橋梁檢測(cè)評(píng)定與加固技術(shù)（第2版） 課件 第7章 橋梁缺陷與裂縫修復(fù)技術(shù)

第七章橋梁缺陷與裂縫修復(fù)技術(shù)南京林業(yè)大學(xué)江蘇·南京包括蜂窩、麻面、空洞、露筋、風(fēng)化剝落、裂縫、磨損缺失、銹蝕橋梁缺陷修復(fù)技術(shù)橋梁典型缺陷（a）蜂窩麻面（b）露筋（c）混凝土剝落（d）缺損缺陷修補(bǔ)前，應(yīng)先將已損壞的混凝土去除，露出完好的混凝土，達(dá)到鋼筋除銹所需要的范圍。清除方法有人工鑿除法、氣動(dòng)鑿除法和高速射水法高速射水法與人工鑿除法、氣動(dòng)鑿除法相比，無振動(dòng)、嗓聲和灰塵，在清除工作完成后，混凝土表面干凈、濕潤(rùn)。高速射水法可以使混凝土或砂漿獲得良好的黏結(jié)效果進(jìn)行缺陷修補(bǔ)時(shí)，一般可采用4種方法，即混凝土修補(bǔ)法、水泥砂漿修補(bǔ)法、聚合物水泥砂漿修補(bǔ)法和環(huán)氧樹脂類粘結(jié)材料修補(bǔ)法混凝土缺陷修復(fù)混凝土修補(bǔ)法混凝土修補(bǔ)法，宜采用比原混凝土強(qiáng)度高一等級(jí)的細(xì)石混凝土，修補(bǔ)用的混凝土的技術(shù)指標(biāo)不能低于原混凝土，水泥強(qiáng)度不能低于原混凝土，水灰比要選用較小值，也可加入適量的減水劑來提高修補(bǔ)混凝土的和易性若修補(bǔ)的部位較深，可以摻入適量的礫料，用來增強(qiáng)砂漿的強(qiáng)度，減少砂漿的干縮修補(bǔ)方法可采用現(xiàn)澆、壓漿、涂抹等。在新舊混凝土接縫的表面各寬度范圍內(nèi)，刷除掉所有軟弱的浮漿、塵土，并涂抹封閉兩層水泥漿液，第二層的涂抹方向與第一層的方向垂直混凝土修補(bǔ)法混凝土修補(bǔ)法的修補(bǔ)方法可采用現(xiàn)澆、壓漿、涂抹等面積較大的修補(bǔ)工作，在澆筑前要立上模板，保證修補(bǔ)的外觀質(zhì)量（a）混凝土修補(bǔ)露筋（b）混凝土修補(bǔ)蜂窩、麻面混凝土修補(bǔ)水泥砂漿修補(bǔ)法水泥砂漿修補(bǔ)法包括人工涂抹法和噴漿修補(bǔ)法。人工涂抹法主要用于小面積的缺陷，特別是損壞較淺缺陷的修補(bǔ)。對(duì)需修補(bǔ)的部位鑿毛處埋并濕潤(rùn)，涂抹水泥漿液，涂抹砂漿壓實(shí)后養(yǎng)護(hù)人工涂抹法噴漿修補(bǔ)法主要用于混凝土表面的大面積缺損修補(bǔ)或者重要混凝土結(jié)構(gòu)物的修補(bǔ)優(yōu)點(diǎn)：可以獲得較高的密實(shí)度和強(qiáng)度，噴射的砂漿與受噴面之間形成較高的強(qiáng)度和耐久性，施工工藝簡(jiǎn)單，效率高缺點(diǎn)：材料消耗大，在噴漿層較薄或不均勻時(shí)，干縮率較大，容易產(chǎn)生裂縫水泥砂漿修補(bǔ)法噴漿修補(bǔ)工藝流程水泥、干砂上料臺(tái)空氣壓縮機(jī)高壓水泵噴漿機(jī)集氣罐水箱噴槍噴射層聚合物水泥砂漿修補(bǔ)法聚合物水泥砂漿是由水泥、集料和可以分散在水中的有機(jī)聚合物攪拌而成的。聚合物水泥砂漿具有較高粘結(jié)力，同時(shí)具有極為優(yōu)良的抗?jié)B性、抗裂性和抗沖擊性（a）聚合物砂漿（b）工程應(yīng)用聚合物水泥砂漿修補(bǔ)環(huán)氧樹脂類粘結(jié)材料修補(bǔ)環(huán)氧樹脂類粘結(jié)材料包括環(huán)氧膠液、環(huán)氧砂漿和環(huán)氧混凝土等，?？捎糜跇蛄喝毕莸男扪a(bǔ)環(huán)氧樹脂類粘結(jié)材料具有較高的強(qiáng)度、抗?jié)B能力，可與混凝土材料牢固地粘結(jié)，使混凝土結(jié)構(gòu)物形成整體，同時(shí)具有養(yǎng)護(hù)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)環(huán)氧砂漿修補(bǔ)效果鋼筋銹蝕會(huì)引起很大的體積膨脹，使混凝土產(chǎn)生剝離和開裂，嚴(yán)重影響其受力性能，降低材料耐久性，削弱鋼筋的受力面積。對(duì)受力危害更大、沿鋼筋縱向的裂縫，極大地削弱了混凝土與鋼筋共同作用的能力鋼筋缺陷修復(fù)橋梁鋼筋銹蝕示例鋼筋銹蝕的危害鋼筋銹蝕的常見狀態(tài)有：鈍化狀態(tài)：在強(qiáng)堿性環(huán)境中，鋼筋表面被氧化，形成一層很薄的水化氧化膜，使鋼筋處于鈍化狀態(tài)，鋼筋不會(huì)發(fā)生銹蝕點(diǎn)銹蝕：由于氯離子存在或者侵入而引起的典型的局部銹蝕狀態(tài)，氧化膜由于氯離子的侵入而遭受破壞全面銹蝕：由于混凝土內(nèi)有大量氯鹽或混凝土碳化，鋼筋普遍失去鈍化鋼筋銹蝕的幾種狀態(tài)鋼筋銹蝕的維修除銹：將松脫、剝離等已經(jīng)損壞的部分混凝土鑿除，露出鋼筋；用鋼絲刷或噴砂槍對(duì)鋼筋進(jìn)行除銹處理，除銹后清除鋼筋及混凝土表面的鐵銹與灰塵修補(bǔ)：用新混凝土或者砂漿進(jìn)行填補(bǔ)，可用普通混凝土立模澆筑法、干（濕）式噴漿法，也可用環(huán)氧混凝土、環(huán)氧砂漿或其他防腐蝕材料來修補(bǔ)對(duì)新噴涂澆筑的混凝土要進(jìn)行表面處理，防止混凝土的表面再次碳化圬工表層缺陷主要有抹灰層、砌縫脫落，砌體表面麻面、起皮、起鼓、粉化、剝落以及材料變質(zhì)、風(fēng)化和裂縫等，可根據(jù)實(shí)際需要及適用、美觀和耐久性的要求對(duì)圬工結(jié)構(gòu)表層缺陷進(jìn)行修補(bǔ)圬工缺陷修復(fù)（a）砌縫脫落（b）砌體裂縫常見圬工缺陷圬工缺陷示例修補(bǔ)方法：勾縫修補(bǔ)：將松散、破壞的砌縫鑿去，徹底沖洗干凈，用水泥砂漿重新勾縫砌體表面修補(bǔ)：可抹噴一層M10砂漿進(jìn)行修補(bǔ)。抹噴方法有手工抹漿法和壓力噴漿法鑲面石修補(bǔ)：當(dāng)鑲面石僅松動(dòng)而未破碎時(shí)，用M10砂漿進(jìn)行修補(bǔ)；當(dāng)鑲面石破損時(shí)，更換破損的鑲面石或用預(yù)制混凝土塊代替圬工缺陷修補(bǔ)方法鋼桿件和鋼板的銹蝕是鋼橋表層最普遍的病害，在銹蝕之前，首先發(fā)生油漆剝落，所以要重視鋼橋的鋼桿件和鋼板表面除銹及油漆工作鋼橋油漆剝落鋼構(gòu)件缺陷修復(fù)鋼結(jié)構(gòu)缺陷修補(bǔ)方法鋼橋的除銹方法有化學(xué)法和物理法化學(xué)方法是在無機(jī)酸中加入面粉、樹膠、煤焦油等緩蝕劑，然后將銹蝕清洗干凈物理方法是用噴砂除銹，并進(jìn)行激光除銹處理（a）噴砂除銹（b）激光除銹鋼結(jié)構(gòu)缺陷修補(bǔ)方法鋼結(jié)構(gòu)缺陷修補(bǔ)橋梁裂縫修復(fù)技術(shù)（a）彎曲裂縫裂縫產(chǎn)生的原因包括荷載和變位、成橋內(nèi)力、溫度變化、材料時(shí)效（混凝土收縮、徐變）、化學(xué)作用（鋼筋銹蝕、預(yù)應(yīng)力筋錨頭銹蝕、酸堿腐蝕）、物理作用等常見的受力裂縫可分為彎曲裂縫、剪切裂縫、彎剪裂縫、局部承壓裂縫（b）剪切裂縫裂縫修復(fù)方法主要分為兩大類：表面粘貼修補(bǔ)法、表面封閉修補(bǔ)法、結(jié)構(gòu)灌漿修補(bǔ)法等表面封閉修補(bǔ)法是一種在微細(xì)裂縫的表面上涂抹低粘度且具有良好滲透性的裂縫封閉材料以提高其防水性及耐久性的方法其主要有：填縫、表面抹灰、鋼箍加固、表面噴漿、鑿槽嵌補(bǔ)法等表面封閉修補(bǔ)法針對(duì)非受力裂縫和一些穩(wěn)定的裂縫，填縫和表面抹灰用于裂縫細(xì)小、數(shù)量不多的情況。鑿槽嵌補(bǔ)用于裂縫較寬、數(shù)量少、有振動(dòng)易脫落的情況表面封閉修補(bǔ)法填縫法是磚石砌體裂縫修理中最簡(jiǎn)便的一種方法操作時(shí)，將縫隙清理干凈，根據(jù)裂縫寬度不同分別用勾縫刀、抹子、刮刀等工具進(jìn)行操作，所用灰漿通常采用水灰比1:2.5或1:3水泥砂漿，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的作用，對(duì)砌體的整體性、強(qiáng)度等方面所起的作用甚微填縫法表面抹灰是指用水泥漿、水泥砂漿、環(huán)氧砂漿等材料涂在裂縫部位的磚石砌體或混凝土表面上的一種修補(bǔ)方法先將裂縫附近的混凝土鑿開，并盡可能使糙面平整，經(jīng)洗刷干凈后，灑水使之保持濕潤(rùn)，然后用水泥砂漿涂抹其上，再將水泥砂漿一次或分次抹完夏季溫度高時(shí)，涂抹3～4h后即需灑水養(yǎng)護(hù)，防止陽光直射冬季應(yīng)注意保溫，切不可受凍，否則所抹水泥砂漿受凍后，輕則強(qiáng)度降低，重則報(bào)廢表面抹灰法當(dāng)鋼筋混凝土梁件產(chǎn)生主應(yīng)力裂縫時(shí)，可采用在裂縫處加設(shè)U形鋼箍使裂縫封閉的方法U形鋼箍可用扁鋼焊成或圓鋼制成，可以直箍，也可以斜箍，其方向應(yīng)和裂縫方向垂直鋼箍與梁的上、下面接觸處可墊以角鋼或鋼板。角鋼或鋼板面積及加箍的橫截面積，按修補(bǔ)加固部位主應(yīng)力的大小、鋼箍的安全性及混凝土的抗壓強(qiáng)度通過計(jì)算而定鋼箍加固法表面噴漿法是在經(jīng)鑿毛處理的裂縫表面噴射一層密實(shí)而且強(qiáng)度高的水泥砂漿保護(hù)層來封閉裂縫的一種修補(bǔ)方法根據(jù)裂縫的部位、性質(zhì)和修理要求與條件，可分別采用無筋素噴漿、掛網(wǎng)噴漿或掛網(wǎng)噴漿結(jié)合鑿槽嵌補(bǔ)等修補(bǔ)方法進(jìn)行噴漿之前，必須完成各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。需要噴漿的結(jié)構(gòu)表層應(yīng)仔細(xì)敲擊。在敲擊中發(fā)現(xiàn)剝離的部分，應(yīng)當(dāng)敲碎并除去。有缺陷的地方應(yīng)填塞起來。如為鋼筋混凝土，還須清除露筋部分鋼筋上的鐵銹表面噴漿法鑿槽嵌補(bǔ)法是沿混凝土裂縫走向騎縫鑿出槽深和槽寬分別不小于20mm和15mm的U形溝槽，當(dāng)裂縫較細(xì)時(shí)，也可鑿成V形溝槽；然后在槽內(nèi)嵌補(bǔ)填補(bǔ)材料的一種修補(bǔ)方法填補(bǔ)材料可以為環(huán)氧砂漿、瀝青、甲基丙烯酸酯類化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)劑等，并粘貼纖維材料以封閉表面鑿槽嵌補(bǔ)法鑿槽嵌補(bǔ)法結(jié)構(gòu)灌漿修補(bǔ)法結(jié)構(gòu)灌漿修補(bǔ)法通過施加一定的壓力，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部的裂縫中灌入漿液，用來封閉裂縫，恢復(fù)并提高其強(qiáng)度、剛度、耐久性和抗震性。分為水泥灌漿法和化學(xué)灌漿法水泥灌漿法的灌漿材料有水泥砂漿、純水泥、水泥黏土、石灰、石灰水泥、石灰黏土等化學(xué)灌漿法的灌漿材料有改性環(huán)氧樹脂類、改性丙烯酸酯類、改性聚氨酯類等漿液，該方法一般用于裂縫寬度大于0.25mm，裂縫多并且深入結(jié)構(gòu)內(nèi)部或者結(jié)構(gòu)有空隙的部位鉆孔清孔裂縫堵塞密閉檢驗(yàn)養(yǎng)護(hù)清理壓力灌漿水泥灌漿法灌漿材料有水泥砂漿、純水泥、水泥黏土、石灰、石灰水泥、石灰黏土等裂縫清理項(xiàng)目性能指標(biāo)28d劈裂抗拉強(qiáng)度（MPa)≥428d抗壓強(qiáng)度（MPa)≥5528d抗折強(qiáng)度（MPa)≥8注漿材料28d與混凝土的正拉黏結(jié)強(qiáng)度（MPa)≥1.5，且為混凝土破壞水泥基灌漿法工藝流程裂縫修補(bǔ)用聚合物水泥灌漿材料主要性能指標(biāo)裂縫灌漿材料應(yīng)符合下列要求：漿液的粘度小，可灌性好；漿液固化后的收縮量小，抗?jié)B性好；漿液固化后的抗壓、抗拉強(qiáng)度高，有較高的粘結(jié)強(qiáng)度；漿液固化時(shí)間可以調(diào)節(jié)，灌漿工藝簡(jiǎn)便；漿液應(yīng)為無毒或低毒化學(xué)灌漿法項(xiàng)目性能指標(biāo)抗壓強(qiáng)度（MPa)≥60抗彎強(qiáng)度（MPa)≥25且不得呈脆性破壞鋼一鋼拉伸抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa)≥7可灌注性在規(guī)定的壓力下，能注入的寬度為0.lmm裂縫修補(bǔ)用化學(xué)灌漿材料（注射劑）主要性能指標(biāo)化學(xué)灌漿法埋設(shè)灌漿嘴密封裂縫檢查密封性凝固養(yǎng)生壓力灌漿表面處理表面處理化學(xué)灌漿法工藝流程針形和氣球注射器分別利用彈簧及橡膠管膨脹收縮的內(nèi)部壓力將化學(xué)漿液緩慢注入混凝土裂縫中并達(dá)到裂縫的微細(xì)末端注射器灌漿能自動(dòng)保持低壓勻速的持續(xù)注入工作，彌補(bǔ)了人工注入時(shí)的費(fèi)時(shí)費(fèi)力、壓力各異的缺陷，同時(shí)避免了機(jī)器注入時(shí)壓力過大，注入材料無法深入裂縫的弊端化學(xué)灌漿高壓灌漿機(jī)注射器灌漿采取的注射器有針形注射器和氣球注射器化學(xué)灌漿法針型注射器灌漿原理（a）埋設(shè)灌漿嘴（b）注射壓漿針型注射器化學(xué)灌漿法實(shí)施過程化學(xué)灌漿法（a）埋設(shè)注入座（b）注射壓漿（c）表面清理氣球注射器化學(xué)灌漿法實(shí)施過程氣球注射器灌漿原理除了基本的施工要求外，還應(yīng)要符合以下幾點(diǎn)質(zhì)量要求：表面封縫材料固化后應(yīng)均勻、平整，不出現(xiàn)裂縫、無脫落灌漿裂縫表面不應(yīng)遺留注膠器、注膠嘴、膠泥等施工垃圾裂縫封閉膠表面顏色與原結(jié)構(gòu)混凝土顏色基本一致除此以外以取芯的方法最為有效，評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)如下：沿裂縫方向施加的劈力，其破壞應(yīng)發(fā)生在混凝土內(nèi)部，即內(nèi)聚破壞破壞雖有部分發(fā)生在裂縫界面上，但這部分破壞面積不大于破壞面總面積的15%裂縫修復(fù)與質(zhì)量驗(yàn)收思考題常見混凝土缺陷修復(fù)的材料有哪些？各自有什么特點(diǎn)？簡(jiǎn)述混凝土缺陷噴漿修補(bǔ)法的施工工藝？鋼筋銹蝕有哪幾種狀態(tài)？如何進(jìn)行鋼筋銹蝕的維修？如何進(jìn)行圬工表層缺陷的修復(fù)？混凝土橋梁裂縫表面封閉修補(bǔ)法有哪些具體做法？簡(jiǎn)述裂縫化學(xué)灌漿法的基本原理。簡(jiǎn)述裂縫化學(xué)灌漿法的主要施工工藝