桥梁检测评定与加固技术（第2版） 课件 第7章 桥梁缺陷与裂缝修复技术

第七章桥梁缺陷与裂缝修复技术南京林业大学江苏·南京包括蜂窝、麻面、空洞、露筋、风化剥落、裂缝、磨损缺失、锈蚀桥梁缺陷修复技术桥梁典型缺陷（a）蜂窝麻面（b）露筋（c）混凝土剥落（d）缺损缺陷修补前，应先将已损坏的混凝土去除，露出完好的混凝土，达到钢筋除锈所需要的范围。清除方法有人工凿除法、气动凿除法和高速射水法高速射水法与人工凿除法、气动凿除法相比，无振动、嗓声和灰尘，在清除工作完成后，混凝土表面干净、湿润。高速射水法可以使混凝土或砂浆获得良好的黏结效果进行缺陷修补时，一般可采用4种方法，即混凝土修补法、水泥砂浆修补法、聚合物水泥砂浆修补法和环氧树脂类粘结材料修补法混凝土缺陷修复混凝土修补法混凝土修补法，宜采用比原混凝土强度高一等级的细石混凝土，修补用的混凝土的技术指标不能低于原混凝土，水泥强度不能低于原混凝土，水灰比要选用较小值，也可加入适量的减水剂来提高修补混凝土的和易性若修补的部位较深，可以掺入适量的砾料，用来增强砂浆的强度，减少砂浆的干缩修补方法可采用现浇、压浆、涂抹等。在新旧混凝土接缝的表面各宽度范围内，刷除掉所有软弱的浮浆、尘土，并涂抹封闭两层水泥浆液，第二层的涂抹方向与第一层的方向垂直混凝土修补法混凝土修补法的修补方法可采用现浇、压浆、涂抹等面积较大的修补工作，在浇筑前要立上模板，保证修补的外观质量（a）混凝土修补露筋（b）混凝土修补蜂窝、麻面混凝土修补水泥砂浆修补法水泥砂浆修补法包括人工涂抹法和喷浆修补法。人工涂抹法主要用于小面积的缺陷，特别是损坏较浅缺陷的修补。对需修补的部位凿毛处埋并湿润，涂抹水泥浆液，涂抹砂浆压实后养护人工涂抹法喷浆修补法主要用于混凝土表面的大面积缺损修补或者重要混凝土结构物的修补优点：可以获得较高的密实度和强度，喷射的砂浆与受喷面之间形成较高的强度和耐久性，施工工艺简单，效率高缺点：材料消耗大，在喷浆层较薄或不均匀时，干缩率较大，容易产生裂缝水泥砂浆修补法喷浆修补工艺流程水泥、干砂上料台空气压缩机高压水泵喷浆机集气罐水箱喷枪喷射层聚合物水泥砂浆修补法聚合物水泥砂浆是由水泥、集料和可以分散在水中的有机聚合物搅拌而成的。聚合物水泥砂浆具有较高粘结力，同时具有极为优良的抗渗性、抗裂性和抗冲击性（a）聚合物砂浆（b）工程应用聚合物水泥砂浆修补环氧树脂类粘结材料修补环氧树脂类粘结材料包括环氧胶液、环氧砂浆和环氧混凝土等，常可用于桥梁缺陷的修补环氧树脂类粘结材料具有较高的强度、抗渗能力，可与混凝土材料牢固地粘结，使混凝土结构物形成整体，同时具有养护时间短等优点环氧砂浆修补效果钢筋锈蚀会引起很大的体积膨胀，使混凝土产生剥离和开裂，严重影响其受力性能，降低材料耐久性，削弱钢筋的受力面积。对受力危害更大、沿钢筋纵向的裂缝，极大地削弱了混凝土与钢筋共同作用的能力钢筋缺陷修复桥梁钢筋锈蚀示例钢筋锈蚀的危害钢筋锈蚀的常见状态有：钝化状态：在强碱性环境中，钢筋表面被氧化，形成一层很薄的水化氧化膜，使钢筋处于钝化状态，钢筋不会发生锈蚀点锈蚀：由于氯离子存在或者侵入而引起的典型的局部锈蚀状态，氧化膜由于氯离子的侵入而遭受破坏全面锈蚀：由于混凝土内有大量氯盐或混凝土碳化，钢筋普遍失去钝化钢筋锈蚀的几种状态钢筋锈蚀的维修除锈：将松脱、剥离等已经损坏的部分混凝土凿除，露出钢筋；用钢丝刷或喷砂枪对钢筋进行除锈处理，除锈后清除钢筋及混凝土表面的铁锈与灰尘修补：用新混凝土或者砂浆进行填补，可用普通混凝土立模浇筑法、干（湿）式喷浆法，也可用环氧混凝土、环氧砂浆或其他防腐蚀材料来修补对新喷涂浇筑的混凝土要进行表面处理，防止混凝土的表面再次碳化圬工表层缺陷主要有抹灰层、砌缝脱落，砌体表面麻面、起皮、起鼓、粉化、剥落以及材料变质、风化和裂缝等，可根据实际需要及适用、美观和耐久性的要求对圬工结构表层缺陷进行修补圬工缺陷修复（a）砌缝脱落（b）砌体裂缝常见圬工缺陷圬工缺陷示例修补方法：勾缝修补：将松散、破坏的砌缝凿去，彻底冲洗干净，用水泥砂浆重新勾缝砌体表面修补：可抹喷一层M10砂浆进行修补。抹喷方法有手工抹浆法和压力喷浆法镶面石修补：当镶面石仅松动而未破碎时，用M10砂浆进行修补；当镶面石破损时，更换破损的镶面石或用预制混凝土块代替圬工缺陷修补方法钢杆件和钢板的锈蚀是钢桥表层最普遍的病害，在锈蚀之前，首先发生油漆剥落，所以要重视钢桥的钢杆件和钢板表面除锈及油漆工作钢桥油漆剥落钢构件缺陷修复钢结构缺陷修补方法钢桥的除锈方法有化学法和物理法化学方法是在无机酸中加入面粉、树胶、煤焦油等缓蚀剂，然后将锈蚀清洗干净物理方法是用喷砂除锈，并进行激光除锈处理（a）喷砂除锈（b）激光除锈钢结构缺陷修补方法钢结构缺陷修补桥梁裂缝修复技术（a）弯曲裂缝裂缝产生的原因包括荷载和变位、成桥内力、温度变化、材料时效（混凝土收缩、徐变）、化学作用（钢筋锈蚀、预应力筋锚头锈蚀、酸碱腐蚀）、物理作用等常见的受力裂缝可分为弯曲裂缝、剪切裂缝、弯剪裂缝、局部承压裂缝（b）剪切裂缝裂缝修复方法主要分为两大类：表面粘贴修补法、表面封闭修补法、结构灌浆修补法等表面封闭修补法是一种在微细裂缝的表面上涂抹低粘度且具有良好渗透性的裂缝封闭材料以提高其防水性及耐久性的方法其主要有：填缝、表面抹灰、钢箍加固、表面喷浆、凿槽嵌补法等表面封闭修补法针对非受力裂缝和一些稳定的裂缝，填缝和表面抹灰用于裂缝细小、数量不多的情况。凿槽嵌补用于裂缝较宽、数量少、有振动易脱落的情况表面封闭修补法填缝法是砖石砌体裂缝修理中最简便的一种方法操作时，将缝隙清理干净，根据裂缝宽度不同分别用勾缝刀、抹子、刮刀等工具进行操作，所用灰浆通常采用水灰比1:2.5或1:3水泥砂浆，一般不得低于砌筑灰浆的强度填缝处理后可在美观、耐久性等方面起到一定的作用，对砌体的整体性、强度等方面所起的作用甚微填缝法表面抹灰是指用水泥浆、水泥砂浆、环氧砂浆等材料涂在裂缝部位的砖石砌体或混凝土表面上的一种修补方法先将裂缝附近的混凝土凿开，并尽可能使糙面平整，经洗刷干净后，洒水使之保持湿润，然后用水泥砂浆涂抹其上，再将水泥砂浆一次或分次抹完夏季温度高时，涂抹3～4h后即需洒水养护，防止阳光直射冬季应注意保温，切不可受冻，否则所抹水泥砂浆受冻后，轻则强度降低，重则报废表面抹灰法当钢筋混凝土梁件产生主应力裂缝时，可采用在裂缝处加设U形钢箍使裂缝封闭的方法U形钢箍可用扁钢焊成或圆钢制成，可以直箍，也可以斜箍，其方向应和裂缝方向垂直钢箍与梁的上、下面接触处可垫以角钢或钢板。角钢或钢板面积及加箍的横截面积，按修补加固部位主应力的大小、钢箍的安全性及混凝土的抗压强度通过计算而定钢箍加固法表面喷浆法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，可分别采用无筋素喷浆、挂网喷浆或挂网喷浆结合凿槽嵌补等修补方法进行喷浆之前，必须完成各项准备工作。需要喷浆的结构表层应仔细敲击。在敲击中发现剥离的部分，应当敲碎并除去。有缺陷的地方应填塞起来。如为钢筋混凝土，还须清除露筋部分钢筋上的铁锈表面喷浆法凿槽嵌补法是沿混凝土裂缝走向骑缝凿出槽深和槽宽分别不小于20mm和15mm的U形沟槽，当裂缝较细时，也可凿成V形沟槽；然后在槽内嵌补填补材料的一种修补方法填补材料可以为环氧砂浆、沥青、甲基丙烯酸酯类化学补强剂等，并粘贴纤维材料以封闭表面凿槽嵌补法凿槽嵌补法结构灌浆修补法结构灌浆修补法通过施加一定的压力，在结构内部的裂缝中灌入浆液，用来封闭裂缝，恢复并提高其强度、刚度、耐久性和抗震性。分为水泥灌浆法和化学灌浆法水泥灌浆法的灌浆材料有水泥砂浆、纯水泥、水泥黏土、石灰、石灰水泥、石灰黏土等化学灌浆法的灌浆材料有改性环氧树脂类、改性丙烯酸酯类、改性聚氨酯类等浆液，该方法一般用于裂缝宽度大于0.25mm，裂缝多并且深入结构内部或者结构有空隙的部位钻孔清孔裂缝堵塞密闭检验养护清理压力灌浆水泥灌浆法灌浆材料有水泥砂浆、纯水泥、水泥黏土、石灰、石灰水泥、石灰黏土等裂缝清理项目性能指标28d劈裂抗拉强度（MPa)≥428d抗压强度（MPa)≥5528d抗折强度（MPa)≥8注浆材料28d与混凝土的正拉黏结强度（MPa)≥1.5，且为混凝土破坏水泥基灌浆法工艺流程裂缝修补用聚合物水泥灌浆材料主要性能指标裂缝灌浆材料应符合下列要求：浆液的粘度小，可灌性好；浆液固化后的收缩量小，抗渗性好；浆液固化后的抗压、抗拉强度高，有较高的粘结强度；浆液固化时间可以调节，灌浆工艺简便；浆液应为无毒或低毒化学灌浆法项目性能指标抗压强度（MPa)≥60抗弯强度（MPa)≥25且不得呈脆性破坏钢一钢拉伸抗剪强度标准值（MPa)≥7可灌注性在规定的压力下，能注入的宽度为0.lmm裂缝修补用化学灌浆材料（注射剂）主要性能指标化学灌浆法埋设灌浆嘴密封裂缝检查密封性凝固养生压力灌浆表面处理表面处理化学灌浆法工艺流程针形和气球注射器分别利用弹簧及橡胶管膨胀收缩的内部压力将化学浆液缓慢注入混凝土裂缝中并达到裂缝的微细末端注射器灌浆能自动保持低压匀速的持续注入工作，弥补了人工注入时的费时费力、压力各异的缺陷，同时避免了机器注入时压力过大，注入材料无法深入裂缝的弊端化学灌浆高压灌浆机注射器灌浆采取的注射器有针形注射器和气球注射器化学灌浆法针型注射器灌浆原理（a）埋设灌浆嘴（b）注射压浆针型注射器化学灌浆法实施过程化学灌浆法（a）埋设注入座（b）注射压浆（c）表面清理气球注射器化学灌浆法实施过程气球注射器灌浆原理除了基本的施工要求外，还应要符合以下几点质量要求：表面封缝材料固化后应均匀、平整，不出现裂缝、无脱落灌浆裂缝表面不应遗留注胶器、注胶嘴、胶泥等施工垃圾裂缝封闭胶表面颜色与原结构混凝土颜色基本一致除此以外以取芯的方法最为有效，评判标准如下：沿裂缝方向施加的劈力，其破坏应发生在混凝土内部，即内聚破坏破坏虽有部分发生在裂缝界面上，但这部分破坏面积不大于破坏面总面积的15%裂缝修复与质量验收思考题常见混凝土缺陷修复的材料有哪些？各自有什么特点？简述混凝土缺陷喷浆修补法的施工工艺？钢筋锈蚀有哪几种状态？如何进行钢筋锈蚀的维修？如何进行圬工表层缺陷的修复？混凝土桥梁裂缝表面封闭修补法有哪些具体做法？简述裂缝化学灌浆法的基本原理。简述裂缝化学灌浆法的主要施工工艺