聚丙烯纖維砂漿在修補工程中的應用

【摘 要】 介紹了M50高標號砂漿的配制及在箱梁缺陷修補中的應用。

【關鍵詞】 聚丙烯 纖維砂漿 修補工程 應用

1.論文摘要

某工程匝道橋第一聯4×20米第一跨箱梁底板與腹板連接處在約18m長范圍內在澆注混凝土施工時由于鋼筋過密、鋼筋間距過小，操作工人振搗不到位導致該處混凝土在振搗時沒有完全密實，出現空洞現象，其寬度最大處65cm、最深處16cm出現底板鋼筋保護層不符合設計及規范、標準要求，混凝土與鋼筋粘接較差的質量問題，影響到橋梁結構的使用安全和結構耐久性。用普通方法修補無法達到預期效果和要求，為了保證該匝道橋在通車后無質量安全隱患，決定在未通車之前對此缺陷進行修補。

2.研究思路

在問題出現后項目部組織專家對該缺陷進行結構安全計算及論證，在得出無結構安全隱患的前提下進行修復處理。處理方案一：采用細石混凝土修補，但經仔細研究不可靠，不能保證缺陷最高處的密實；處理方案二：采用干砸混凝土方法，但此方法對操作工藝要求較高，稍有不慎就會導致混凝土不密實和新老混凝土結合不良好的問題；最后，綜合各方面意見擬采用第三種處理方案：壓漿法；想法是采用將缺陷處用鋼模板封閉再進行壓（注）漿的方法進行修補，原因是漿體流動性好、強度高、對于新老混凝土面的結合也沒有問題。但是，為了解決壓漿成型后修補面的裂紋、收縮和壓漿泵對壓漿稠度要求等問題，需要對漿體原材料進行了重復大量的試驗、篩選。

3.配合比

（表1）考慮到收縮、稠度問題在選擇外加劑的時候要求此外加劑有微膨脹和高減水作用，且和所用水泥的相溶性較好、不泌水。為了解決漿體的收縮裂紋和加荷之后出現裂紋等問題，提高漿體的抗折強度，采用在漿體中加入纖維。

4.施工準備

（1）準備好各種施工用機械設備，包括空壓機、切割機具、打磨機具、電焊機、拌和機具、壓漿泵、注漿嘴、導管等。

（2）購置準備好各種修復施工用材料，包括高標號水泥、膨脹型高效減水劑、加強纖維、新型界面劑、粒度均勻的標準砂等。

（3）在須修復部位搭設供施工用支架平臺，桿件連接必須牢固、安全可靠，并懸掛安全防護網。

（4）準備好拌和機具、各種量具，以保證修復用材料配合比的準確和注漿材料的均勻性。

（5）組織安排好施工人員，并具體分工明確，保證施工質量和效率。

5、施工工序

（1）鑿除全部松散不密實混凝土，并用鋼絲刷把裸露處鋼筋全部刷干凈，再用高壓空氣或水對需修補處進行全面沖洗，以清除雜物及灰塵。

（2）在鑿除完成的新砼面上噴涂新型界面劑，界面劑選用加拿大產賽柏斯水泥基滲透結晶型新型材料，通過賽柏斯特有的活性化學物質，以水為載體，借助滲透作用在混凝土微孔及毛細管中傳輸、充盈，催化混凝土內的微粒和未完全水化的水泥內核再次發生水化作用，形成不溶性枝蔓狀結晶將新老混凝土結合為一個整體。

（3）在完成前序工作后進行模板安裝，此處鑿除的混凝土寬約40～65cm，長約1800cm，高約6～16cm不等，為了方便施工并保證注漿后整個箱梁的外觀良好，經討論決定使用4毫米厚鋼板作為受損梁體處模板，采用焊接加膨脹螺栓錨固方式進行加固，鋼模板內設拉桿并焊接在箍筋上，鋼板之間接縫采用特制速凝密封膠進行填塞，保證須修補處模板內腔的氣密性，從而為注漿作業做好充分的準備。

①鋼板下料。下料工作在地面預先完成，根據梁體受損部位的實際尺寸切割鋼板，打磨清理切割后斷口邊緣熔瘤，按要求預留焊縫寬度。

②安裝膨脹螺栓。為了使鋼板與受損部位的梁體能夠結合牢固，預先在梁體內埋置膨脹螺栓，并在螺栓相對應部位的鋼板上鉆孔，裝好鋼板后緊固螺栓，使鋼板與混凝土表面間隙盡量達到最小值。

③鋼板焊接。為保證鋼模板焊接后不變形，擬采用2.5mm小電流焊條間斷不連續焊縫。

④鋼板及螺栓周邊密封，根據環境氣溫，現場調試 “速凝耐壓密封膠”，密封前要預埋好注漿口和排氣管，注漿口每1米設置一個，每個注漿口處設置閥門，排氣管用直徑為1cm的塑料軟管，排氣管必須伸入梁體受損部位的頂端部；把鋼板慢速擠壓封邊，將密封膠滿鋪一層（厚度為5～10mm），密封后的鋼板不得再次錘擊、振動或焊接。

6、注漿施工

①注漿料的配制。現場準確稱料，采用拌漿劑機干拌5-10min，使聚丙烯纖維充分拌勻，分散在拌和物中，然后再加入拌和水，繼續拌和2min出料。

②注漿料的材料性能。采用42.5#華新保壘牌硅酸鹽水泥，摻20%HL-P管道壓漿劑，為改善砂漿的性能，按每立方米砂漿摻入0.9kg聚丙烯纖維材料，同時摻入30%水泥質量的標準砂。該漿體3d抗壓強度實測達到40.5MPa、7d抗壓強度達到≥60.3MPa、28d抗壓強度達到≥65.8MPa，拌和物流錐時間40s，測試24h體積膨脹率為1%。

③待密封膠膠結性能達到規定強度后（約1d）進行注漿作業，由專人配制注漿料，專人灌注。注漿料在使用前應不停攪拌，注漿順序為先中間再兩邊，在預留的注漿孔處逐根進行灌注，注漿機壓力要求控制在0.3～0.6MPa，壓力過大，密封處容易漏漿，壓力過小，封閉區頂部不易灌實，注漿時速度要求適中，以保證模板空隙內漿料的完全密實及漿料與混凝土的充分浸潤；在注漿的同時，用錘子輕敲鋼板，使漿料流動充分并檢查各空隙處是否有漏注現象的發生；在注漿完成后6小時內，應有專人負責檢查模板的密封情況，發現漏漿時，應立即進行密封，直至漿料固化或不能滲流出來為止。

7、注漿料的養護工作

模板拆除后應做好注漿料的養護工作，用噴霧器或水管直接澆水保濕養護，直至灌漿料達到設計強度為止。

8、外觀修飾

拆除模板后，灌漿料與原梁體混凝土在色澤、平整度等外觀方面不可避免存在一定差別，要先清理修補處接縫位置，以使梁體外觀基本為一個平面，再用水泥灰漿（立幫牌801建筑膠水拌和）進行抹面，以減小修復處與箱梁混凝土之間的色差，達到美觀的效果。

9、結論與建議

（1）在實際施工中，要控制好混凝土原材料的質量是關鍵，禁止所有的材料在使用時，不稱量而采用簡易的體積法計量，特別是外加劑和水.

（2）拌制過程中，每次用水量要嚴格控制，用水量過大導致漿體的流動度將變大，這樣會使固體顆粒快速下沉而影響漿體的流動性和強度。

（3）界面劑材料與水按說明進行配制攪拌。在配制好的漿液中，中途不得再加入干料和水，同時，配制好的漿液最好在20分鐘的時間內用完，如等待時間過長，需做廢棄處理，另行再配。在界面劑材料噴灑完后兩小時，需及時進行灑水保濕養護。

（4）在每次加水之前，先將部分水泥、外加劑、砂和纖維干拌，確保纖維分散后再加水，然后再慢慢加剩余的材料。這樣就避免纖維未拌勻而在壓漿的過程中堵管。

（5）在條件允許的情況下，稍微推遲拆模時間。在拆完模板之后一定要注意表面的養護工作，有如果溫度較高的話最好在噴水后用薄膜覆蓋養護。灑水養護要保證表面始終處于濕潤狀態，養護時間不少于7天。