第七章橋梁缺陷與裂縫修復技術南京林業大學江蘇·南京包括蜂窩、麻面、空洞、露筋、風化剝落、裂縫、磨損缺失、銹蝕橋梁缺陷修復技術橋梁典型缺陷（a）蜂窩麻面（b）露筋（c）混凝土剝落（d）缺損缺陷修補前，應先將已損壞的混凝土去除，露出完好的混凝土，達到鋼筋除銹所需要的范圍。清除方法有人工鑿除法、氣動鑿除法和高速射水法高速射水法與人工鑿除法、氣動鑿除法相比，無振動、嗓聲和灰塵，在清除工作完成后，混凝土表面干凈、濕潤。高速射水法可以使混凝土或砂漿獲得良好的黏結效果進行缺陷修補時，一般可采用4種方法，即混凝土修補法、水泥砂漿修補法、聚合物水泥砂漿修補法和環氧樹脂類粘結材料修補法混凝土缺陷修復混凝土修補法混凝土修補法，宜采用比原混凝土強度高一等級的細石混凝土，修補用的混凝土的技術指標不能低于原混凝土，水泥強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混凝土的和易性若修補的部位較深，可以摻入適量的礫料，用來增強砂漿的強度，減少砂漿的干縮修補方法可采用現澆、壓漿、涂抹等。在新舊混凝土接縫的表面各寬度范圍內，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法混凝土修補法的修補方法可采用現澆、壓漿、涂抹等面積較大的修補工作，在澆筑前要立上模板，保證修補的外觀質量（a）混凝土修補露筋（b）混凝土修補蜂窩、麻面混凝土修補水泥砂漿修補法水泥砂漿修補法包括人工涂抹法和噴漿修補法。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。對需修補的部位鑿毛處埋并濕潤，涂抹水泥漿液，涂抹砂漿壓實后養護人工涂抹法噴漿修補法主要用于混凝土表面的大面積缺損修補或者重要混凝土結構物的修補優點：可以獲得較高的密實度和強度，噴射的砂漿與受噴面之間形成較高的強度和耐久性，施工工藝簡單，效率高缺點：材料消耗大，在噴漿層較薄或不均勻時，干縮率較大，容易產生裂縫水泥砂漿修補法噴漿修補工藝流程水泥、干砂上料臺空氣壓縮機高壓水泵噴漿機集氣罐水箱噴槍噴射層聚合物水泥砂漿修補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聚合物攪拌而成的。聚合物水泥砂漿具有較高粘結力，同時具有極為優良的抗滲性、抗裂性和抗沖擊性（a）聚合物砂漿（b）工程應用聚合物水泥砂漿修補環氧樹脂類粘結材料修補環氧樹脂類粘結材料包括環氧膠液、環氧砂漿和環氧混凝土等，常可用于橋梁缺陷的修補環氧樹脂類粘結材料具有較高的強度、抗滲能力，可與混凝土材料牢固地粘結，使混凝土結構物形成整體，同時具有養護時間短等優點環氧砂漿修補效果鋼筋銹蝕會引起很大的體積膨脹，使混凝土產生剝離和開裂，嚴重影響其受力性能，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橋梁鋼筋銹蝕示例鋼筋銹蝕的危害鋼筋銹蝕的常見狀態有：鈍化狀態：在強堿性環境中，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，鋼筋不會發生銹蝕點銹蝕：由于氯離子存在或者侵入而引起的典型的局部銹蝕狀態，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鋼筋銹蝕的維修除銹：將松脫、剝離等已經損壞的部分混凝土鑿除，露出鋼筋；用鋼絲刷或噴砂槍對鋼筋進行除銹處理，除銹后清除鋼筋及混凝土表面的鐵銹與灰塵修補：用新混凝土或者砂漿進行填補，可用普通混凝土立模澆筑法、干（濕）式噴漿法，也可用環氧混凝土、環氧砂漿或其他防腐蝕材料來修補對新噴涂澆筑的混凝土要進行表面處理，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、風化和裂縫等，可根據實際需要及適用、美觀和耐久性的要求對圬工結構表層缺陷進行修補圬工缺陷修復（a）砌縫脫落（b）砌體裂縫常見圬工缺陷圬工缺陷示例修補方法：勾縫修補：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：可抹噴一層M10砂漿進行修補。抹噴方法有手工抹漿法和壓力噴漿法鑲面石修補：當鑲面石僅松動而未破碎時，用M10砂漿進行修補；當鑲面石破損時，更換破損的鑲面石或用預制混凝土塊代替圬工缺陷修補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件缺陷修復鋼結構缺陷修補方法鋼橋的除銹方法有化學法和物理法化學方法是在無機酸中加入面粉、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，并進行激光除銹處理（a）噴砂除銹（b）激光除銹鋼結構缺陷修補方法鋼結構缺陷修補橋梁裂縫修復技術（a）彎曲裂縫裂縫產生的原因包括荷載和變位、成橋內力、溫度變化、材料時效（混凝土收縮、徐變）、化學作用（鋼筋銹蝕、預應力筋錨頭銹蝕、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）剪切裂縫裂縫修復方法主要分為兩大類：表面粘貼修補法、表面封閉修補法、結構灌漿修補法等表面封閉修補法是一種在微細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、鑿槽嵌補法等表面封閉修補法針對非受力裂縫和一些穩定的裂縫，填縫和表面抹灰用于裂縫細小、數量不多的情況。鑿槽嵌補用于裂縫較寬、數量少、有振動易脫落的情況表面封閉修補法填縫法是磚石砌體裂縫修理中最簡便的一種方法操作時，將縫隙清理干凈，根據裂縫寬度不同分別用勾縫刀、抹子、刮刀等工具進行操作，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度填縫處理后可在美觀、耐久性等方面起到一定的作用，對砌體的整體性、強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方法先將裂縫附近的混凝土鑿開，并盡可能使糙面平整，經洗刷干凈后，灑水使之保持濕潤，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，涂抹3～4h后即需灑水養護，防止陽光直射冬季應注意保溫，切不可受凍，否則所抹水泥砂漿受凍后，輕則強度降低，重則報廢表面抹灰法當鋼筋混凝土梁件產生主應力裂縫時，可采用在裂縫處加設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，按修補加固部位主應力的大小、鋼箍的安全性及混凝土的抗壓強度通過計算而定鋼箍加固法表面噴漿法是在經鑿毛處理的裂縫表面噴射一層密實而且強度高的水泥砂漿保護層來封閉裂縫的一種修補方法根據裂縫的部位、性質和修理要求與條件，可分別采用無筋素噴漿、掛網噴漿或掛網噴漿結合鑿槽嵌補等修補方法進行噴漿之前，必須完成各項準備工作。需要噴漿的結構表層應仔細敲擊。在敲擊中發現剝離的部分，應當敲碎并除去。有缺陷的地方應填塞起來。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，當裂縫較細時，也可鑿成V形溝槽；然后在槽內嵌補填補材料的一種修補方法填補材料可以為環氧砂漿、瀝青、甲基丙烯酸酯類化學補強劑等，并粘貼纖維材料以封閉表面鑿槽嵌補法鑿槽嵌補法結構灌漿修補法結構灌漿修補法通過施加一定的壓力，在結構內部的裂縫中灌入漿液，用來封閉裂縫，恢復并提高其強度、剛度、耐久性和抗震性。分為水泥灌漿法和化學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、石灰黏土等化學灌漿法的灌漿材料有改性環氧樹脂類、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，裂縫多并且深入結構內部或者結構有空隙的部位鉆孔清孔裂縫堵塞密閉檢驗養護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目性能指標28d劈裂抗拉強度（MPa)≥428d抗壓強度（MPa)≥5528d抗折強度（MPa)≥8注漿材料28d與混凝土的正拉黏結強度（MPa)≥1.5，且為混凝土破壞水泥基灌漿法工藝流程裂縫修補用聚合物水泥灌漿材料主要性能指標裂縫灌漿材料應符合下列要求：漿液的粘度小，可灌性好；漿液固化后的收縮量小，抗滲性好；漿液固化后的抗壓、抗拉強度高，有較高的粘結強度；漿液固化時間可以調節，灌漿工藝簡便；漿液應為無毒或低毒化學灌漿法項目性能指標抗壓強度（MPa)≥60抗彎強度（MPa)≥25且不得呈脆性破壞鋼一鋼拉伸抗剪強度標準值（MPa)≥7可灌注性在規定的壓力下，能注入的寬度為0.lmm裂縫修補用化學灌漿材料（注射劑）主要性能指標化學灌漿法埋設灌漿嘴密封裂縫檢查密封性凝固養生壓力灌漿表面處理表面處理化學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部壓力將化學漿液緩慢注入混凝土裂縫中并達到裂縫的微細末端注射器灌漿能自動保持低壓勻速的持續注入工作，彌補了人工注入時的費時費力、壓力各異的缺陷，同時避免了機器注入時壓力過大，注入材料無法深入裂縫的弊端化學灌漿高壓灌漿機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灌漿法針型注射器灌漿原理（a）埋設灌漿嘴（b）注射壓漿針型注射器化學灌漿法實施過程化學灌漿法（a）埋設注入座（b）注射壓漿（c）表面清理氣球注射器化學灌漿法實施過程氣球注射器灌漿原理除了基本的施工要求外，還應要符合以下幾點質量要求：表面封縫材料固化后應均勻、平整，不出現裂縫、無脫落灌漿裂縫表面不應遺留注膠器、注膠嘴、膠泥等施工垃圾裂縫封閉膠表面顏色與原結構混凝土顏色基本一致除此以外以取芯的方法最為有效，評判標準如下：沿裂縫方向施加的劈力，其破壞應發生在混凝土內部，即內聚破壞破壞雖有部分發生在裂縫界面上，但這部分破壞面積不大于破壞面總面積的15%裂縫修復與質量驗收思考題常見混凝土缺陷修復的材料有哪些？各自有什么特點？簡述混凝土缺陷噴漿修補法的施工工藝？鋼筋銹蝕有哪幾種狀態？如何進行鋼筋銹蝕的維修？如何進行圬工表層缺陷的修復？混凝土橋梁裂縫表面封閉修補法有哪些具體做法？簡述裂縫化學灌漿法的基本原理。簡述裂縫化學灌漿法的主要施工工藝