土防渗保护盖片：SR混凝土防渗保护盖片是由SR塑性止水材料和高强度聚酯毡、聚酯膜复合而成的片状防渗卷材，具有对混凝土防渗、防裂、防碳化和防冰冻作用。它即可单独进行防渗施工，又可与SR塑性止水材料联合使用，能够在常温下冷操作施工。SR混凝土防渗保护盖片是SX防渗模块的基础材料。
SX防渗膜块曾在新安江大坝伸缩缝水下处理中得到应用。
八、混凝土缺陷水下施工的设备及方法
水下施工质量的好坏与施工器具的机械化程度有密切的关系，作为水下施工机具，一般有液压和风压两种，目前比较先进的是采用液压动力设备。此种设备以液压动力站为动力源，通过传输管带动液压钻、液压锤、液压切割机、液压铲、液压链锯等工具，在水下实施清缝、开槽、钻孔、立模、锚固、焊接等各种操作，同时随着科技水平的不断提高，目前已经可以做到通过水下摄像系统随时监控水下施工情况，并通过水下通讯设备与潜水员联系，由岸上技术人员对水下施工及时进行指导。毫无疑问，有了这些设备，水下施工的质量可以得到很大的提高。
对于不同的混凝土缺陷，其处理方法各有不同，一般来说，主要由以下几个步骤：
1、水下检查；水下处理前应进行仔细的水下检查，以确保混凝土的破坏情况，为处理方案提供依据。
2、制定方案：根据水下检查的情况，确定不同的处理方案。一般来说，对于混凝土蜂窝、孔洞等缺陷可采取在原混凝土表面浇筑聚合物混凝土的方法，对于裂缝等缺陷则开采取灌浆、嵌填SR塑性止水材料等，对于混凝土表面由于细微裂缝产生的渗漏情况则可在原混凝土表面粘贴SX防渗模块的方法。
3、表面清理：利用液压设备对混凝土缺陷进行认真的表面清理，以保证新、老混凝土之间的良好粘结。对水下部位的表面清理包括：清除碎屑和沉积物；消除有机物和水生物；凿除表面松动混凝土；对混凝土表面进行打磨；对裂缝进行必要的扩缝等处理；利用水下锚固剂埋设锚杆以增加新老混凝土的结合等等。表面准备和修复工作之间的时间间隔要短，最好在修复工作开始前的短期内进行混凝土表面的冲洗。
4、修补材料的配制：主要是聚合物混凝土的配置。聚合物混凝土由树脂、固化剂（或促进剂和引发剂）和骨料（石子、砂、水泥）组成。稠度由树脂和骨料的比例来调节，一般树脂用量占15%―30%不等。如果在平面浇铺，可以稠些，树脂的用量可以少些。而若在立面进行间隙2―3厘米模版内填充，或流动度要大时，则要稀些。对于快速修补材料来说还必须对固化时间进行调整，应根据当时当地的温度情况，通过现场试验来进行校核，选择一个兼顾施工周期和固化速度的配比，以确保施工质量。
5、浇筑：对立面的混凝土缺陷要做薄层修补处理时，可沿着处理的部位（凿槽或不凿槽可根据情况而定），安装有边框的模版，和基面的间隙为3厘米左右、模版可用模板或塑料板作成，并涂有脱模剂或衬塑料布。通过水下锚杆、水下射钉枪将模版固定在混凝土基面上。然后将配置好的聚合物砂浆装在泥桶中或袋中，让潜水员在水下将其倒入模板内。其处理的垂直裂缝很长，可以分段（如1―2米）立模浇筑，聚合物砂浆由于其本身的特性，其相互之间的粘接很好。
混凝土快速修补方法篇5
关键词:再生混凝土;再生骨料;路用性能;快速修补
近20年来,随着我国国民经济和交通事业的发展,水泥混凝土路面发展很快(包括公路、城市道路及机场建设),不同类型以及不同等级的水泥混凝土路面相继出现并逐渐增多。但由于其直接承受了过繁重的交通量、过大的轮载以及气候条件的作用,使得水泥混凝土路面的破坏现象日益严重。在旧水泥混凝土路面改建、扩建和养护维修时,会产生大量的破碎废料,若将其抛弃不仅需要大量的堆放场地,而且会造成环境污染;同时由于普通修补混凝土的强度发展较慢,势必大大降低道路的交通流量,造成相关的经济损失。因此,若将废旧水泥混凝土块破碎成再生骨料,用以部分或全部代替混凝土中的砂石,并配制成快修型或早强型的再生混凝土,不但能从根本上解决废弃混凝土的处置问题,而且能尽快地恢复道路交通,具有显著的社会效益和经济效益。
本文采用机械破碎法,将在某水泥混凝土路面修补时所收集的废弃混凝土破碎成一定粒级的再生骨料,选用三种外加剂分别进行了普通型(天然骨料)、再生早强型(再生骨料)和再生快修型(再生骨料)三种路面修补混凝土的配制试验,测试了三种混凝土在不同龄期的力学性能和耐久性。
1.试验原材料
水泥:32.5级普通硅酸盐水泥;细骨料:普通河砂,细度模数为2.6;粗骨料:5~20mm的瓜子片,20~40mm的石灰岩碎石,以及20~40mm的再生碎石;外加剂:高效减水剂(at),早强型复合外加剂(ZQ),快修型复合外加剂(KX);水:自来水。
2.试验设计及配合比
由于再生骨料在破碎中存在微裂缝,颗粒中包含水泥砂浆,因而与天然骨料相比,具有孔隙率高,吸水性大、强度等级低等缺点,易导致再生混凝土的强度低、收缩大、抗冻性差等不良性能[1-4]。对再生骨料的试验分析表明,16mm以上的颗粒中一般都含有石灰岩石子,而16mm以下的颗粒大多数为砂浆块。为提高再生修补水泥混凝土的路用性能,本文筛除再生混凝土碎石中16mm以下的颗粒,再掺入瓜子片以制得级配良好、质量合格的再生粗骨料。试验中,再生早强型和快修型混凝土的粗骨料由20%的瓜子片和80%的再生骨料掺配而成,而与之对比的普通型修补混凝土的粗骨料由20%的瓜子片和80%的石灰岩碎石掺配而成。
对水泥混凝土路面的修补,不但要配制出满足路用性能要求的高质量混凝土,而且还要求有足够的早期强度,以便及时开放交通。对大面积的修补要求7d通车,而小面积的修补要求24h通车。为此,本试验选用了早强型复合外加剂(ZQ)和快修型复合外加剂(KX)并用高效减水剂(at)作对比,通过配合比的优化设计,来改善与提高再生混凝土的力学性能和耐久性能,特别是早期强度。试验配合比参照相关设计规范进行,具体可见表1。
表1路面修补混凝土的配合比(kg/m3)
组号水水泥粗骨料细骨料外加剂
p1150360石灰石:12546761.8(at,掺量为0.5%)
Z1155330再生碎石:119364354(ZQ,掺量为15%)
K1150330再生碎石:119364354(KX,掺量为15%)
注:p1表示普通型混凝土,Z1表示再生早强型混凝土,K1表示再生快修型混凝土。
3.试验结果与分析
3.1路面修补混凝土的物理力学性能
混凝土的物理性能试验按《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/t50080-2002)进行;力学性能试验按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/t50081-2002)进行,试件尺寸为150mm×150mm×150mm的立方体和150mm×150mm×550mm的长方体。试验测试了新拌混凝土的坍落度和表观密度,以及硬化混凝土的抗压强度和抗折强度,具体结果见表2。
表2路面修补混凝土的物理力学性能
组号抗压强度/mpa抗折强度/mpa坍落度/cm表观密度/(kg/m3)
1d3d7d28d90d1d3d7d28d
p1-15.220.228.833.3-2.303.004.592.02440
Z1-24.430.139.253.0-3.804.686.461.02380
K137.746.853.664.368.24.736.216.637.713.02370
再生混凝土的表观密度要小于普通混凝土,这是由再生骨料的表观密度小于天然骨料(石灰岩)所致。配制的再生快修型混凝土的抗压强度明显高于再生早强型混凝土,而后者又明显高于普通型混凝土。再生快修型混凝土的1d抗压强度达到37.7mpa,其3d抗压强度比普通型混凝土和早强型混凝土分别提高207.9%和91.8%;其28d抗压强度达到了64.3mpa,属于高强混凝土。再生混凝土的抗折强度显示了与抗压强度类似的变化关系。再生快修型混凝土的1d抗折强度达到了4.73mpa,其3d抗折强度比普通型的和早强型的分别提高170%和63.4%。按照《公路水泥混凝土路面设计规范》(JtGD40-2002)的要求,重交通等级路面的混凝土的抗折强度应大于5.0mpa,本文所配制的两类再生混凝土可用于重交通等级的路面,且其力学性能大大超过了所配制的普通型混凝土。
本试验结果表明,再生快修型混凝土路面24h即可通车,再生早强型混凝土路面7d即可通车,而普通型混凝土路面一般要28d才能开放交通。
3.2路面修补混凝土的干缩性能
在低湿度的环境中,饱和水泥浆体中的水化硅酸钙(C-S-H)凝胶体因毛细孔和凝胶孔中水分蒸发而引起的体积缩小的变形,称为干燥收缩。路面混凝土的干缩变形是其裂缝产生的主要原因之一,直接关系到路面混凝土结构的耐久性、行车速度和舒适程度。通常,由于再生骨料的孔隙率和吸水率较大,当其失水后将产生较大的干缩和徐变[5],严重危害再生混凝土路面的性能。为了减小混凝土的干燥收缩,本文选用的早强型和快修型复合外加剂中含有膨胀组分,要求混凝土成型后水养或保湿养护7d。试验中首先测试了3种修补混凝土在水中养护3d和7d时的自由膨胀率,然后测试了其在恒温恒湿室(温度20±3℃,相对湿度60±5%)中养护3d、7d、14d、28d、120d和180d时的干燥收缩。
在本文所用原材料和配合比下,快修型和早强型再生混凝土的膨胀率明显大于普通型混凝土,而后期的干燥收缩率小于普通型混凝土,但是它们180d后的收缩变形有接近的趋势。再生混凝土和普通混凝土一样,其收缩变形随时间的增长而增加,并且早期变化幅度较大,后期逐渐减小。因而在有限制条件的修补混凝土中,掺入膨胀型的复合外加剂,可利用混凝土早期的膨胀来补偿后期的收缩,从而提高混凝土路面的抗裂性。
再生混凝土的干缩,其根本是由于水泥石内部水分的迁移和逸失而引起,机理应相同于普通混凝土,即有毛细管张力学说、拆开应力学说和凝胶颗粒表面自由能变化学说。为提高再生混凝土的抗干缩性能,可采用三类改善措施:一是选择适当的原材料,优化混凝土配合比。二是采用限制收缩和补偿收缩的方法,前者是通过掺用纤维(钢纤维、聚丙烯纤维或混杂纤维)来实现,即利用纤维“二次增强筋”的网络结构,分散或内耗收缩应力,减少应力集中;后者是通过掺用膨胀剂来实现,其膨胀驱动力源于体积扩张的化学反应。三是采用掺加减缩剂(ShrinkageReducingagent,SRa)的方法,即通过掺用减缩剂,降低孔溶液的表面张力,从而降低毛细管收缩应力。
3.3路面修补混凝土的抗冻性能
抗冻性能是混凝土耐久性能的一个重要指标。特别是在寒冷地区,冻融循环作用往往是导致路面混凝土劣化的主要因素。本抗冻性试验参照《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法》(GBJ82-85)进行,采用慢冻法,测试了三种混凝土在冻融100次和200次前后的质量损失和强度损失,具体结果见表3。
从表3中可以看出,在冻融100次时,快修型再生混凝土的质量和强度损失小于普通型混凝土,早强型再生混凝土的质量和强度损失与普通型混凝土相近,但是在经受200次冻融循环后,再生混凝土的强度损失率较普通混凝土大。不过,在未掺引气剂的情况下,两类再生混凝土都能满足200次冻融循环的要求。按照美国学者t.C.powers提出的膨胀压和渗透压理论,吸水饱和混凝土在冻融过程中遭受的破坏力主要由两部分组成:一是膨胀压力,二是渗透压力。当混凝土受冻时,这两种压力会损伤混凝土内部的微观结构,在经过多次冻融循环后,损伤逐步积累不断扩大,发展成互相连通的大裂缝,使混凝土强度逐渐降低,直到完全丧失。
表3路面修补混凝土的冻融试验结果
组号质量损失(%)强度损失(%)
100次200次100次200次
p10.250.2013.716.5
Z10.20014.821.1
K10.1703.520.2
a.Gokce等人的研究指出,相对于普通混凝土,再生混凝土的抗冻性主要取决于再生骨料表面附着的水泥砂浆的抗冻性。再生混凝土在经受冻融循环作用时,由于受到冰晶压力以及渗透压力等的作用,首先易导致再生骨料表面附着的砂浆层的开裂破坏,并从这些破坏面逐步扩展而使混凝土劣化。由于本文再生混凝土所用的外加剂含有膨胀性组分,因而在很大程度上提高了其密实度,改善了孔结构,有利于提高再生混凝土的抗冻性能。
4.结论
在本文的研究条件下,通过普通型、再生早强型和再生快修型路用混凝土的配制试验和性能研究,得到以下几点主要结论:
(1)依据试验结果,再生快修型混凝土路面24h即可通车,再生早强型混凝土路面7d即可通车,而普通型混凝土路面一般要28d才能开放交通。
(2)将部分天然骨料和再生骨料相掺配,采用膨胀型高效外加剂,所配制的再生早强型和快修型混凝土可用于重交通等级的路面,两者28d抗折强度均在6.0mpa以上;
(3)通过配合比的合理设计以及采用补偿收缩技术,可提高再生混凝土的抗收缩性能,并能满足200次冻融循环的要求;
(4)本研究已应用于实际工程,效果良好,有助于推进和拓展再生混凝土的开发利用。
参考文献:
[1]史巍,侯景鹏.再生混凝土技术及其配合比设计方法[J].建筑技术开发,2001,28(8):18-20.
[2]陈宏俊,周婷婷.再生水泥混凝土的研究进展[J].国外建材科技,2004,25(3):43-45.
[3]nik.D.oikonomou.Recycledconcreteaggregates[J].Cement&ConcreteComposites,2005,27:315-318.
[4]Limbachiyam.C,Leelawatt,DhirR.K.Useofrecycledconcreteaggregateinhigh-strengthconcrete[J].materialsandStructures,2000,33:574-580.
[5]肖建庄,李佳彬,兰阳.再生混凝土技术研究最新进展与评述[J].混凝土,2003(10):17-20.
混凝土快速修补方法篇6
【关键词】桥梁；混凝土裂缝；控制；原因
1、公路桥梁施工混凝土裂缝问题的主要危害
（1）如果公路桥梁施工中产生混凝土裂缝，那么混凝土结构内部就很容易渗入空气中的二氧化碳，在水化产物的相互作用下出现混凝土碳化现象，这会破坏钢筋纯化膜，降低混凝土的碱度；如果空气和水在同时期同时渗入，那么钢筋就产生锈蚀；同时混凝土裂缝问题还会削弱混凝土对钢筋的保护作用。这些将最终危害公路桥梁的正常使用。
（2）施工中产生的混凝土裂缝，将使公路桥梁产生渗漏，而且裂缝可能在压力水的作用下逐步扩展。当公路桥梁混凝土内部渗入水流以后，可能会使混凝土遭遇水解破坏，从而使混凝土结构物遭受破坏。
2、公路桥梁施工混凝土裂缝成因
2.1混凝土自身收缩原因。混凝土自身收缩是公路桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因之一。在浇筑混凝土五小时以后，水泥的水化反应非常激烈，并逐渐形成一条分水链，由于水分的急剧蒸发而导致骨料下沉，当混凝土还没有硬化时就会发生塑性收缩。如果混凝土的内外收缩不均匀，或者其表面收缩过大，那么就会受内部混凝土的制约，从而使表面的混凝土承受一定的拉力，当压力超过一定值后，混凝土就会产生收缩性裂缝。同时，在骨料的下沉过程中，由于钢筋等物体的阻挡作用，因此会形成沿钢筋布置方向收缩的裂缝。当混凝土初步硬化后，其表面的水分将逐渐蒸发，温度降低到一定程度，混凝土的体积就会逐渐变小，缩水收缩裂缝进而就会出现。
2.2温度原因。当水泥的水化放热、照射以及大气和周围温度影响到混凝土的时候，同时由于混凝土材料具有热胀冷缩的性质，混凝土通常就会出现收缩与膨胀现象，并在此过程中产生一种温度应力。当混凝土的承载强度无法承受温度应力的时候，混凝土就会出现裂缝问题。
因混凝土的表面水分过快的蒸发或者基础与模板的吸水速度太快，混凝土自身的水化热效应等原因，导致混凝土结构产生急剧的收缩、变形，这时混凝土的强度就会变得非常小，很难抵抗变形应力，这也会导致混凝土出现裂缝。这主要发生在混凝土结构凝固过程中。
2.3钢筋锈蚀原因。公路桥梁施工中的钢筋会经常受到腐蚀。因为在施工过程中，公路桥梁的结构会经常曝露在自然状态下，将遭受到自然因素的影响；同时防腐设施比较简陋，桥梁构件自身的密实性与保护性能比较差。如果钢筋出现生锈，其体积就会膨胀，进而导致混凝土产生裂缝。
2.4荷载原因。如果受到动、静荷载以及次应力的作用，混凝土桥梁通常会产生一些裂缝。在施工过程中，没有做好严格的施工质量控制，都会导致混凝土裂缝问题产生。比如桥下船舶不小心与公路桥梁发生碰撞，导致施工过程中混凝土受到外力的作用，就会使混凝土产生裂缝。
3、公路桥梁施工中的混凝土裂缝控制
3.1施工中原料的选用控制。必须严把施工原料质量关是实现混凝土质量控制的基础：（1）必须使原材料符合全部技术性能指标。在对原料进行检验时，如果施工条件发生变化，应该按照变化的施工条件来及时调整检验标准与检验频次；（2）在选择原料的时候，在保证活性的前提下，应该严格控制砂、石含量，尽可能选用级配良好的骨料，采用细度小的水泥。
3.2施工期间预防控制。（1）①严格按照浇筑顺序进行施工，振捣时间应均匀一致，不得出现施工冷缝，同时分排进行施工浇筑，施工缝留在后浇带处。②模板、预埋件等在施工中无损坏或变形现象，必须保护措施得当，同时必须根据振捣棒的铺料间歇时间、有效震动长度来确定浇筑时间。③浇注完毕后，表面要抹平、压实，排除泌水，清除多余灰浆。④必须在定浆后进行二次抹压、二次复振，以防止出现表面与松顶干缩裂缝的产生；（2）应考虑高温，高蒸发引起拌和物塌落度的损失，适当调整混凝士配合比增加用水量，加大水灰比，为避免混凝土下降可添加适量的高效减水剂。这些是混凝土配合比设计应该考虑的问题；（3）在高温下必须采取遮阳洒水措施来降低砂、石料的使用温度，因为砂、碎石等材料在混凝土中所占比例大约为80%；（4）为缓解混凝土急剧收缩可适当掺入缓凝剂。因为普通硅酸盐水泥是桥梁工程常用的水泥，而普通硅配盐水泥水化热高，混凝土蒸发收缩凝固较快，这样就会使混凝土表面产生裂缝；（5）当遭遇酷暑高温的时候，可以在夜间施工，以避免高温烈日。或者为了改善混凝土浇注后温度过高，可在水中加冰块降低混凝土拌合用水的温度，因为当酷暑高温，混凝土拌合用水均在30摄氏度以上。
3.3施工中裂缝补修控制。对于施工过程中已经出现的裂缝，必须采取补修措施，防止裂缝扩大。结合裂缝产生的原因，选择合适的补修措施是非常重要的，具体的补修措施有：（1）嵌缝补修。嵌缝修补是在混凝土的裂缝处进行开槽，将止水材料填充进开好的槽里，这样不但可以保证裂缝外观平整，还可以封堵裂缝；（2）表面补修。表面补修有时可以使用环氧胶泥进行涂抹，通常是在裂缝的表面涂上水泥浆进行修补；也可在裂缝表面粘附一些玻璃纤维布以确保修补的完整性，这是在混凝土的裂缝继续开裂的情况下可以采取的方法；（3）结构加固补修。在公路桥梁施工中，有些裂缝可能会使混凝土的结构性能发生改变。此时必须采取结构加固法来进行混凝土加固。这种方法可以采取增加混凝土结构的截面面积、加固支点、增加混凝土结构的预应力及混凝土补强措施；（4）灌浆补修。当裂缝较深较宽而对桥梁结构有严重影响时，或者桥梁对防渗有一定要求时必须采取灌浆修补。当裂缝比较严重时，可用甲基丙烯酸醋及聚氨醋等作为浆质料；通常情况下，浆质材料一般采用水泥浆或环氧聚合物。这种方法主要是将浆质料用真空压力装置压进裂缝之中，并且随着时间的推移而不断硬化，混凝土与浆质料形成稳定的整体，从而消除混凝土裂缝。
【摘要】当前，我国经济快速发展，对公路桥梁的建设提出了越来越高的要求。而在公路桥梁施工过程中，混凝土裂缝是最常见的病害，常常严重影响工程质量，所以必须控制公路桥梁施工中的混凝土裂缝问题。本文对公路桥梁施工中混凝土裂缝问题进行了研究，首先阐释了公路桥梁施工混凝土裂缝问题的危害，其次分析了公路桥梁施工混凝土裂缝的成因，最后探讨了公路桥梁施工中的混凝土裂缝的控制。
【关键词】桥梁；混凝土裂缝；控制；原因
1、公路桥梁施工混凝土裂缝问题的主要危害
（1）如果公路桥梁施工中产生混凝土裂缝，那么混凝土结构内部就很容易渗入空气中的二氧化碳，在水化产物的相互作用下出现混凝土碳化现象，这会破坏钢筋纯化膜，降低混凝土的碱度；如果空气和水在同时期同时渗入，那么钢筋就产生锈蚀；同时混凝土裂缝问题还会削弱混凝土对钢筋的保护作用。这些将最终危害公路桥梁的正常使用。
（2）施工中产生的混凝土裂缝，将使公路桥梁产生渗漏，而且裂缝可能在压力水的作用下逐步扩展。当公路桥梁混凝土内部渗入水流以后，可能会使混凝土遭遇水解破坏，从而使混凝土结构物遭受破坏。
2、公路桥梁施工混凝土裂缝成因
2.1混凝土自身收缩原因。混凝土自身收缩是公路桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因之一。在浇筑混凝土五小时以后，水泥的水化反应非常激烈，并逐渐形成一条分水链，由于水分的急剧蒸发而导致骨料下沉，当混凝土还没有硬化时就会发生塑性收缩。如果混凝土的内外收缩不均匀，或者其表面收缩过大，那么就会受内部混凝土的制约，从而使表面的混凝土承受一定的拉力，当压力超过一定值后，混凝土就会产生收缩性裂缝。同时，在骨料的下沉过程中，由于钢筋等物体的阻挡作用，因此会形成沿钢筋布置方向收缩的裂缝。当混凝土初步硬化后，其表面的水分将逐渐蒸发，温度降低到一定程度，混凝土的体积就会逐渐变小，缩水收缩裂缝进而就会出现。
2.2温度原因。当水泥的水化放热、照射以及大气和周围温度影响到混凝土的时候，同时由于混凝土材料具有热胀冷缩的性质，混凝土通常就会出现收缩与膨胀现象，并在此过程中产生一种温度应力。当混凝土的承载强度无法承受温度应力的时候，混凝土就会出现裂缝问题。
因混凝土的表面水分过快的蒸发或者基础与模板的吸水速度太快，混凝土自身的水化热效应等原因，导致混凝土结构产生急剧的收缩、变形，这时混凝土的强度就会变得非常小，很难抵抗变形应力，这也会导致混凝土出现裂缝。这主要发生在混凝土结构凝固过程中。
2.3钢筋锈蚀原因。公路桥梁施工中的钢筋会经常受到腐蚀。因为在施工过程中，公路桥梁的结构会经常曝露在自然状态下，将遭受到自然因素的影响；同时防腐设施比较简陋，桥梁构件自身的密实性与保护性能比较差。如果钢筋出现生锈，其体积就会膨胀，进而导致混凝土产生裂缝。
2.4荷载原因。如果受到动、静荷载以及次应力的作用，混凝土桥梁通常会产生一些裂缝。在施工过程中，没有做好严格的施工质量控制，都会导致混凝土裂缝问题产生。比如桥下船舶不小心与公路桥梁发生碰撞，导致施工过程中混凝土受到外力的作用，就会使混凝土产生裂缝。
3、公路桥梁施工中的混凝土裂缝控制
3.1施工中原料的选用控制。必须严把施工原料质量关是实现混凝土质量控制的基础：（1）必须使原材料符合全部技术性能指标。在对原料进行检验时，如果施工条件发生变化，应该按照变化的施工条件来及时调整检验标准与检验频次；（2）在选择原料的时候，在保证活性的前提下，应该严格控制砂、石含量，尽可能选用级配良好的骨料，采用细度小的水泥。
3.2施工期间预防控制。（1）①严格按照浇筑顺序进行施工，振捣时间应均匀一致，不得出现施工冷缝，同时分排进行施工浇筑，施工缝留在后浇带处。②模板、预埋件等在施工中无损坏或变形现象，必须保护措施得当，同时必须根据振捣棒的铺料间歇时间、有效震动长度来确定浇筑时间。③浇注完毕后，表面要抹平、压实，排除泌水，清除多余灰浆。④必须在定浆后进行二次抹压、二次复振，以防止出现表面与松顶干缩裂缝的产生；（2）应考虑高温，高蒸发引起拌和物塌落度的损失，适当调整混凝士配合比增加用水量，加大水灰比，为避免混凝土下降可添加适量的高效减水剂。这些是混凝土配合比设计应该考虑的问题；（3）在高温下必须采取遮阳洒水措施来降低砂、石料的使用温度，因为砂、碎石等材料在混凝土中所占比例大约为80%；（4）为缓解混凝土急剧收缩可适当掺入缓凝剂。因为普通硅酸盐水泥是桥梁工程常用的水泥，而普通硅配盐水泥水化热高，混凝土蒸发收缩凝固较快，这样就会使混凝土表面产生裂缝；（5）当遭遇酷暑高温的时候，可以在夜间施工，以避免高温烈日。或者为了改善混凝土浇注后温度过高，可在水中加冰块降低混凝土拌合用水的温度，因为当酷暑高温，混凝土拌合用水均在30摄氏度以上。
3.3施工中裂缝补修控制。对于施工过程中已经出现的裂缝，必须采取补修措施，防止裂缝扩大。结合裂缝产生的原因，选择合适的补修措施是非常重要的，具体的补修措施有：（1）嵌缝补修。嵌缝修补是在混凝土的裂缝处进行开槽，将止水材料填充进开好的槽里，这样不但可以保证裂缝外观平整，还可以封堵裂缝；（2）表面补修。表面补修有时可以使用环氧胶泥进行涂抹，通常是在裂缝的表面涂上水泥浆进行修补；也可在裂缝表面粘附一些玻璃纤维布以确保修补的完整性，这是在混凝土的裂缝继续开裂的情况下可以采取的方法；（3）结构加固补修。在公路桥梁施工中，有些裂缝可能会使混凝土的结构性能发生改变。此时必须采取结构加固法来进行混凝土加固。这种方法可以采取增加混凝土结构的截面面积、加固支点、增加混凝土结构的预应力及混凝土补强措施；（4）灌浆补修。当裂缝较深较宽而对桥梁结构有严重影响时，或者桥梁对防渗有一定要求时必须采取灌浆修补。当裂缝比较严重时，可用甲基丙烯酸醋及聚氨醋等作为浆质料；通常情况下，浆质材料一般采用水泥浆或环氧聚合物。这种方法主要是将浆质料用真空压力装置压进裂缝之中，并且随着时间的推移而不断硬化，混凝土与浆质料形成稳定的整体，从而消除混凝土裂缝。
参考文献
[1]马金虎.混凝土技术在公路桥梁施工中的应用分析[J].山西建筑.2012（05）
[2]郭晓平，卢长有.混凝土裂缝的成因及处理[J].黑龙江科技信息，2007（06）
[3]周文.《施工中混凝土裂缝的控制措施》.《水运工程》.2006，（02）：115-119
[4]张冬初，张正，张勇.《建筑施工中如何控制混凝土裂缝》.《科技咨询导报》，2007，（29）：115-1190
[5]刘毅.试论水工混凝土裂缝的防范与处理[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2009（03）
[6]李晶.《试论建筑施工中混凝土裂缝控制方法》.《中国新技术新产品》，2009，（13）：145-1470
混凝土快速修补方法篇7
关键词：混凝土结构加固高速公路
中图分类号：tU37文献标识码：a文章编号：
随着国家标准混凝土结构加固设计规范的制定，加固工程在法律上真正的得到了认可，在越来越多的工程中得到了应用。主要的加固方法有增大截面加固法、置换混凝土加固法、外粘型钢加固法、碳纤维加固法、粘钢加固法等几种加固方法，此外还有植筋技术、锚栓技术、混凝土裂缝修补技术和钢筋阻锈技术等。在此，就各种加固方法在某高速公路桥梁处治工程工程中的应用发表一点浅薄的见解。
一、工程概况及特点
1.1工程概况:
杭新景高速公路全线长172公里，其中主线为某地南至某地，长134公里，为六车道高速公路；某支线段为某地至某工业园区，长20公里，为四车道高速公路；某支线某段为某地至某地交界处，长17.3公里，为四车道高速公路。加固。
二、现状及主要病害
主要病害集中为：
K5+540处涵洞有裂缝，部分管节错台，K61+335-K61+375段挡墙沉降缝错台约6-10cmS31K21+028和K30+599通道桥铰缝渗水，边板腹板露筋。
三、主要工程内容
对具有病害的两座通道桥梁进行结构加固、裂缝修补、混凝土缺陷修补、钢筋锈蚀修补、更换止水带及采用聚合物砂浆加固梁板。
四、主要工程项目的施工方案、施工方法
4.1主要工程的施工方案、方法
以主体施工为主，采用平行施工与流水施工相结合的施工顺序，即要保证施工质量又要保证工期进度计划，具体施工方案、方法如下：
4.2桥梁加固
1、混凝土破损区域的清理
（1）对混凝土出现的蜂窝麻面、松散、孔洞、破碎等缺陷的部位以及钢筋外露区域，可采用人工凿除法、气动工具凿除法或高速射水法将该处松散、破损、污损的混凝土清楚干净，直至露出坚硬密实的基面，同时注意保证该部位无油污、油脂、蜡状物、灰尘及附着物等物质
（2）对于缺陷直径＜150mm且深度＜25mm的小坑洞，表面要凿成波形和锯齿状，且凿至坚实层，判断的标准是以能够看见混凝土粗骨料为宜。
（3）清理混凝土病害部位时注意不要损伤梁体原有钢筋（尤其是主筋）。
（4）对已外露的钢筋刷一遍渗透性阻锈剂，再刷界面剂一道，然后刷结构底胶一道。
（5）用环氧树脂砂浆直接修补。
（6）对于梁板底部局部大坑洞或漏筋修补。
2、钢筋防腐、阻锈处理
（1）、在钢筋锈蚀区域的混凝土表面清理完毕后进行。
（2）、对外露的钢筋涂刷钢筋保护剂，钢筋保护剂的选用应满足设计提出的材料特性要求，涂刷时满足施工规范要求。
（3）、对钢筋锈蚀区域采用多功能阻锈剂（表面涂刷型）处理，可滚刷或喷涂于结构表面，选用材料应满足设计要求，并按施工规范进行施工。
（4）、钢筋保护剂属化学产品，施工过程中应采取必要的防护措施。
3、混凝土破损修补处理
（1）在混凝土破损区域清理完成以及钢筋除锈、阻锈处理工作完毕后进行。
（2）、按照桥梁维修养护相关规定及要求，采取环氧修补砂浆对破损区域进行修补，要求修补后结构表面平整密实。
（3）、所用环氧砂浆应具有较低的膨胀系数、收缩率和放热温度，并且还应具有较高的粘结力、硬度及抗冲击性能，环氧砂浆的配合比根据试验确定。
（4）、修补区域如处于潮湿状态，应采取相应措施使修补位置保持干燥，或选用能在潮湿状态下施工的材料，确保修补质量。
（5）、应根据材料物理化学特性、修补厚度以及气候条件等因素作好养护工作。
4、裂缝处理
裂缝压力灌注的施工工艺如下：
1）、工艺流程
裂缝检查（专用宽度检测尺）裂缝基面清理胶材料拌和注入座安装裂缝封闭严格的灌注顺序及注胶控制注入孔及封缝段的表面处理。
2）、裂缝表面处理
（1）用钢丝刷沿裂缝走向清理5cm范围的表面混凝土，仔细清理混凝土的表面。
（2）用锤子和钢钎凿除两侧疏松的混凝土块和砂粒，露出坚实的混凝土表面。
（3）用略潮湿的抹布清除表面灰尘，并彻底晾干，用丙酮去除表面油污，如缝内潮湿，要等其充分干燥，必要时可用热风机烘干。
3）、粘结注入座和密封裂缝
调制好封口胶，搅拌均匀，用抹刀将少许胶刮在注入座底面的四边，将注入座固定在混凝土上。灌缝用胶必须按所选用产品确定的配合比进行拌合，准确称量各组材料并均匀搅拌。灌缝胶配置好后，尽快将其注入到裂缝中，并在该产品规定的适用期内使用完毕。灌胶顺序，竖缝必须自下而上，平缝可自一端向另一端逐一进行。缝隙全部注满后按材料要求进行养护，待灌缝胶液固化后，拆除灌浆嘴，并对混凝土表面进行修整。封口胶自然固化，在固化过程中禁止其接触水。
4）、注入灌注胶
待封闭胶达到强度后，将注入器安装在注入座上，用适度压力注胶。如注入器膨胀后很快收缩，说明缝内空间大，还需补灌，橡胶管膨胀充满限制时停止注入。
6、钢丝绳网片+聚合物砂浆加固梁板
1）施工准备
采购钢丝绳网片以及聚合物砂浆，熟悉图纸，进行脚手架搭设等各种准备工作。
2）表面处理
对梁板底面进行凿毛、清理、修补，除去表层浮浆、油污等杂质，直至完全露出砼结构新面，用高压水枪清洗被加固构件的表面，清除酥松混凝土。若原构件钢筋经检测，认为已处于有锈蚀可能的状态，但混凝土保护层尚未开裂时，宜采用喷涂型阻锈剂进行处理，聚合物砂浆修补后，再进行下一道工序。
表面处理之后，抹聚合物施工前应用高压水冲洗并保持潮湿状态，以减少聚合物砂浆在固化过程的水分流失，有利于聚合物砂浆的充分固化，使之达到设计强度值。湿润用水的水质达到普通混凝土或砂浆的用水要求。
3）打固定孔
固定钢丝绳网片的固定销栓的直径为6.5mm,打固定孔时用直径6mm金刚钻头，打孔深为4cm，按图纸要求固定孔呈梅花型布置（也可在钢丝绳网绷紧后打孔）。
4）钢丝绳网片固定
纵筋在上，横筋在下。对钢丝绳网片进行剪裁，在钢丝绳网片的端头套上专用紧固环，并使紧固环扎紧纲丝绳线头；将钢丝绳网片的一端先用固定销栓固定或锚固，在另一端用紧线器夹紧钢丝绳网片，对钢丝绳网片进行张拉，使钢丝绳网片处于绷紧待加固状态；用t型销栓在网的纵横交叉处打孔固定或用锚固件锚固，呈梅花型布置。
5）喷涂粘结剂
在加固构件表面均匀涂刷一层1-2mm左右厚加强粘结的粘结剂，使原结构和钢绞线网结合良好，共同受力。
6）喷涂聚合物砂浆
根据设计要求及渗透性聚合物砂浆相关配比使用说明进行材料配制，搅拌均匀无结块，配好的浆料应保证在半小时内用完。
7）表面养护
聚合物砂浆喷抹好后，进行喷水养护，保证表面湿润，条件允许可以采用覆盖养护，养护时间不得少于7天。
参考文献
[1]混凝土结构加固设计规范，中国建筑工业出版社，2006，6,19
[2]JtGD30-2004公路路基设计规范[S]
[3]GB50024-2004城市道路设计规范[S]
[4]JtJ024-2002.公路桥涵地基与基础设计规范[S]
[5]JtGD30-2004.公路路基设计规范[S]
[6]DB50/5018-2001.建筑边坡支护技术规范[S]
混凝土快速修补方法篇8
关键系：高铁；无砟轨道；结构病害；维修技术
中图分类号：U412文献标识码：a
高速铁路作为铁路现代化的重要标志，具有安全迅速、能耗低、轻污染和经济效益高等综合优势。参考国内外的运营情况可知，高铁轨道主要分为以碎石道床、轨枕为基础的有砟轨道和以混凝土或沥青混合料为基础的无砟轨道。无砟轨道由于具备良好的稳定性、较强的结构耐久性和维修工作量少等特点，近年来在高速铁路界获得了越来越广泛的应用。
板式无砟轨道结构已经成为现代高铁建设的主流模式。它舍弃了传统的轨枕和道床，采用预制钢筋混凝土板直接支承钢轨，并在轨道板与混凝土基础版之间填充Ca砂浆垫层。但在长期复杂运营环境、使用状态及载荷差异条件下，轨道结构会出现不同程度的损伤和老化，给相关线路的运营带来了严重的影响。
一、无砟轨道的结构及特点
（一）线路平顺性高
有砟轨道采用均一性较差的天然道砟材料，在列车荷载作用下其道床肩宽、砟肩堆高、道床边坡、轨枕间距及轨枕在道床中的支撑状态相对易于变化，并导致轨道几何形变。无砟轨道的下部结构均为现场工业化浇筑或厂预制件，可以保证其性能有较好的均一性，从而提高轨道的平顺性。
（二）轨道稳定性好
无砟轨道结构中，作为无缝线路稳定性计算参数的轨道纵、横向阻力不再依赖于有砟道床，其整体式轨下基础可为无缝线路提供更高和更稳定的轨道纵、横向阻力，具有更高的稳定性和更长的使用寿命。
（三）线路养护维修工作量显著减少
无砟轨道采用整体式轨下基础，与采用散粒体结构的有砟道床相比，在列车荷载作用下不会产生道砟颗粒磨耗、粉化、相对错位所引起的道床结构变形；在列车荷载反复作用下不会产生变形积累，使轨道几何尺寸的变化基本控制在轨下胶垫、扣件及钢轨的松动和磨损等因素之内，从而大大降低轨道几何状态变化的速率，减少养护维修工作量。
（四）耐久性好，服务期长
无砟轨道结构为整体混凝土结构，设计使用寿命为60年，由于该结构使得线路平顺性高，稳定性好，病害少，维修量少，使得其耐久性好，服务期长。
（五）自重轻，结构高度低
由于无砟轨道道床板的厚度比有砟轨道道床厚度要小，所以无砟轨道自重轻，结构高度比有砟轨道低，降低跨线处结构设计高程，对于桥上无砟轨道结构可减轻桥梁二期恒载约40%，对于隧道内无砟轨道结构可以降低隧道净空。
（六）初期投资相对较大
与有砟轨道相比，尽管无砟轨道的结构高度低、自重轻的特点，降低桥隧工程费用，但无砟轨道结构本身的工程费用高于有砟轨道，特别是在对振动和噪声等环境要求较高的地段，用于减振降噪措施的费用比有砟轨道要高，总的来说，无砟轨道建设初期投资大于有砟轨道。
（七）基础变形下沉，修复困难
无砟轨道的永久变形只能通过扣件进行调整以恢复其正常的轨道几何形状。由于扣件的调整量非常有限，因此对于无砟轨道的变形，特别是由于线下工程的沉降所引起的轨道永久变形必须做出严格限制，无砟轨道结构属于整体结构，局部损坏对轨道整体影响较大，一旦出现病害修复困难。
二、板式无砟轨道结构组成和损伤位置
我国目前采用的板式无砟轨道分别是从日本新干线板式轨道引进的CRtSⅠ型板式无砟轨道和从德国博格板式轨道引进的CRtSⅡ型板式无砟轨道。两者均由混凝土底座、水泥乳化沥青砂浆垫层、预制混凝土轨道板、板间连接构件、钢轨和扣件等部分组成。如图1为CRtSⅠ型板式无砟轨道结构图。其中，砂浆层和混凝土底座板是常见损伤的发育部位。
位于轨道板与底座板之间的砂浆层，是轨道结构的重要组成部分，不仅起到连接作用，同时能够缓冲高速列车的荷载。薄弱的砂浆层易老化，受自然环境的影响非常大，同时列车的高速运行对砂浆层产生不断冲击，在长期运营过程中会出现与轨道板结构离缝、砂浆层断裂剥损等损伤形式。混凝土底座板是承载温度、列车荷载的关键位置，在施工和运行过程中不可避免的产生开裂。此外，施工中配筋异常、多孔洞或新老混凝土粘结不良等原因都会导致混凝土的破裂等病害。为了保障高铁的正常运营，必须对这些病害进行分析和及时维修。
三、板式无砟轨道病害类型及原因分析
（一）砂浆垫层与轨道板结构离缝。砂浆层与轨道板结构离缝是高铁板式无砟轨道的常见伤损之一，这类离缝深度不等，一般在1mm以下，最长可达十几米。此离缝缺陷的原因比较复杂，轨道板温度梯度引起的板端翘曲、轴向温度荷载导致轨道板伸缩、砂浆层灌注不饱满、列车动力荷载及基础不均匀沉降等都会造成这类离缝伤损。产生离缝之后，砂浆垫层与轨道板之间的粘结会逐渐失效，无砟道床的整体性被严重削弱，严重影响轨道的静态几何形位和动态稳定性。
（二）砂浆层结构缺损。相关研究人员在对遂渝线无砟轨道试验段的调研中发现水泥砂浆层的破损。砂浆层病害主要包括砂浆层的断裂和剥落，一般在轨道板板间接缝部位和轨道板精调爪附近较为突出，并且会日趋严重。
砂浆层缺损病害是由砂浆的稳定性和强度直接决定的，与砂浆的配合比、生产工艺、施工工艺、运营条件和温度变化等因素密切相关，同时是在列车荷载作用下产生的离缝和竖向裂缝等伤损下诱发产生的。施工中补灌砂浆与原砂浆层无法有效粘结的情况下，极易出现砂浆层缺损掉块，严重影响到砂浆层的性能和轨道结构的耐久性。
（三）道床板混凝土伤损。主要包括底座及路基混凝土裂缝和轨道板混凝土掉块等。在高铁客运专线中出现的混凝土裂缝，主要是由于变形作用导致形成。变形受到约束后引起的压力超过混凝土的抗压强度从而导致裂缝出现。材料不均匀、施工温度、收缩变形、钢筋异常、地基不均匀沉降、混凝土骨料沉落等，都会引起混凝土裂缝。
混凝土道床板出现裂缝以后，板中钢筋容易锈蚀，并对混凝土不断挤胀，使裂缝不断扩张，导致混凝土的掉块伤损。在长期服役的环境下，混凝土会与大气中的二氧化碳作用发生反应，碳化后混凝土的脆性增大，加速了混凝土的掉块剥离，大大降低了无砟轨道混凝土道床的耐久性以及承载能力。
长枕埋入式无碴轨道是为适应我国铁路高速行车、发展高速铁路的需要而研究开发的一种新型轨道结构，具有强度大、稳定性强与维修量少等特点。它主要由钢轨及其扣件、穿孔混凝土枕、混凝土道床和混凝土底座组成。长枕埋入式无碴轨道的应用，在我国才刚刚起步，施工技术也正在开发与探索之中。我们在国内整体道床施工方法的基础上，对桥上长枕埋入式无碴轨道的施工技术开展了深入研究。经过在秦沈客运专线沙河特大桥上的施工实践，不断地总结和完善，形成了本工法。本工法在秦沈客运专线沙河特大桥上的成功应用，填补了我国桥上长枕埋入式无碴轨道施工的空白，得到了铁道部领导及有关专家的高度肯定与赞赏，兄弟单位都派员前来学习与参观。本施工工法具有效率高、成本低、工期短等突出优点，具有很大的开发与应用前景。
四、轨枕埋入式无砟轨道
（一）工法特点
1.机具设备简单、施工方便、作业安全可靠。施工主要机具设备为上承式轨排支撑架与轨枕运输吊装车，它们制作、改造简单，施工中易于操作。
2.轨道几何尺寸检测方法简单，施工精度高。仅需普通测量器具及常用的轨道检测设备，即可控制轨道几何尺寸精度，操作非常简单。轨排精调就位后不易变形移位。
3.施工连续性强。各道工序间隔距离合理，平行流水作业，道床板混凝土连续灌注，施工进度快。
4.施工效率高、成本低、工期快，经济效益与社会效益显著。
（二）适用范围
本工法主要适用于铁路隧道、桥梁、大型车站等地段的长枕埋入式无碴轨道施工，也可适用于基础稳定的土质路基和石质路堑地段的长枕埋入式无碴轨道施工。对铁路整体式道床、城市地铁、城市轻轨等结构类型相同的轨道工程施工也有一定的参考价值。
本工法主要是在秦沈客运专线沙河特大桥上中等规模的施工条件下研究开发的，在不同施工条件下采用该工法，需要对混凝土灌注方案作山合理设计，为适应规模化施工生产，轨排支撑架宜由专业厂家定向生产，并增加行走、稳定系统，以及液压动力调节系统，提高现场机械化施工水平。
（三）工艺原理
主要工艺原理是在混凝土底座上，采用现场组装轨排法施工混凝土道床板，然后换铺无缝线路，各工序按合理间距，采用平行流水作业，直至工程完工。本工法关键是采用上承式轨排支撑架承托与调整轨排。混凝土道床板施工时，在混凝土底座上现场组装25m的轨排，用千斤顶将轨排大致就位后，采用轨排支撑架按合理间距承托轨排，并依照预先测设好的基准点，用检测工具进行控制，调整支撑架上的水平调节螺栓与竖向调节螺栓，对轨排的标高、中线、方向、水平及前后高低进行粗调、精调，及至达到设计标准，分段连续灌注道床板混凝土。
五、无砟轨道损伤的修复
轨道结构一旦发生破坏，对列车运行带来了极大威胁，严重时会引起列车脱轨等重大安全事故。为此，必须及时采取修复措施，以免损伤进一步扩大，影响到列车的正常运营。
（一）无砟轨道损伤的修复原则。我国高铁专线跨区域大、线路长、昼间行车密度大，且天窗时间短，日常养护维修普遍放在夜间。目前国内一般养护维修天窗时间为4h内。病害整治作业必须快捷，且修补材料应该尽快形成强度。
轨道修复不是一劳永逸的，在复杂的运营条件和使用状态下往往会出现二次伤损。要求采用“可维修”的维修材料，对维修后出现的二次伤损能够进行返修，或从结构病害处彻底剔除，新旧维修材料必须粘结良好。
（二）无砟轨道损伤的修复方法。针对不同病害损伤，应根据不同诱发原因采取不同的针对性措施，从根本上避免修复后再次出现损伤的可能。具体维修修补工艺应按相关技术规程要求实施。
对于砂浆层与轨道板结构离缝，最普遍有效的方法是注浆修补法。由温度荷载引起的砂浆层与轨道板离缝，应对轨道板进行应力放散和重新锁定，然后采用低黏度的树脂材料对离缝进行注浆修补。对于基础不均匀沉降引起的离缝伤损，首先要解决基础的沉降问题然后再进行离缝修补。
对于砂浆层缺损掉块伤损，应根据砂浆层缺损面积的大小，采用直接修补或者立模修补的方法来进行处理。目前比较成熟的方案是首先清除破损的砂浆层，然后加塞混凝土块或者树脂支承块，再灌注环氧树脂砂浆修补材料。
对于混凝土的伤损，应及时对其伤损面进行植筋，涂刷底漆之后根据原混凝土的形状制模并填入树脂。维修部位在强度上应达到原混凝土要求，新植入的材料应具备良好的耐腐蚀性能，且与原混凝土粘结良好。
结语
高铁无砟轨道病害主要涉及砂浆垫层与轨道板结构离缝、砂浆层缺损和混凝土伤损等，必须经过全面整治后才能恢复正常使用；高铁无砟轨道病害的修复要坚持快速维修和可二次维修的原则，在修复过程中应根据不同原因采取不同的针对性措施，具体修补工艺应按照相关的技术规范要求实施；高铁无砟轨道目前的维修材料主要包括快干水泥砂浆、水泥乳化沥青材料等无机材料和环氧树脂和有机硅材料等有机材料。这些材料存在着一些固有的缺陷，开发一种新型无机快速修复材料迫在眉睫。
参考文献
[1]张志宏.无砟轨道道床板混凝土裂缝成因及处理[J].江西建材，2012，（1）.
混凝土快速修补方法篇9
关键词：水利工程裂缝成因修补
中图分类号：tU7文献标识码：a文章编号：1672-3791（2012）11（b）-0050-01
1混凝土简介
在水利工程中，混凝土施工非常普遍，混凝土结构常用作挡水、发电、输水和排沙等。混凝土是一种以砂石为骨料，加以水泥、水和其他材料混合而成的复合型脆性材料。目前水利工程中应用混凝土形式为混凝土重力坝、混凝土碾压混合坝和混凝土面板堆石坝等，混凝土结构已经成为现代水利工程中重要的建筑材料。混凝土结构施工过程中，由于技术、环境和材质等问题使得很多混凝土结构中出现裂缝，这不仅仅影响水利工程的美观，还会严重影响水利工程的结构强度、稳定性和安全性，因此在施工过程中必须要做好预防和处理裂缝措施，确保混凝土结构的施工质量。
2混凝土结构产生裂缝的形式和原因
2.1表面干缩裂缝
混凝土的表面干缩裂缝通常出现混凝土的养护结束之后或者混凝土浇筑施工7天左右。混凝土结构会随着的水泥浆中的水分的蒸发出现收缩，这种收缩是单方向的，不可逆转。干缩裂缝产生的根源是混凝土结构的水分蒸发程度的差异造成的，混凝土在收缩过程中，表面的水分蒸发快，变形的速率也很快，而混凝土内部的水分蒸发较慢，变形速率很小，这时候混凝土表面的收缩变形因为受到内部结构约束，形成了较大的拉应力，从而使得混凝土表面出现干缩裂缝。干缩裂缝表现形式为混凝土表面出现网状或者线状的细裂缝，宽度一般在0.05～0.2mm之间，这种裂缝在大体积的混凝土结构中经常出现。我们知道干缩裂缝会严重影响混凝土结构的抗渗性，进而引起钢筋等骨架腐蚀和损坏，降低水利工程的耐久性，尤其是在水压力的作用下很容易出现水力劈裂，降低水利工程的承载力。通过分析干缩裂缝的成因发现，它的形成是和混凝土的水泥成分、水灰比、水泥的用量以及骨料和外加剂有关。为了避免混凝土结构出现干缩裂缝，可以使用干缩性较小的水泥，在不影响水利工程质量的前提下，适当地降低水泥的用量，同时也要控制好混凝土的水灰比大小，可以添加减水剂。还需要做好混凝土的早期养护工作，养护期间要做好混凝土的保温盒保湿工作。
2.2塑性收缩裂缝
混凝土的塑性收缩裂缝是指混凝土结构在终凝之前，表面的水分散失或者蒸发过快而产生的收缩裂缝，这种裂缝一般出现在气候干热或者大风天气，其表现形式为中间宽两端细长，裂缝之间互不连贯，裂缝的长度可以达到1～2m，宽度达到1～5mm。产生的主要原因为混凝土结构在终凝前的强度很低或者几乎没有强度，尤其是在干热和大风天气，混凝土表面水分的散失速率更快，在结构内部的毛细管中产生较大的负压，使得混凝土急剧收缩，在这个阶段混凝土结构的强度无法抗拒本身收缩，进而形成裂缝。混凝土结构出现塑性收缩裂缝的原因与混凝土的水灰比、凝结时间、外部环境和湿度等有关。
为了避免出现塑性收缩裂缝，可以使用早期强度比较高和干缩性较小的硅酸盐水泥，对于混凝土的水灰比和水泥品质要充分做好试验，浇筑过程中的振捣要密实，在干热或者大风的天气要做好养护工作，确保混凝土的温度和湿度满足工程的需求。
2.3温度裂缝
温度裂缝一把出现在大体积的混凝土结构的中间位置。在混凝土浇筑之后，混凝土凝结过程中，我们知道水泥的水化作用会产生大量的水化热，这种水化热在大体积混凝土结构中很难散发，进而使得混凝土结构内部的温度急剧上升，而在混凝土结构表面散热较快，这样结构内外产生温差，再加上混凝土结构内外热缩型差异，在混凝土的表面会出现拉应力。当拉应力超过混凝土表面的抗拉强度，在混凝土结构的表面就会产生裂缝，这种裂缝多形成于混凝土施工的后期，也只会在混凝土的表面形成。
温度裂缝在混凝土结构的表面分布没有规律，在大体积混凝土结构中时纵横交错，在梁板类的混凝土结构中裂缝一般平行于短边。外界温度变化的程度也会影响温度裂缝的宽度，通常在夏季较窄，冬季较宽。温度裂缝的出现必将引起混凝土的碳化以及钢筋的腐蚀，进而影响水利工程的质量。通常采用的预防措施有：使用低热或者中热的水泥；合理减少水泥的用量；降低混凝土的水灰比；改善极端天气的浇筑温度，添加减水缓凝剂；预留温度收缩缝等。
2.4沉陷裂缝
混凝土结构的沉陷裂缝的产生多是由于混凝土结构的地基土质不均匀和松软、回填土夯实度不够等因素使得地基出现不均匀沉降而产生裂缝，还可能由于混凝土浇筑过程中模板的刚度不足和模板的支撑出现异常等情况造成沉陷，尤其是在冬季施工过程中，模板底部支撑在冻土上，在冻土解冻之后致使混凝土结构出现裂缝，这种裂缝和模板支撑变动的情况有关，通常与地面垂直，沉陷的情况和裂缝的宽度成正比，手外界温度变化的影响作用较小，在地基或者支撑模板稳定之后，沉陷裂缝也就停止变化。
根据沉陷裂缝产生的原因，可以采取以下措施来避免：对松软地基或者回填地基在混凝土浇筑前做好加固和夯实施工；确保支撑模板具备足够的刚度和强度，不会出现位移或者沉陷；模板的拆除时间要合理并且要注意拆卸的先后次序；在冻土上施工要做好防沉陷的防护措施。
3混凝土裂缝的常用修补方法
在水利工程中，混凝土裂缝在有水流入之后，由于混凝土析出物使得有些裂缝能够自愈，对于不能够自愈的裂缝必须要采取一定的方法进行修补。下面介绍一些修补方法。表面修补法：在混凝土的裂缝表面涂刷涂料，只要适用于裂缝的宽度在0.3mm以下，且该裂缝对混凝土的承载力和结构没有影响。灌浆法：该方法适用于裂缝对混凝土结构有影响和需要进行防渗处理。利用高压设备将填缝胶材料灌入到裂缝中，在灌浆材料硬化之后和混凝土形成一个整体。结构加固法：对产生裂缝的混凝土结构表面添加构件，这种修补方法适合裂缝影响混凝土构件的性能。常用的方法有：构件外部加设钢筋、增加支点等。
4结语
水利工程的混凝土施工过程中产生裂缝的原因有很多，在具体的施工中，需要采取多种预防措施尽量避免产生裂缝。对于已经产生的裂缝需要进行科学分析，采取合理的修补措施，确保混凝土结构的性能。
参考文献
[1]杨晓波.浅谈水利工程混凝土裂缝原因与对策[J].工程技术，2012（5）.
混凝土快速修补方法篇10
【关键词】刚性路面的种类；发展
0.前言
公路作为日常生活中必不可少的一部分，为我们大家带来了大量的便利。公路的路基及路面更是不可缺少的部分之一。在我国古代就开始使用大型的条状石块来铺设路面，欧洲在公元前3000年左右，在分明车轮之后也发明了用石料修筑的硬质路面。随着时间的流逝，路面也得到了显著的发展，从以前的简单铺设，到现在的种类繁多。其中以水泥混凝土路（刚性路面）和沥青混凝土路面发展尤为迅速，已经成为了世界范围内最广泛使用的道路铺面之一。由于水泥混凝土路面板具有较强的力学强度，与其他类型路面相比，车轮荷载作用下表现出较大的刚度，因此也称之为刚性路面。(下文中刚性路面均为水泥混凝土路面)
1.刚性路面的构造和分类
水泥混凝土路面由混凝土面层、基层、垫层、路肩结构和排水设施等组成。
由于混凝土面层材料的不同，水泥混凝土路面分为以下几种：
1.1普通混凝土
普通混凝土又称有接缝素混凝土，是指仅接缝处和一些局部范围（如角隅、边缘或孔口周围）内配置钢筋的水泥混凝土面层。这是目前应用最为广泛的一种面层类型。
1.2钢筋混凝土
这是一种为防止混凝土面层板产生的裂缝缝隙张开而在板内配置纵向和横向钢筋的混土面层。钢筋混凝土路面由于板的长度大，接缝缝隙宽，因而在横缝内应设置传力杆以提供相板的传荷能力。这类面层除遇特殊情况外，已很少采用。
1.3连续配筋混凝土
除了在邻近构造物处或与其他路面交接处设置胀缝，以及视施工需要设置施工缝外，路段长度内不设横缝，并配置纵向连续钢筋和横向钢筋。连续配筋混凝土面层的厚度为通混凝土面层厚度的0.8~0.9倍。这类面层由于钢筋用量大，造价高，一般仅用于高速公路或交通繁重的道路，或者用于加铺已损坏的旧混凝土路面。
1.4碾压混凝土
这是一种采用不同方法施工的普通混凝土。它不是在混合料内部振捣密实成型，而用类似于水泥稳定粒料基层的施工方法铺筑，通过路碾压实成型。这类面层具有不需专用的的混凝土铺面机械施工，完工后可以较早地开放交通（如7d或14d），以及可以采用灰掺代水泥而降低造价等优点。碾压混凝土面层目前尚主要用于行车速度不太高的、停车场或停机坪的面层。
1.5纤维混凝土
在混凝土中掺拌钢纤维，可以提高混凝土的韧度和强度，减少其收缩量。钢纤维可以采用不同方式制造，如钢丝截断法、薄钢板剪切法、熔抽法和钢坯铣削法，由此得到不同形状和横截面的纤维。由于钢纤维混凝土的造价高，因而这类面层主要用于设计标高受到限制的旧混凝土路面上的加铺层，或者用作复合式混凝土面层的上面层。
2.刚性路面的技术特性
2.1高抗折强度
典型的混凝土路面板破坏就是受弯疲劳破坏，因此，保证高抗弯拉强度是保证混凝土路面的使用寿命的关键。
2.2高耐久性
路面混凝土的耐久性通常指在各种物理力学作用、环境作用和化学介质侵蚀下的工作耐久性，主要包括耐磨性及其保持率、抗冻性和抗渗性。
2.3搞疲劳极限
随着公路交通荷载的不断增多和单位荷载的加大，需要路面混凝土在更大的疲劳应力作用下具有更高的疲劳极限。
2.4小变形性
较小温度变形系数和较低的干缩温度变形量，能保证面板具有较小的温、湿变形量。
2.5优良工作性
浇筑施工路面混凝土需要较大的流动性、优良的混合物均质性和稳定性。
2.6经济性
路面混凝土是大量使用的土木工程材料，在满足设计强度、工作性和耐久性的基础上，配合比设计中应尽量降低高价材料的用量。
3.调查近年来对刚性路面研究的成果
由交通部公路规划设计院承担，3个单位参加编写的国家科委《我国水泥混凝土路面发展对策及修筑技术研究》科技工作引导性项目（即no.025项目），经各单位近4年的共同努力，取得的主要研究成果有：
3.1发展对策方面
提出了水泥资源丰富地区，加速发展；沿海东部地区，大力发展；修筑较少或尚未修筑的地区，适当发展的对策。
3.2结构设计方面
提出了考虑高低应力比的双对数混凝土疲劳方程；路面结构可靠度设计和挠度指标；复合结构的设计方法等。
3.3表面功能与修筑技术方面
提出了抗滑、耐磨、平整度的技术标准、检测方法和提高表面功能的各种技术措施；研究总结出一套实用的常用机具修筑技术及施工须知；研制出低真空大抽速真空脱水机组和磨耗试验机；提出了轨道式摊铺机与滑模摊铺机修筑技术及施工须知。
3.4材料方面
提出了以抗折强度（弯拉强度）为指标的普通混凝土配合比设计的正交试验法和经验公式法，抗折与抗压强度关系；0.5h、1h、4h快速测定混凝土强度及超声、回弹、射钉、拔钉等现场检测技术；接缝材料技术指标，试验方法，施工工艺与试验设备和施工机具。
3.5碾压混凝土路面方面
提出了以抗折强度（弯拉强度）为指标的配合比设计方法和最佳的材料组成；解决了室内外试件成型的关键技术；提出了全厚式和复合式路面结构形式及相应的施工工艺和施工须知。
3.6钢纤维混凝土方面
提出了疲劳损坏；以抗折强度（弯拉强度）为指标的配合比的设计方法；最佳纤维含量、路面厚度、缩缝间距和施工工艺。
3.7养护维修方面
提出了养护管理系统，强度评定指标与方法；加厚层设计方法及施工工艺；快速修补技术、修补材料和修补工艺等，并颁布了《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JtJ073.1-201）。
上述研究成果，既有水泥混凝土路面的结构设计、材料组成设计和施工工艺，又有检测试验标准、方法和开发研制的仪具，以及路面的监测、评价和维修、养护措施等，其中多项研究成果达到国际先进水平，填补了国内空白，从而形成了普通混凝土、碾压混凝土和钢纤维混凝土路面的设计、施工、维修养护以及路面养护管理系统等多项成套的实用技术，已被交通部列为科技重点推广项目，在全国进行了示范和推广。与此同时，大部分研究成果已纳入修订的交通部行业标准《公路水泥混凝土路面设计规范》和国家标准《水泥混凝土路面施工及验收规范》中。
4.结语
刚性路面从发明至今经历了各种风和雨的洗礼，(下转第65页）(上接第46页）在风和雨的浇注下成长进步。尤其是近些年来我国大力开发水泥混凝土路面，使得其发展更为迅速。统观以上的优缺点，水泥混凝土的优势渐渐地显露出来，但其缺点也是不容忽视的。所以需要更多的学者去研究总结完善水泥混凝土路面。我相信在不久的将来水泥混凝土将会更加广泛的应用于我们的日常生活中。 [科]
【参考文献】
［1］资建民,欧建岸.路基路面工程[m].华南理工大学出版社,2002.06.30.