采用水泥基材料进行桥梁裂缝修补研究

范绍随

摘 要：近年来，结合桥梁施工的实际情况来看，部分桥梁存在一些质量问题，其中最为显著即裂缝问题。桥梁裂缝会给内部的钢筋形成锈蚀通道，降低钢筋混凝土结构的承载力与耐久性，不但影响结构外观和使用寿命，而且严重影响到人民的生命和财产安全。本文针对桥梁裂缝产生的原因展开详细的分析，探讨利用水泥基材料进行桥梁裂缝修补的具体做法，为今后桥梁裂缝修补提供可靠参考。

关键词：水泥基材料 裂缝 成因 修补

1.桥梁裂缝成因

1.1温度因素

在浇筑混凝土时，其温度会提高，但是在凝固阶段其温度会下降，在温度的快速变化下由于拉应力的存在易产生裂缝，又被称之为内部约束裂缝。此外，在混凝土终凝后，温度会随之降低，发生热胀冷缩，混凝土的体积也会缩小，体积变化会受到外部约束的影响，继而产生裂缝，又被称之为外部约束裂缝，这种裂缝一般会在施工完成后的三个月后形成。

1.2锈蚀因素

桥梁结构完工后，结构会受到多重外部环境的影响。部分施工单位为获得更大的利益会选取一些相对劣质的材料使用，这是造成桥梁质量问题的重要原因。如果材料的质量未在合格标准内，不论是在施工阶段，还是后期运行阶段，都可能会出现混凝土断裂的情况。混凝土断裂后，钢筋与空气会进行直接接触，在空气中，铁与二氧化碳、氧气等融合，进而产生一系列化学反应。在此种情况下，裸露在外的钢筋会出现锈蚀现象。如果气体与水同时对混凝土的表层造成腐蚀，会增加铁锈氧化的铁含量。在锈蚀现象下，混凝土与钢铁构件之间的结合性会降低，并降低粘性，进而降低混凝土强度，并进一步诱发裂缝的产生。

1.3荷载因素

在设计混凝土结构时，由于设计荷载取定不科学，或者计算的数值不准确，都会影响设计的应力值与实际应力值之间的差距，严重降低了设计的安全系数，导致桥梁裂缝的产生；另外，在施工时，由于缺乏严格管理制度与管理手段，不论是施工材料，还是机械设备都未能按照科学合理的位置放置，甚至部分施工人员不能严格遵循图纸的设计要求展开施工，只是凭借自身的施工经验进行；桥梁后期所投入的荷载未能在原本所设计的荷载内进行，例如交通事故、船舶撞击、地震等因素都会产生裂缝。

1.4施工因素

在桥梁施工过程中，如果材料的质量与施工的要求不符合，或者未能按照科学的配比来选取材料，都可能会发生裂缝现象。为此，施工管理人员要明确自身的责任，如果出现监督不严格、管理不科学的情况，都会影响混凝土在浇筑期间的质量，进而形成裂缝。

2.桥梁裂缝修补的常见方法

在国内，桥梁裂缝修补的方法有很多种，主要有以下三类。

2.1开槽法

此种方法适合裂缝宽度大于0.5 mm的桥梁裂缝。先将裂缝凿槽后，后利用清水冲洗干净，再吹干，然后采用配置的砂浆进行修补。配置的砂浆主要由水泥、细砂、环氧树脂、聚硫橡膠按照规定的比例拌合而成，可用丙酮将已拌好的砂浆稀释到中等稠度，及时将砂浆填充到槽内，初凝后洒水养护。

2.2注浆法

此种方法适合于0.2mm～0.3mm的桥梁裂缝。先将裂缝清理干净，然后采用胶带将裂缝封闭，再用毛刷沾浆液来回反复涂刷封缝，使其封闭，黏贴注浆嘴包严，如若仍有裂口，可用浆液补上，以免漏浆，等待条件合适进行注浆。本文着重介绍采用水泥基材料注浆法对桥墩裂缝修补工艺。

2.3表面修补法

此方法适合于宽度小于0.2mm的桥梁裂缝。此种方法是在裂缝表面涂刷一层保护膜，以达到封闭裂缝的目的，但是无法修补裂缝内部，无法跟踪延伸裂纹的影响。此法用到的材料主要为各类涂膜防水材料、薄膜、聚合物等。施工时注意清除表面附着物，用环氧树脂等材料充填表面气孔，再用材料覆盖表面。

3.水泥基材料产品特点

3.1含有丰富的活性物质

水泥基防水浆料富含活性物质，在与水发生反应后，材料中的活性物质通过水载体会向混凝土内部渗透，形成不溶解于水的晶体物质，将孔道堵塞，使混凝土更加密实，并有效防止水分渗入。

3.2渗透性强

涂刷表面的混凝土试件在放置半年后，其渗透的深度可达到10-15cm，伴随时间的不断推移，渗透深度也会逐渐变大。

3.3具备较强的自我修复能力

结构体在发生震动或者沉降时，可能会产生新的、不规则的裂缝，如果通过裂缝渗入的水遇到材料中的催化剂，会将此类材料内部的活性物质重新激活，进而产生新的晶体，达到自修复效果。

4.施工技术

4.1施工准备

在施工的前期，要在施工现场配置好作业所需的人员，其中主要包括材料员、现场施工员、技术员与安全员等。施工所用的材料如封缝胶、注胶底座、注胶器、水泥基渗透结晶型防水涂料等要求到位。处理裂缝所需要的机具例如发电机、高压水泵、空压机、吹风机等应均已到场。

4.2裂缝处理施工工艺

裂缝处理施工流程：裂缝清理→封缝胶配制→粘贴注浆嘴→裂缝封闭→注浆剂配制→拆除注浆嘴→表面清理→养护。

将裂缝表面的灰尘、浮浆或者污物擦除干净，将不平整的位置进行修整。如果在裂缝检测时有黄油滞留在墩身上，要借助灰刀将其铲去，并利用砂纸将其打磨干净。

作业人员要尽可能地将墩顶的垃圾或者杂物清理干净，并借助高压水枪将墩身冲洗干净。用抹布擦拭干净裂缝周边，用毛刷清理裂缝内部。在必要的情况下，可以借助灌浆品来冲洗裂缝。借助吹风机将裂缝吹干，并用较宽的胶带来覆盖裂缝，确保其干净。在放置24小时后，将宽胶带揭开，再次用吹风机将其吹干，此操作不能低于10分钟。

4.2.1封缝胶配制

仔细阅读封缝胶的配制与使用说明，在配制过程中要进行均匀地搅拌，必须做到现配现用，避免出现凝固的情况。对于封缝胶技术的相关指标具体见表1。

4.2.2粘贴注浆嘴

按照25厘米至30厘米的间距布置注浆嘴，采用封缝胶将注浆嘴四周密封均匀，按压注浆嘴周边位置，检查无空隙确保封闭。

4.2.3裂缝封闭

注浆嘴位置以外的裂缝使用封缝胶进行封闭。封闭时，沿着裂缝走向进行刮抹，宽度在约4cm，厚度约4mm，刮擦过程中要避免产生小的气孔或气泡，确保裂缝封闭。

4.2.4配置灌缝水泥基灌浆液

根据现场裂缝情况，计算约水泥基防水涂料浆液的用量。浆液配比严格按产品说明规定，采用台称计量，搅拌器搅拌均匀，现用现配，防止凝固。

4.2.5注浆

浆液要拌合均匀，并将浆液拉入注浆器中，并以顺时针的方向将注浆器拧在底座上，与此同时，将注浆器的后部的拉杆旋转90度，将浆液缓缓地注入裂缝中。注浆过程中，要注意注浆器内浆量的变化，及时补充浆液。注浆完成后，拆除注浆底座，将注浆孔封口并且抹平。注浆顺序应从上至下进行。

4.2.6拆除注浆嘴与表面清理

浆液初凝后，用灰刀等工具剔除注浆嘴及封闭裂缝的材料，将注浆部位清理干净。

4.2.7养护

灌缝完毕后，用宽胶带覆盖保温养生24小时，等待灌浆料固化。若温度过低，则相应延长养护时间。

4.3质量控制

在施工过程中，要严格遵循铁路混凝土结构耐久性修补及防护的各项相关规定。注浆材料在进入现场后，要对其出厂的合格证、产品质量检验报告等进行严格的检查，并通过注浆嘴压水的方式进行检验。在注浆时，相关工作人员要明确自身的工作任务，认真观察注浆液在裂缝中的流动情况。在作业过程中，相关的质检人员要全程进行监督与记录，并将所记录的照片进行保留。及时清洗、保存好灌水嘴，并将其循环利用。

5.结束语

综上所述，裂缝问题是桥梁施工中最为普遍的一项病害，一旦形成，勢必会影响桥梁后期的运营与安全。因此，当桥梁发现裂缝后，要及时对裂缝的成因展开详细的分析，并从裂缝的检测情况出发，选择适合的修补方法，确保工程质量。

参考文献：

[1]冯义虎.公路工程施工中先简支后结构连续桥梁技术的应用研究[J].工程建设与设计，2018（23）