超细水泥灌浆料在混凝土路面裂缝修补中的应用

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超细水泥灌浆料在混凝土路面裂缝修补中的应用App ia i n o i t m e tGr tn n t e Co r t l to fM nu e Ce c n ou i g i h nc e eRo d F s ur pa r a is e Re i李发军 L F jn I au

摘要：本文结合笔者多年市政工程施工实践经验，细分析了我国公路路面裂缝产生的原因及对详

3路面裂缝修补材料的性 能要求水泥混凝土路面不同于其他混凝土结构物，它是裸露在大自然中的带状结构，路面不仅要经受轮荷载的重复作用，且还要而经受大气温度周期性变化的影响。因此，嵌入路面裂缝的材料应具备良好的物理性质、 化学性质、学性质及耐久性。通过大量的力 混凝土路面裂缝和处治效果的调查分析，考

3 3凝结时间 .

工艺过程完成后，速凝结硬化是路面快裂缝修补的根本要求。作为水泥混凝土路面

维修材料的基本性能要求，并在此基础上进行了优选；对超细水泥灌浆料的性能特点进行详细介绍分析，其施工技术工艺进行了详细阐述，其经济对对高效可靠环保的维修效果进行了科学合理的评价。

裂缝修补材料，一旦灌入路面缝隙，求能要尽快的凝结硬化或固化，早通车，少道尽减路运营障碍和经济损失。34弯拉强度 .与通常建筑结构混凝土相比，面混凝路

关键词：公路路面：缝：裂维修：超细水泥灌浆料注浆

土除车辆静载作用外，承受冲击、动、还振

中国分类号： 4 62 6 U 1 .1文献标识码： B文章编号： 0 8 0 2 (0 80— 1 2 0 1 0— 4 22 0 )5 0 7— 3

虑到水泥混凝土路面结构、材料及施工等方面的主要影响因素，为理想的路面早期裂作缝修补材料，应具备以下性能：

疲劳、磨损等作用，而路面裂缝修补材料同样承受这种作用。此，补材料的 2 d因修 8

弯拉强度也应符合《路水泥混凝土路面公设计规范》 J G D 0 2 0中规定，应 (T 4~ 0 2)即具有与原水泥混凝土路面相当的抗弯拉强度和抗压强度，才能与基质混凝土一起承

受外来荷载。 35界面粘结性能 .路面混凝土裂缝修补后，否与旧混凝能土协调~致地工作，中一个重要的因素是其

1前言 就我国现阶段水泥混凝土路面整体建

3 1旧混凝土有良好的相容性 .与通常要求混凝土路面板应具有较高的弯拉强度、面平整、滑和耐磨。作为混凝表抗土裂缝，别是早期裂缝的灌缝材料，尽特应

设现状而言，在着设计强度低、存面板薄、施工质量差的弊端，之维修不及时，使混加致凝土路面使用一段时间后，坏现象随处可损见，且日益严重。特别是在使用五年以后而会出现各种不同程度的损坏，缝类病害在裂路面病害中所占的比例较大。混凝土路面损坏形式多种多样，要有：缝类、形类、主裂变 接缝损坏类以及表面损坏类。水泥混凝土路面病害中，缝破损最为普遍、重和复杂，裂严 裂缝的表现形式多种多样，例如表面裂缝 (括龟裂 )贯穿裂缝 (向裂缝、向裂包、横纵缝、叉裂缝 )板角断裂以及化学反应引起 交、的裂缝。每种裂缝表观形貌不同，成的原形因不同，应的预防及处治方法也不同。相

可能与基质混凝土相容，其相容性具体表现在弯拉强度、结强度、缩系数、性模粘收弹量、松比、久性、膨胀系数及化学活泊耐热性、色相近等方面。颜 由于常用的沥青类、氧树脂、氯酯环聚

混凝土裂缝修补界面的粘结性能，关系到它

修补的成败以及能否避免二次破坏。工程实践表明：修补界面往往是修补结构中的薄弱部位，由于界面两种材料的性能不同，别特是新材料的收缩会削弱接触面的粘结，且而随着时间的推移，其粘结性能会不断劣化， 降低路面板的承载力和耐久性，使新旧界致面不能协调工作，不到预期的修补效果。达 36收缩性能 .裂缝修补材料的收缩性能直接影响到修补界面的粘结性能。在进行裂缝修补时， 路面混凝土已完成了收缩，新注入的裂缝而修补材料的收缩刚刚开始，将在界面上造必成剪切和拉应力，在荷载及环境因素作

用下，能使界面出现二次开裂。因此，尽量 可应降低修补材料的收缩，其具有较原路面混使凝土更低的收缩，甚至产生微膨胀性能，在界面上产生压应力，以获得理想的界面粘

等有机补缝材料，虽具有强度高、粘结力强、吸水率小、学稳定性好，经受一般溶剂化能的侵蚀、热膨胀系数与体积收缩性低等优

点，但与路用混凝土的基本性能相差较大， 特别是界面性质相差甚远。因此，为了保证新旧材料各种性能的相容性，最好应选用无

机材料作为路面裂缝修补材料。32良好的工作性能 .良好的工作性能是保证混凝土路面裂缝修补是否成功的关键，它包括流动性、可

2路面裂缝修补现状 国内早期最常使用的水泥混凝土路面

灌性、易密性等。裂缝修补的实质在于胶结，增强与加固，何将修补浆液通过灌浆工艺如完全注入裂缝，带有裂缝的混凝土路面板 使变成一个整体，涉及到浆液的流动与变形这性能。

修补材料为沥青质材料，即在路面板与裂缝、断板处灌以沥青，以起到封闭裂缝的作用。这种方法只是一种应急措施，能从根不本上解决混凝土路面裂缝的问题。

作者简介：李发军 (9 1,,澧县人， 1 7一)男湖南湖南省岳阳市市政建设总公司工程师，从事市政道路桥梁施工管理工作。12 7

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表 1 M O G物理性能 F - M的

聚合物组成的高性能灌浆材料，具有良好这

的渗透性及可灌性，具有比有机化学灌浆液更高的强度及耐久性，存在老化现象。不

412安全无污染性。 C GM由无毒 .. MF—无害的无机材料组成，化学组成决定了其其对水、壤、气等周围环境无污染，对于土空相其它灌浆材料而言，具有更高的安全性，属于绿色环保型建材产品。 41 .. 3较高的经济性能。 F— M C GM颗粒超细，达到次纳米级，一般水泥的性能，更突破具

有高流动性、高强度、高渗透性等优越性能。表 2不同水灰比下的 M O G F - M净浆的凝结时间 (小时： 分)

42成份与物理性能 .421MF— M的化学成分 .. C G

MF— C GM主要由氧化钙、化硅、化氧氧

铝、化铁等组成，复合有一定量的高分氧并子聚合物添加剂。 422M F— .. C GM的物理性能表 3 M O G普通硅酸盐水泥砂浆的抗压、折强度对比 (//= . 8// . 5 F - M与抗 WOSO45127)

43技术指标与性能 . 431 C G的凝结时间 ..MF— MMF— C GM在不同水灰比下成型的试

件，以从成型到手指轻压无指印时的时间作为 MF— M凝结时间。 M F— C G C GM凝结时间随着水灰比的加大而延长。 432G C G的强度性能 .. F— M 在相同水灰比时较普通硅酸盐水泥具表 4水灰比W C4 0下，/= .普通水泥与 M C ( F - M未离析浆体体积与时间的关系 ( 3初始浆体体积为 3 0 ) 0m1

有更高的强度。 MF— C GM与普通硅酸盐水泥砂浆的抗压、折强度对比(//= . 5127 抗 W CS 04//.5) 8

433GF GM的粒度分布 .. C— G C GM系采用独特粉磨工艺加工而 F—成，颗粒超细。 GF GM7 0 C— 0 0型中位粒径

D 0约 8m,大粒径 D x 0 可渗透 5 最 ma l 0m,入 f02 .mm细小缝隙中。 GF— C GM8 0、 0 0

G C G 0 0型中位粒径 D 0约 0~2 F— M9 0 5 . 2 m,最大粒径 D x分别口2 和口 1 ,到 ma 0m m达 5

次纳米级，可渗透入入非常细小的空间(如粉砂层空隙或混凝土微裂缝中 ),其颗粒细度已达到或超过国外同类产品的水平。 结，而使界面的过渡层的密实性能得到改从

合，致材料组分发生变化，重影响修补导严效果。因此，要求路面修补材料应具有抵抗这些介质侵入和损害的性能。

434 GF GM浆体的渗透性能 .. C—GF— C GM颗粒非常细小，因而其浆体具有优良的渗透性能，灌入各类土质的地可下基础及非常细微的缝隙结构中，然后固

善，以提高裂缝修补质量。37耐久性 .

同混凝土路面一样，裂缝修补材料灌入路面缝隙后，裸露在大气中，受雨水的仍经

4超细水泥灌浆料的性能占

结，到加固

目的。达

渗入、阳光的照射、水的腐蚀以及车辆的污反复磨损。以往使用的有机裂缝修补材料，例如沥青类材料，温度、气、光和水的在氧阳

随着水灰比的加大， C GM浆体越 GF—接近于液态，单位体积内的 GF— C GM颗粒数量越少，通过细微空间时的阻力越小，通

41特性 . 411效性和可靠性。 C GM是由 ..高 MF—超细水泥、无机超细微料及少量有机高分子

综合作用下，会发生一系列的挥发、氧化、聚

过细微空间的能力(渗透性能 )越强。1 73

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435 GF— .. C GM浆体的稳定性 (沉淀抗性能 )

一

层快硬混凝土而达到修补目的修补方法，般来讲，车对路面的平整度要求较行

(现场配置砂浆，将砂浆沿裂缝两 3)并

属于第一类先破损再修补的修复工艺。一

侧堆设，形成护围： (使用天平、 4)滴管、量筒称量相应的各种原材料，场搅拌成浆体现 ( )拌好的浆体立即倒入作好的护围 5搅的裂缝内，其依靠重力渗入裂缝；使

GF— C GM浆体具有良好的稳定性 ( 抗沉淀性能 )即使在较高水灰比下，分层离析，其也较少，保浆体固化后的结构均匀一致。能确 当然 mi体的稳定性随着水灰比的 n浆加大而有所下降，以在满足可灌性的前提所下，浆体水灰比不宜太大。 436GF GM浆体的流动性 .. C— G C G浆体与普通硅酸盐水泥浆体 F— M相比，具有更好的流动性，可灌性更佳。 GF— C GM流动性随水灰比增加而增大。

高，特别是水泥混凝土路面作为高速路面， 对路面平整度提出了更高的要求，以在修所补时应尽量不要破坏原有路面。

本文选用超细水泥灌浆料的粒度要远远小于裂缝的尺寸，使多粒并存，不可即也能大于裂缝尺寸，以在工艺方面不需对路所面进行任何破损处理。52直接注浆法 .

() 6观察浆体渗入情况，时注意填加随浆料，整个注浆过程保证在浆体搅拌好后1 mi O n以内完成； ( )0 n h后，浆体基本凝结后， 7 3 mi~1待

拆除护围，并铲去

高出路面的材料，意保注持路面整体的平整：(清除修补过程中造成的杂物，补 8)修结束。

该方法主要依靠修补材料自身良好的渗透性能，用于未受泥土侵入或者泥土影适 D甚微的裂缝。向 采用的工具设备主要有：气压缩机 (空气压 10 MP )钢丝刷、> . a、 7螺丝刀、子、锤量筒、铲刀、搅拌锅、平、管。具体操作法如下：天滴 ( )钢丝刷和空气压缩机产生的高压 1用气流清理裂缝内杂物，后用螺丝刀和锤子然清除掉裂缝两侧松动的混凝土； (现场配置砂浆，将砂浆沿裂缝两 2)并侧堆设，成护围：形 (使用天平、 3)滴管、量筒称量相应的各种原材料，场搅拌成浆体；现 (搅拌好的浆体立即倒入作好的护围 4)的裂缝内，其依靠重力渗入裂缝；使

5混凝土路面裂缝修补施 工工艺任何混凝土结构缺陷修补的成功，取 都

54修补施工应注意的问题 .由于裂缝的形成和处理比较复杂，以所应注意到修补的各个细节，取做到一次修争

决于两方面的因素，方面所使用的材料必一须具备良好的路用性能和对环境的适应性能：一个方面施工工艺必须合理、作必另操

补成功，因为不成功的修补相当于对路面的人工二次破坏，修补时应加以注意。在 ( )有的注浆工艺的实现，要与空 1所都气压缩机、丝刀、子和铲刀等必备工具螺锤和仪器相配合：

须精心，二者缺一不可。水泥混凝土路面裂缝破坏类型复杂， 自

然条件苛刻，对修补材料和施工工艺的要求较高，针对这种现实情况，必须确定出合理的施工工艺。

(一定要清除裂缝两侧松动的小混凝 2)土块，则这里又是下一个破损的开始：否 ( )处理裂缝前，以“标先治本” 3未应洽 的方针，了解形成裂缝的原因，合理处先并理之，后进行裂缝修补，果才可能显著；然效

51目前主要通用的修补工艺 .

混凝土路面的裂缝情况比较复杂，修补时都是根据具体情况采取相应的措施，一般来说， 主要分为两大类：一是先破损再修复；二是直接修复法。而目前比较通用的具体修补方法

有压注灌浆法、接灌浆法和条带罩面法。直511注灌浆法 ..压

() 5观察浆体渗入情况，随时注意填加浆料，整个注浆过程保证在浆体搅拌好后1 m i内完成： O n以 ( 3 mi~1 6)0 n ,浆体基本凝结后， h后待 拆除护围，铲去高出路面的材料，意保并注持路面整体的平整； ( )除修补过程中造成的杂物，补 7清修结束。 53扩缝注浆法 .

(路面裂缝较为复杂，具体情况具 4)要体对待。

6结论 因此，凝土路面早期裂缝修补现多采混用改性环氧树脂及聚胺酯，或直接灌入沥青，些有机材料不仅与路面混凝土相容性这差、修补界面要求苛刻、且造价高、利对而不于环保。本文深入地分析了水泥混凝土路面

清除缝隙内泥土杂物，过安置注浆嘴通和封闭裂缝上表面用压力注入浆体，而达从

到修补裂缝的一种工艺。压注灌浆法属于先破损再修复类修补工艺。 512扩缝灌浆法 .-

该方法主要依靠材料自身的渗透性能，但是要求不如“接注浆法”么高，要适直那主

针对局部性裂缝且缝口较宽时，可采用扩缝灌浆法，实质是沿着裂缝使用工具将其缝口扩宽，再除去杂物，然后填入修补材料，从而使裂缝得到修补的方法。扩缝灌浆也属

裂缝修补材料应具有的特殊性质，详细地介绍了超细水泥灌浆料特性、分与物理性能成以及技术指标与性能，是一种具有良好的它力学性能及路用性能、工方便、济环保施经

用于受泥土杂物侵入较为严重的裂缝。该试验采用的工具设备主要有：提式手小型混凝土切割机、空气压缩机 (压≥气

于第一类修复。51,接注浆法 3直

O7 a、 .MP )钢丝刷、螺丝刀、锤子、量筒、铲刀、搅拌锅、平、管。具体操作法如下：天滴 (使用手提式小型混凝土切割机沿着 1)裂缝两侧，出一条上宽 1 mm~1 mm、切 O 5深5 mm~1 mm的 V型，槽： O J 、

的水泥混凝土路面微缝修补材料。

清除缝内杂物，接浆浆体填入裂缝内直的修补方法，属于第二类直接修复工艺。514条带罩面法 .,对贯穿全厚的

较宽裂缝，采用此法修补，方法的实质是通过在裂缝上表面铺设该1 74

参考文献：…刘建 .老混凝土粘结的力学性能研究大连理新工大学土建学院工学博士学位论文 .0 06 2 0 .

() 2用钢丝刷和空气压缩机产生的高压气流清理裂缝内杂物：

【】 2申豫斌新老混凝土粘结界面收缩裂缝和疲劳性能的研究.】 f 汕头大学土木工程系.0 15 D 2 0,.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8ow4.html