浅析化学灌浆法在桥梁结构深层裂缝中作用.docVIP

浅析化学灌浆法在桥梁结构深层裂缝中作用 　　摘要：混凝土因取材广泛，价格低廉，抗压强度高，可浇筑成各种形状，并且耐火性好，不易风化,养护费用低等优点,成为公路桥梁结构中使用量最广泛的材料之一。但混凝土最主要的缺点是抗拉能力差，容易开裂等问题而困绕着广多公路桥梁工程的施工技术人员。结合桥梁结构裂缝的常见分类，着重阐述化学灌浆法在桥梁结构深层裂缝中修补的作用。 　　关键词：混凝土裂缝；深层裂缝；化学灌浆法 　　中图分类号：TD223 文献标识码：A 　　1.桥梁结构裂缝的几种类型 　　混凝土桥梁结构裂缝复杂而繁多，多种因素互相影响，每一条裂缝产生是一种或几种因素影响。造成裂缝的通常分为施工和使用两个阶段，大致可分为以下几种种类。 　　1.1荷载引起的裂缝 　　混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生地裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝，次应力裂缝两种。 　　(1)直接应力裂缝。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生地裂缝； 　　(2)次应力裂缝。应力裂缝是指有外荷载引起地次生应力产生裂缝。 　　1.2温度变化引起的裂缝 　　混凝土具有热胀冷缩的性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨经桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其他裂缝最主要特征时将随温度变化而扩张或合拢。 　　1.3收缩引起的裂缝 　　混凝土收缩包括化学收缩、物理收缩及碳化收缩。化学收缩是由于水化过程中体积缩小引起的；物理收缩是由于自由水蒸发、干燥引起体积缩小；碳化收缩是由空气CO2与混凝土中（OH）2发生化学反应产生的CaCO3析出水分蒸发，促进体积缩小。混凝土收缩裂缝产生的原因是因为自由收缩受到约束，当收缩受到约束而产生的拉应变大于当时混凝土的极限拉应变就会产生拉应力方向相垂直的裂缝。 　　混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。 　　1.4地基基础变形引起的裂缝 　　由于基础竖??不均匀沉降或水平方向位移，使结构产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。 　　1.5钢筋锈蚀引起的裂缝 　　由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氯化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物请氧化铁体积比原来增长月2～4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂，剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。 　　1.6冻胀引起的裂缝 　　大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9%因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冷水在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现，尤其是混凝土初凝时受冻最严重，成龄后混凝土强度损失可达30%～50%。 　　1.7施工材料质量引起的裂缝 　　混凝土主要由水泥，砂，骨料，拌和水及外加剂组成。配制混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。 　　1.8施工工艺质量引起的裂缝 　　在混凝土结构浇筑，构件制作，起模，运输，堆放，拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理，施工质量低劣，很容易产生纵向的，横向的，斜向的，竖向的，水平的，表面的，深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。 　　2.混凝土裂缝的修补原则 　　2.1裂缝修补的必要性 　　当裂缝较多且宽度较大时，梁的刚度要相应降低，同时钢筋受有害介质的侵蚀，结构物的寿命也要缩短。根据《公路养护技术规范》中的裂缝限值及《铁路桥梁检定规范》中规定了污工梁拱墩台恒载裂缝宽度限值。裂缝超过规范中的相关数值时应进行修补以保证结构的耐久性。根据经验，裂缝是否修要进行修补，除依据上述规定外，还可由下面几个方面进行考虑:发展的裂缝，宽度在6个月期间内增大0.lmm以上时；裂缝宽度虽未增大，但裂缝数量增多时；裂缝宽度在0.3mm以上时；裂缝宽度在0.2mm左右，但认为对结构产生危险时。 　　2.2裂缝修补的程序 　　裂缝从发现到确定是否要进行修补，直到最后实施修补工程，其大致程序如图1所示。 　　 　　3.深层裂缝修补中化学灌浆法的应用 　　由于裂缝修补技术的种类很多，用途也有所不同，因此仅就修补桥梁结构裂缝中应用较多的化学灌浆法进行叙述。化学灌浆中采用环氧树脂灌浆材料及甲基丙烯酸酷类(即甲凝)材料进行修补的结构物裂缝效果最佳，应用也较广泛。 　　3.1化学灌浆法 　　采用化学材料灌浆，修补结构