聚丙烯纤维砂浆在修补工程中的应用

【摘 要】 介绍了M50高标号砂浆的配制及在箱梁缺陷修补中的应用。

【关键词】 聚丙烯 纤维砂浆 修补工程 应用

1.论文摘要

某工程匝道桥第一联4×20米第一跨箱梁底板与腹板连接处在约18m长范围内在浇注混凝土施工时由于钢筋过密、钢筋间距过小，操作工人振捣不到位导致该处混凝土在振捣时没有完全密实，出现空洞现象，其宽度最大处65cm、最深处16cm出现底板钢筋保护层不符合设计及规范、标准要求，混凝土与钢筋粘接较差的质量问题，影响到桥梁结构的使用安全和结构耐久性。用普通方法修补无法达到预期效果和要求，为了保证该匝道桥在通车后无质量安全隐患，决定在未通车之前对此缺陷进行修补。

2.研究思路

在问题出现后项目部组织专家对该缺陷进行结构安全计算及论证，在得出无结构安全隐患的前提下进行修复处理。处理方案一：采用细石混凝土修补，但经仔细研究不可靠，不能保证缺陷最高处的密实；处理方案二：采用干砸混凝土方法，但此方法对操作工艺要求较高，稍有不慎就会导致混凝土不密实和新老混凝土结合不良好的问题；最后，综合各方面意见拟采用第三种处理方案：压浆法；想法是采用将缺陷处用钢模板封闭再进行压（注）浆的方法进行修补，原因是浆体流动性好、强度高、对于新老混凝土面的结合也没有问题。但是，为了解决压浆成型后修补面的裂纹、收缩和压浆泵对压浆稠度要求等问题，需要对浆体原材料进行了重复大量的试验、筛选。

3.配合比

（表1）考虑到收缩、稠度问题在选择外加剂的时候要求此外加剂有微膨胀和高减水作用，且和所用水泥的相溶性较好、不泌水。为了解决浆体的收缩裂纹和加荷之后出现裂纹等问题，提高浆体的抗折强度，采用在浆体中加入纤维。

4.施工准备

（1）准备好各种施工用机械设备，包括空压机、切割机具、打磨机具、电焊机、拌和机具、压浆泵、注浆嘴、导管等。

（2）购置准备好各种修复施工用材料，包括高标号水泥、膨胀型高效减水剂、加强纤维、新型界面剂、粒度均匀的标准砂等。

（3）在须修复部位搭设供施工用支架平台，杆件连接必须牢固、安全可靠，并悬挂安全防护网。

（4）准备好拌和机具、各种量具，以保证修复用材料配合比的准确和注浆材料的均匀性。

（5）组织安排好施工人员，并具体分工明确，保证施工质量和效率。

5、施工工序

（1）凿除全部松散不密实混凝土，并用钢丝刷把处钢筋全部刷干净，再用高压空气或水对需修补处进行全面冲洗，以清除杂物及灰尘。

（2）在凿除完成的新砼面上喷涂新型界面剂，界面剂选用加拿大产赛柏斯水泥基渗透结晶型新型材料，通过赛柏斯特有的活性化学物质，以水为载体，借助渗透作用在混凝土微孔及毛细管中传输、充盈，催化混凝土内的微粒和未完全水化的水泥内核再次发生水化作用，形成不溶性枝蔓状结晶将新老混凝土结合为一个整体。

（3）在完成前序工作后进行模板安装，此处凿除的混凝土宽约40～65cm，长约1800cm，高约6～16cm不等，为了方便施工并保证注浆后整个箱梁的外观良好，经讨论决定使用4毫米厚钢板作为受损梁体处模板，采用焊接加膨胀螺栓锚固方式进行加固，钢模板内设拉杆并焊接在箍筋上，钢板之间接缝采用特制速凝密封胶进行填塞，保证须修补处模板内腔的气密性，从而为注浆作业做好充分的准备。

①钢板下料。下料工作在地面预先完成，根据梁体受损部位的实际尺寸切割钢板，打磨清理切割后断口边缘熔瘤，按要求预留焊缝宽度。

②安装膨胀螺栓。为了使钢板与受损部位的梁体能够结合牢固，预先在梁体内埋置膨胀螺栓，并在螺栓相对应部位的钢板上钻孔，装好钢板后紧固螺栓，使钢板与混凝土表面间隙尽量达到最小值。

③钢板焊接。为保证钢模板焊接后不变形，拟采用2.5mm小电流焊条间断不连续焊缝。

④钢板及螺栓周边密封，根据环境气温，现场调试 “速凝耐压密封胶”，密封前要预埋好注浆口和排气管，注浆口每1米设置一个，每个注浆口处设置阀门，排气管用直径为1cm的塑料软管，排气管必须伸入梁体受损部位的顶端部；把钢板慢速挤压封边，将密封胶满铺一层（厚度为5～10mm），密封后的钢板不得再次锤击、振动或焊接。

6、注浆施工

①注浆料的配制。现场准确称料，采用拌浆剂机干拌5-10min，使聚丙烯纤维充分拌匀，分散在拌和物中，然后再加入拌和水，继续拌和2min出料。

②注浆料的材料性能。采用42.5#华新保垒牌硅酸盐水泥，掺20%HL-P管道压浆剂，为改善砂浆的性能，按每立方米砂浆掺入0.9kg聚丙烯纤维材料，同时掺入30%水泥质量的标准砂。该浆体3d抗压强度实测达到40.5MPa、7d抗压强度达到≥60.3MPa、28d抗压强度达到≥65.8MPa，拌和物流锥时间40s，测试24h体积膨胀率为1%。

③待密封胶胶结性能达到规定强度后（约1d）进行注浆作业，由专人配制注浆料，专人灌注。注浆料在使用前应不停搅拌，注浆顺序为先中间再两边，在预留的注浆孔处逐根进行灌注，注浆机压力要求控制在0.3～0.6MPa，压力过大，密封处容易漏浆，压力过小，封闭区顶部不易灌实，注浆时速度要求适中，以保证模板空隙内浆料的完全密实及浆料与混凝土的充分浸润；在注浆的同时，用锤子轻敲钢板，使浆料流动充分并检查各空隙处是否有漏注现象的发生；在注浆完成后6小时内，应有专人负责检查模板的密封情况，发现漏浆时，应立即进行密封，直至浆料固化或不能渗流出来为止。

7、注浆料的养护工作

模板拆除后应做好注浆料的养护工作，用喷雾器或水管直接浇水保湿养护，直至灌浆料达到设计强度为止。

8、外观修饰

拆除模板后，灌浆料与原梁体混凝土在色泽、平整度等外观方面不可避免存在一定差别，要先清理修补处接缝位置，以使梁体外观基本为一个平面，再用水泥灰浆（立帮牌801建筑胶水拌和）进行抹面，以减小修复处与箱梁混凝土之间的色差，达到美观的效果。

9、结论与建议

（1）在实际施工中，要控制好混凝土原材料的质量是关键，禁止所有的材料在使用时，不称量而采用简易的体积法计量，特别是外加剂和水.

（2）拌制过程中，每次用水量要严格控制，用水量过大导致浆体的流动度将变大，这样会使固体颗粒快速下沉而影响浆体的流动性和强度。

（3）界面剂材料与水按说明进行配制搅拌。在配制好的浆液中，中途不得再加入干料和水，同时，配制好的浆液最好在20分钟的时间内用完，如等待时间过长，需做废弃处理，另行再配。在界面剂材料喷洒完后两小时，需及时进行洒水保湿养护。

（4）在每次加水之前，先将部分水泥、外加剂、砂和纤维干拌，确保纤维分散后再加水，然后再慢慢加剩余的材料。这样就避免纤维未拌匀而在压浆的过程中堵管。

（5）在条件允许的情况下，稍微推迟拆模时间。在拆完模板之后一定要注意表面的养护工作，有如果温度较高的话最好在喷水后用薄膜覆盖养护。洒水养护要保证表面始终处于湿润状态，养护时间不少于7天。