專利名稱：一種用多縫開裂水泥基復(fù)合材料修補混凝土裂縫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于混凝土的增強技術(shù)領(lǐng)域，涉及利用在拉伸荷載作用下可產(chǎn)生多條細密
裂縫的多縫開裂水泥基復(fù)合材料修補混凝土裂縫的方法。
背景技術(shù)：
—般常用的混凝土裂縫修補技術(shù)，是將老混凝土鑿毛，采用砂漿、纖維混凝土等抹面修補。但由于砂漿、纖維混凝土等修補材料抗拉強度較小，修補層易開裂，并形成貫穿老混凝土裂縫的寬度較大的主裂縫，導(dǎo)致有害侵蝕物質(zhì)滲入老混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，不能充分實現(xiàn)止裂、保護建筑結(jié)構(gòu)的目的。 多縫開裂水泥基復(fù)合材料是一種較為理想的混凝土補強加固材料，也可以稱之為多縫開裂應(yīng)變硬化水泥基復(fù)合材料，是指在拉伸荷載作用下可產(chǎn)生多條細密裂縫的水泥基復(fù)合材料，是一種使用短纖維增強的水泥基復(fù)合材料，硬化后具有顯著的應(yīng)變硬化特征，極限拉應(yīng)變達到1%以上，在拉伸荷載作用下可產(chǎn)生多條細裂縫，直接拉伸荷載達到峰值時對應(yīng)試件的平均裂縫寬度在0. lmm以下，由收縮應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫寬度一般都小于0. 05mm，可滿足許多工程對無害化裂縫寬度的限制要求。 根據(jù)已有技術(shù)，多縫開裂水泥基復(fù)合材料采用的成分有水泥、水、纖維、精細骨料、活性礦物摻合料(粉煤灰、硅灰、?；郀t礦渣、偏高嶺土中的一種或多種)，其中精細骨料和活性礦物摻合料的重量組分的最小值可以為0。 2004年Fukuda等人發(fā)表在Proc. of the Japan Concrete Institute (日本混凝土協(xié)會論文集，26巻，第2期，1693-1698頁)的文章"Effect of ECC OverlayReinforcementMethod on Steel Plate Deck Attached with FRP Dowels"中給出了一種多縫開裂水泥基
復(fù)合材料的配比為(水泥+粉煤灰)水沙=1 : 0.422 : o.7(重量比)，聚乙烯醇纖
維含量為2%。 2005年Maalej等人發(fā)表在Journal of Materials in Civil Engineering(17巻， 第2其月，143-152頁)的 文 章"Behavior of Hybrid-Fiber EngineeredCementitiousComposites Subjected to Dynamic Tensile Loading and Projectile
impact"中給出了一種多縫開裂水泥基復(fù)合材料的配比為水泥水硅灰減水劑=i : 0.28 : o.i : o. 02(重量比)，聚乙烯纖維體積為復(fù)合材料總體積的i. 5%。 申請?zhí)枮?00510046878.X的中國專利，在實施例中公開了一種具有多縫開
裂特性的水泥基復(fù)合材料的配比，各成分重量比為水泥水沙粉煤灰減水劑=i : o. 56 : o. 8 : i. 2 : o. 032，纖維體積摻量為2%。 現(xiàn)有的修補混凝土裂縫技術(shù)，是將老混凝土裂縫進行灌漿處理后，對老混凝土修
補面進行鑿毛，以增強新老混凝土之間的界面粘結(jié)強度，再覆蓋一層修補材料，但由于一般的修補材料(普通砂漿、環(huán)氧砂漿、混凝土、纖維混凝土等)較低的抗裂能力和單一裂縫破壞特性，修補層一旦開裂就易形成主裂縫。當使用上述多縫開裂水泥基復(fù)合材料做修補材料時，該材料具備多條細密裂紋的微觀開裂模式，比其他修補材料產(chǎn)生的裂縫寬度小，也更
3細密；但是由于在外界荷載和溫度應(yīng)力作用下，老混凝土裂縫周邊存在較大的應(yīng)力，容易造成裂縫上端修補層的應(yīng)力集中，產(chǎn)生貫穿性主裂縫，最終導(dǎo)致修補層的破壞。因此對混凝土裂縫的修補，不僅需要具有較好抗裂性能的修補材料，而且需要能減緩和防止形成貫穿性主裂縫的修補方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多縫開裂水泥基復(fù)合材料修補混凝土裂縫的方法，能更好地發(fā)揮材料的裂縫分散能力，使修補層裂縫細密，防止新修補層形成貫穿性主裂縫，修補后的結(jié)構(gòu)能達到無害裂縫要求。 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。 —種用多縫開裂水泥基復(fù)合材料修補混凝土裂縫的方法，采用多縫開裂水泥基復(fù)合材料覆蓋在混凝土外表面作為修補層，多縫開裂水泥基復(fù)合材料在拉伸荷載作用下極限拉應(yīng)變達到1 %以上，可產(chǎn)生多條細密裂縫，本發(fā)明的特征在于，在澆注多縫開裂水泥基復(fù)合材料之前，將混凝土外表面裂縫周邊打磨光滑或設(shè)置隔離層，以減弱或消除裂縫周邊混凝土與多縫開裂水泥基復(fù)合材料之間的粘結(jié)強度；采用澆注漿體或先澆注一薄層漿體后覆蓋預(yù)制板的方式，將多縫開裂水泥基復(fù)合材料覆蓋在混凝土外表面；所采用的多縫開裂水泥基復(fù)合材料包含的各成分的重量比為 水泥水精細骨料粉煤灰硅灰?；郀t礦渣偏高嶺土= i : (o. 27 2.2) : (o 3) : (o 6.9) : (o o. 3) : (o o. 55) : (o o. 4)并含有體積為復(fù)
合材料總體積1% 3%的纖維，精細骨料的粒徑小于或等于0. 6mm。 混凝土外表面裂縫周邊打磨光滑或設(shè)置隔離層的范圍可以為從裂縫周邊各方向?qū)ν庋由? 80mm，最佳范圍為5 50mm。 采用先澆注一薄層多縫開裂水泥基復(fù)合材料漿體、后覆蓋多縫開裂水泥基復(fù)合材料預(yù)制板的方式時，漿體是作為粘貼預(yù)制板的膠層。覆蓋預(yù)制板前，可以將預(yù)制板與澆注漿體粘合的一面預(yù)先涂上一薄層同樣的漿體，使覆蓋后的預(yù)制板與漿體結(jié)合牢固，無孔洞。
預(yù)制板與漿體粘合的表面可以是平面，也可以是波紋面或其他凹凸面，以增加預(yù)制件表面摩擦力，增強預(yù)制件與混凝土之間的粘結(jié)能力。 制作多縫開裂水泥基復(fù)合材料時，精細骨料、粉煤灰、硅灰、?；郀t礦渣、偏高嶺
土的重量組分最好不同時均為o，還可以根據(jù)需要適量加入減水劑、消泡劑、引氣劑、增稠
劑、甲基纖維素等化學(xué)外加劑，其用法和用量與制作普通混凝土或普通纖維混凝土相同。
纖維可以采用聚乙烯纖維、聚乙烯醇纖維、芳綸纖維、耐堿玻璃纖維、碳纖維、芳香族聚酰胺纖維、鋼纖維、聚丙烯纖維、凱夫拉爾纖維，光譜纖維等一種或一種以上多種組合。
隔離層可采用塑料薄膜、防水膠帶、防水油紙、防水材料薄膜、聚酰亞胺膠帶、絕緣材料、電工絕緣膠帶等較薄的且與混凝土之間粘結(jié)較弱的材料。 通過混凝土裂縫修補效果的測定實驗證明，采用多縫開裂水泥基復(fù)合材料修補混凝土裂縫，當受到外界荷載時，其破壞過程先是修補層與老混凝土發(fā)生界面剝離，然后產(chǎn)生材料裂縫，材料裂縫和界面裂縫交替出現(xiàn)。隨著外界荷載的進一步增長，材料裂縫增大，以材料開裂為主，界面裂縫逐漸擴展滯緩，界面裂縫的擴展最終是由修補層的材料強度控制的，當達到極限強度時，材料達到極限抗拉強度，界面裂縫也停止擴展。這時材料進入裂縫
4局部化擴展階段，逐漸形成主裂縫，界面裂縫已經(jīng)不再擴展，隨著材料裂縫寬度不斷增大，修補層發(fā)生最終斷裂。多縫開裂水泥基復(fù)合材料修補層的裂縫分布范圍由界面剝離長度控制，剝離越長，修補層材料裂縫分布范圍越大。將混凝土表面處理光滑，以減弱修補層和混凝土之間的界面粘結(jié)強度，界面裂縫擴展長度增大，能夠增加修補層和混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)的撓度與延性，應(yīng)力能平均分配在修補層上，同等荷載條件下能量更多耗損在界面裂縫擴展上，推遲裂縫嵌入修補材料中。因此在光滑表面混凝土上的修補層，比粗糙表面混凝土上的修補層裂縫分散效果更好。 因此，通過在混凝土外表面裂縫周邊打磨光滑或設(shè)置隔離層的區(qū)域，減弱或消除
裂縫周邊混凝土與多縫開裂水泥基復(fù)合材料之間粘結(jié)強度，修補層可以不受原混凝土裂縫
應(yīng)力集中的影響，重新分配荷載，增加復(fù)合結(jié)構(gòu)的撓度與延性，充分利用材料本身特性，防
止主裂縫的生成，裂縫更細密，體現(xiàn)更為優(yōu)越的應(yīng)變硬化特性；通過脫粘還可適當增加界面
剝離長度，使修補層發(fā)生的裂縫在較大的區(qū)域內(nèi)均勻分布，裂縫充分均勻細密。 采用粘貼預(yù)制板的方式，可以形成兩個界面，在外荷載及收縮應(yīng)力作用下，兩個界
面均會產(chǎn)生界面裂縫，修補層表面的裂縫經(jīng)過兩次分散，同等荷載條件下能量更多耗損在
界面裂縫擴展上，推遲裂縫嵌入多縫開裂水泥基復(fù)合材料中，誘導(dǎo)修補材料的裂縫分散，提
高其分散裂縫能力，預(yù)制板表面裂縫更加均勻細密。 本發(fā)明給出了所采用的多縫開裂水泥基復(fù)合材料纖維體積含量、精細骨料粒徑以
及各成分重量比的范圍。在拉伸荷載作用下可產(chǎn)生多條細密裂縫、具有多縫開裂應(yīng)變硬化
特性的水泥基復(fù)合材料的配比不限于此范圍，它們也適用于本發(fā)明的修補方法。 施工時，將裂縫周邊混凝土打磨成光滑表面，將混凝土表面其他區(qū)域進行銑刨、拉
毛或鑿毛處理，然后采用高壓氣體或刷子清理老混凝土表面，再澆水清洗后，對老混凝土裂
縫進行灌漿處理，灌漿材料可采用水泥或環(huán)氧水泥砂漿等普通灌漿材料；采用在裂縫周邊
設(shè)置隔離層方式時，仍采用上述步驟，只是不用先將裂縫周邊打磨光滑，清洗、灌漿后待混
凝土裂縫周邊的修補面及灌漿材料略干，在裂縫周邊設(shè)置隔離層。也可以先將裂縫周邊打
磨光滑，再設(shè)置隔離層。 澆筑多縫開裂水泥基復(fù)合材料前，按常規(guī)混凝土修補方法，用水再次浸濕老混凝土表面，使水自然浸透，結(jié)合面不留水跡，僅保持稍微濕潤的狀態(tài)；澆筑多縫開裂水泥基復(fù)合材料并抹平處理后，按常規(guī)澆水養(yǎng)護到齡期，澆注層厚度一般大于5mm。采用先澆注一薄層漿體后覆蓋預(yù)制板的方式時，可以先在混凝土表面放置與漿體厚度相同、用來支撐預(yù)制板的小塊墊板，再澆筑多縫開裂水泥基復(fù)合材料漿體，然后將預(yù)制板與澆注漿體粘合的一面預(yù)先涂上一薄層同樣的漿體，漿體總厚度略高于墊板厚度， 一般大于3mm，再將預(yù)制板粘貼到混凝土的修補面上，加壓，當漿體稍硬，不會塌陷時，抽出墊板(也可以不用抽出)，用抹子清理溢出漿體，密封邊緣空隙，澆水養(yǎng)護到齡期。 當修補飛機場跑道、混凝土路面等混凝土構(gòu)件時，由于它們對修補層與混凝土之間界面的粘結(jié)強度要求不高，所以施工時可以只對裂縫周邊打磨光滑或設(shè)置隔離層，不用對整個混凝土表面做銑刨、拉毛或鑿毛處理，采用原混凝土自然表面，減小整個界面粘結(jié)強度，能更好的發(fā)揮修補材料的特性，并提高施工速度。 本發(fā)明可解決現(xiàn)有的裂縫止裂技術(shù)中因應(yīng)力集中而導(dǎo)致修補層開裂的問題，能防止形成貫穿性裂縫，充分發(fā)揮多縫開裂水泥基復(fù)合材料的應(yīng)變硬化特性能，提高其分散裂
5縫能力，達到更好的止裂效果。在外界環(huán)境收縮應(yīng)力的作用下，修補層裂縫寬度一般可小于 0. 05mm，遠小于各類規(guī)范對裂縫寬度的限定值，能阻止有害物質(zhì)的侵襲，可達到無害裂縫要 求，提高結(jié)構(gòu)壽命。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于混凝土路面、飛機機場跑道、大壩止裂帶以及橋體 表面板等混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫修補。使用預(yù)制板還能避免施工抹面，便于實施機械化流水作 業(yè)或半自動作業(yè)，加快施工速度。


圖1為混凝土外表面裂縫周邊打磨光滑或設(shè)置隔離層平面示意圖。
圖中1為混凝土結(jié)構(gòu)，2為混凝土裂縫，3為裂縫周邊打磨光滑或設(shè)置隔離層區(qū)域。
圖2為混凝土外表面裂縫周邊打磨光滑或設(shè)置隔離層、現(xiàn)場澆注多縫開裂水泥基 復(fù)合材料修補混凝土裂縫，以及修補層裂縫分布示意圖。 圖中4為現(xiàn)澆多縫開裂水泥基復(fù)合材料，5為修補層受外界荷載后產(chǎn)生的均勻分 布的細裂縫，A1、A2為老混凝土與現(xiàn)澆修補層之間界面剝離的終止位置，左右橫向和斜上箭 頭分別表示界面裂縫擴展方向和修補層裂縫擴展方向。 圖3為混凝土外表面裂縫周邊打磨光滑或設(shè)置隔離層、先澆注一薄層多縫開裂水 泥基復(fù)合材料漿體、再覆蓋預(yù)制板方式修補混凝土裂縫，以及修補層裂縫分布示意圖。
圖中4為現(xiàn)澆的一薄層多縫開裂水泥基復(fù)合材料漿體，5為現(xiàn)澆(膠)層受外界荷 載后產(chǎn)生的均勻分布的細裂縫，6為多縫開裂水泥基復(fù)合材料預(yù)制板，7為預(yù)制板受外界荷 載后產(chǎn)生的均勻分布的細裂縫，A1、A2、B1、B2為界面剝離的終止位置，左右橫向和斜上箭頭 分別表示界面裂縫擴展方向和修補層裂縫擴展方向。 圖4-A為混凝土外表面裂縫周邊設(shè)置隔離層、現(xiàn)澆多縫開裂水泥基復(fù)合材料修補 后的加載試驗結(jié)果照片，圖中8為測量修復(fù)層變形的儀器LVDT。 圖4-B為與圖4-A相同混凝土裂縫的周邊未設(shè)置隔離層、現(xiàn)澆相同配比多縫開裂 水泥基復(fù)合材料修補后加載試驗結(jié)果照片，圖中9為貫穿性主裂縫。 圖4-C為與圖4-A相同混凝土裂縫的周邊設(shè)置隔離層、現(xiàn)澆砂漿材料修補后的加 載試驗結(jié)果照片，圖中10為砂漿材料修補層，11為砂漿修補層加載試驗后產(chǎn)生的裂縫
圖5-A為混凝土外表面裂縫周邊設(shè)置隔離層、先澆注一薄層多縫開裂水泥基復(fù)合 材料漿體、再覆蓋預(yù)制板修補后的加載試驗結(jié)果照片。 圖5-B為與圖5-A相同混凝土裂縫的周邊設(shè)置隔離層、現(xiàn)澆相同配比多縫開裂水 泥基復(fù)合材料修補后的加載試驗結(jié)果照片。 圖5-C為與圖5-A相同混凝土裂縫的周邊設(shè)置隔離層、現(xiàn)澆鋼纖維材料修補后的 加載試驗結(jié)果照片，圖中12為鋼纖維混凝土， 13為鋼纖維混凝土修補層加載試驗后產(chǎn)生的 裂縫。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。 實施例1用多縫開裂水泥基復(fù)合材料，采用裂縫周圍設(shè)置隔離層、現(xiàn)澆方式修補 混凝土裂縫。
多縫開裂水泥基復(fù)合材料各成分重量比為水泥水沙粉煤灰硅灰減水劑=i : 1.58 : 1.5 : 2.0 : o. 15 : o.02，還含有體積為復(fù)合材料總體積2%的聚乙烯
醇纖維，沙子最大粒徑為O. 2mm ;水泥類型為PI142. 5R，粉煤灰為I級粉煤灰，減水劑為聚羧 酸鹽類減水劑。 參見圖1、圖2，混凝土結(jié)構(gòu)采用兩塊分離的棱柱體，兩塊混凝土之間為預(yù)制混凝 土裂縫，裂縫長度為50mm。去除混凝土表面浮塵，清洗表面，待表面略干后，將混凝土裂縫2 周邊各向外25mm區(qū)域3粘貼防水膠帶(設(shè)置隔離層)。 用水再次浸濕混凝土表面，使水自然浸透，結(jié)合面不留水跡，僅保持稍微濕潤的狀 態(tài)；將多縫開裂水泥基復(fù)合材料按上述配比攪拌均勻后，澆注到呈微濕潤的狀態(tài)混凝土表 面，形成修補層4，修補層厚度為50mm，澆水養(yǎng)護到齡期。 對修補層和混凝土的復(fù)合結(jié)構(gòu)采用四點彎曲加載試驗，考察本方法修補混凝土裂 縫的效果，加載方式為位移控制。結(jié)果表明，修補層裂縫5分布在界面剝離范圍A 4內(nèi)， 裂縫分布均勻細密，在峰值荷載時，最大裂縫寬度小于0. 08mm。試驗結(jié)果照片見圖4-A。
對比實驗 1)用同樣配比的多縫開裂水泥基復(fù)合材料，在不設(shè)置隔離層的情況下，修補相同 的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。修補層/混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)四點彎曲加載試驗結(jié)果見圖4-B，修補層形成 主裂縫9。 2)在設(shè)置相同隔離層的情況下，用普通砂漿材料修補相同的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。修 補層/混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)四點彎曲加載試驗結(jié)果見圖4-C，砂漿修補層10形成主裂縫11。
圖4-A的裂縫分散效果明顯好于圖4-B，說明由于隔離層的布置，使混凝土基體與 修補層之間形成界面分離，修補層裂縫分布范圍增大，因此裂縫分散效果較好，形成大量細 密裂縫，避免了主裂縫的形成。而砂漿材料修補的試件，如圖4-C所示，雖然設(shè)置了隔離層， 但是試件破壞后仍只存在一個主裂縫，這是由砂漿自身的抗裂能力和單一裂縫破壞特性決 定的，修補層一旦開裂就直接形成主裂縫。 實施例2采用裂縫周圍設(shè)置隔離層、先澆注一薄層多縫開裂水泥基復(fù)合材料漿體 后覆蓋預(yù)制板方式修補裂縫。 多縫開裂水泥基復(fù)合材料各成分的重量比為水泥水沙粉煤灰硅灰減 水劑=i : 1.23 : 1.2 : 1.8 : 0.12 : o.oi，還含有體積為復(fù)合材料總體積2%的聚乙
烯醇纖維，水泥類型為PII42. 5R，沙子最大粒徑為0. 2mm，粉煤灰為I級粉煤灰，減水劑為聚 羧酸鹽類減水劑。 參見圖1、圖3，混凝土結(jié)構(gòu)采用兩塊分離的棱柱體，兩塊混凝土之間為預(yù)制混凝 土裂縫，裂縫長度為100mm。去除混凝土表面浮塵，清洗表面，待表面略干后，將混凝土裂縫 2周邊各向外25mm區(qū)域3粘貼防水膠帶(設(shè)置隔離層)。 用水再次浸濕混凝土表面，使水自然浸透，結(jié)合面不留水跡，僅保持稍微濕潤的狀 態(tài)；在混凝土基體上放置墊板，以確保預(yù)制板與混凝土之間的膠層厚度。
按照配比準備多縫開裂水泥基復(fù)合材料，用模具制作預(yù)制板，厚度為26mm，待 24 48小時后漿料初凝，脫模，標準條件下養(yǎng)護28天。 在混凝土表面鋪設(shè)一層多縫開裂水泥基復(fù)合材料漿體4，預(yù)制板6準備與漿體粘 合的一側(cè)也涂敷一層1 2mm漿體，漿體總厚度略高于墊板厚度，然后將預(yù)制板粘貼到混凝 土上，重物加壓，當漿體稍硬，不會塌陷時，抽出墊板，用抹子清理溢出漿體，密封邊緣空隙。48小時后，放置到養(yǎng)護室標準條件養(yǎng)護28天。 對修補層和混凝土的復(fù)合結(jié)構(gòu)采用四點彎曲加載試驗，考察本方法修補混凝土裂 縫的效果，加載方式為位移控制。結(jié)果表明，現(xiàn)澆膠層裂縫5分布在現(xiàn)澆膠層與混凝土界面 的剝離范圍A A2內(nèi)，預(yù)制板裂縫7分布在預(yù)制板與現(xiàn)澆膠層界面的剝離范圍B工 B2內(nèi)， 裂縫7更加均勻細密，在峰值荷載時，最大裂縫寬度小于0. 04mm。試驗結(jié)果照片見圖5_A。
對比實驗 1)設(shè)置隔離層，用同樣配比的多縫開裂水泥基復(fù)合材料，采用現(xiàn)澆方式修補相同
的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。修補層/混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)四點彎曲加載試驗結(jié)果見圖5-B。 2)設(shè)置隔離層，用鋼纖維混凝土，現(xiàn)澆方式修補相同的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，鋼纖維混
凝土成分含量為水泥水沙石子=i : 0.48 : 1.76 : 2.64(重量比)，鋼纖維的體積
為材料總體積的1%，采用42. 5R P *II普通硅酸鹽水泥，沙子最大粒徑為lmm，石子的最大 粒徑為10mm。修補層/混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)四點彎曲加載試驗結(jié)果見圖5-C，鋼纖維混凝土修 補層12形成主裂縫13。 在峰值荷載時，測得三種方式最大主裂縫寬度分別為0. 036mm，0. 078mm， 2. 62mm， 裂縫數(shù)目分別為為47條，10條，2條，如圖(照片)5-A、5-B、5-C所示，5-A中的預(yù)制板裂縫 7是被描黑后拍照的。 覆蓋預(yù)制板方式修補，可產(chǎn)生現(xiàn)澆膠層/混凝土、預(yù)制板/現(xiàn)澆膠層兩個界面，當 荷載增加時，現(xiàn)澆膠層與混凝土之間界面開裂，界面裂縫與嵌入現(xiàn)澆膠層裂縫交替發(fā)生，隨 后裂縫進入到預(yù)制板/現(xiàn)澆膠層界面，界面裂縫進一步擴展，同等荷載條件下能量更多耗 損在界面裂縫擴展上，進一步推遲裂縫嵌入修補材料中，預(yù)制板表面裂縫相比現(xiàn)澆修補方 式更加均勻細密。 由于鋼纖維修補層的抗裂能力和極限拉應(yīng)變遠小于多縫開裂水泥基復(fù)合材料，因 此澆注鋼纖維混凝土修補層以前，雖然混凝土裂縫周圍設(shè)置了隔離層，但修補層仍存在較 寬的裂縫，修補層一旦開裂就直接形成主裂縫。 實施例3，用多縫開裂水泥基復(fù)合材料，采用裂縫周圍打磨光滑、現(xiàn)澆方式修補水 工建筑物壩體表面混凝土裂縫。 多縫開裂水泥基復(fù)合材料各成分重量比為水泥水沙粉煤灰粒化高爐礦 渣偏高嶺土 減水劑消泡劑增稠劑=i : 2.2 : i. 4 : 6.9 : o. 55 : o. 12 : o. oos : o.
oi : 0.005，還含有體積為復(fù)合材料總體積1.0%的芳香族聚酰胺纖維和碳纖維的混雜纖維
(兩者重量比為2 : 1)，水泥類型為PII32.5R，沙子最大粒徑為0.45mm，粉煤灰為II級粉
煤灰，減水劑為聚羧酸鹽類減水劑。
施工步驟如下 1)將從混凝土外表面裂縫周邊各方向?qū)ν庋由旒s35mm區(qū)域打磨光滑，混凝土外
表面其他區(qū)域進行銑刨、拉毛或鑿毛處理； 2)采用高壓氣體或刷子清理表面，然后澆水清洗； 3)對壩體裂縫進行清理、灌漿處理，灌漿材料可采用水泥或環(huán)氧水泥砂漿等普通 灌漿材料； 4)待灌漿材料略干，用水再次浸濕老混凝土表面，使水自然浸透，結(jié)合面不留水 跡，僅保持稍微濕潤的狀態(tài)，隨即澆筑多縫開裂水泥基復(fù)合材料，澆筑厚度60mm，抹面處理； 5)澆水養(yǎng)護到齡期。 實施例4，采用設(shè)置隔離層，先澆注一薄層多縫開裂水泥基復(fù)合材料漿體后覆蓋預(yù) 制板方式，對受溫度影響而產(chǎn)生大面積收縮裂縫的橋面板的修補施工。 多縫開裂水泥基復(fù)合材料各成分重量比為水泥水沙粉煤灰硅灰偏高 嶺土 :減水劑:引氣劑:甲基纖維素=i : i. 8 : 3. o : 4.2 : o. 3 : o. 4 : o. 02 : o. 006 : o.
022，還含有體積為復(fù)合材料總體積3. 0%的凱夫拉爾纖維、聚乙烯纖維、芳綸纖維的混雜纖 維(重量比為l : 1 : 2)，水泥類型為PII52.5R，沙子最大粒徑為0.6mm，粉煤灰為I級粉 煤灰，減水劑為聚羧酸鹽類減水劑。
施工步驟如下 1)將從混凝土外表面裂縫周邊各方向?qū)ν庋由旒s80mm區(qū)域打磨光滑，混凝土外 表面其他區(qū)域進行銑刨、拉毛或鑿毛處理(也可以采用混凝土自然表面不做處理)；
2)采用高壓氣體或刷子清理表面，然后澆水清洗； 3)對橋面板裂縫進行清理、灌漿處理，灌漿材料可采用水泥或環(huán)氧水泥砂漿等普 通灌漿材料； 4)待灌漿材料及混凝土裂縫周邊的修補面略干后，在裂縫周邊各方向?qū)ν庋由旒s 80mm區(qū)域布置塑料膠膜。 5)用水再次浸濕老混凝土表面，使水自然浸透，結(jié)合面不留水跡，僅保持稍微濕潤 的狀態(tài)。 6)在老混凝土表面放置小塊墊板，以確保預(yù)制板與混凝土結(jié)合擠壓過程中膠層的 厚度，墊板厚度為10mm，等于成型后界面的現(xiàn)澆膠層厚度。 7)澆筑一層多縫開裂水泥基復(fù)合材料漿體，將厚度為40mm、表面涂有相同漿體的 預(yù)制板粘貼到已澆筑一層漿體(現(xiàn)澆膠層)的混凝土的修補面上，涂有漿體的表面與現(xiàn)澆 膠層粘合，漿體總厚度稍高于墊板厚度，加壓。 8)當漿體稍硬，不會塌陷時，抽出墊板，用抹子清理溢出漿體，密封邊緣空隙?；?qū)?墊板永久澆筑在界面粘結(jié)層中，澆水養(yǎng)護到齡期。
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權(quán)利要求
一種用多縫開裂水泥基復(fù)合材料修補混凝土裂縫的方法，采用多縫開裂水泥基復(fù)合材料覆蓋在混凝土外表面作為修補層，多縫開裂水泥基復(fù)合材料在拉伸荷載作用下極限拉應(yīng)變達到1％以上，可產(chǎn)生多條細密裂縫，其特征在于，在澆注多縫開裂水泥基復(fù)合材料之前，將混凝土外表面裂縫周邊打磨光滑或設(shè)置隔離層，以減弱或消除裂縫周邊混凝土與多縫開裂水泥基復(fù)合材料之間的粘結(jié)強度；采用澆注漿體或先澆注一薄層漿體后覆蓋預(yù)制板的方式，將多縫開裂水泥基復(fù)合材料覆蓋在混凝土外表面；所采用的多縫開裂水泥基復(fù)合材料包含的各成分的重量比為水泥∶水∶精細骨料∶粉煤灰∶硅灰∶?；郀t礦渣∶偏高嶺土＝1∶(0.27～2.2)∶(0～3)∶(0～6.9)∶(0～0.3)∶(0～0.55)∶(0～0.4)并含有體積為復(fù)合材料總體積1％～3％的纖維，精細骨料的粒徑小于或等于0.6mm。
2. 如權(quán)利要求1所述的多縫開裂水泥基復(fù)合材料修補混凝土裂縫的方法，其特征在于，混凝土外表面裂縫周邊打磨光滑或設(shè)置隔離層的范圍為從裂縫周邊各方向?qū)ν庋由? 80mm。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的多縫開裂水泥基復(fù)合材料修補混凝土裂縫的方法，其特征在于，采用先澆注一薄層漿體、后覆蓋預(yù)制板的方式時，在覆蓋預(yù)制板之前，將預(yù)制板與澆注漿體粘合的一面預(yù)先涂上一薄層同樣的漿體。
4. 如權(quán)利要求3所述的多縫開裂水泥基復(fù)合材料修補混凝土裂縫的方法，其特征在于，混凝土外表面裂縫周邊打磨光滑或設(shè)置隔離層的范圍為從裂縫周邊各方向?qū)ν庋由? 50mm。
5. 如權(quán)利要求3所述的多縫開裂水泥基復(fù)合材料修補混凝土裂縫的方法，其特征在于，預(yù)制板與漿體粘合的表面為波紋面或其他凹凸面。
全文摘要
本發(fā)明屬于混凝土的增強技術(shù)領(lǐng)域，涉及修補混凝土裂縫的方法。用多縫開裂水泥基復(fù)合材料覆蓋在混凝土外表面作為修補層，其特征在于先將混凝土外表面裂縫周邊打磨光滑或設(shè)置隔離層，再澆注多縫開裂水泥基復(fù)合材料漿體或先澆注一薄層漿體后覆蓋預(yù)制板；多縫開裂水泥基復(fù)合材料各成分重量比為水泥∶水∶精細骨料∶粉煤灰∶硅灰∶?；郀t礦渣∶偏高嶺土＝1∶(0.27～2.2)∶(0～3)∶(0～6.9)∶(0～0.3)∶(0～0.55)∶(0～0.4)，還摻有體積為復(fù)合材料總體積1％～3％的纖維。本發(fā)明的修補層在外界收縮應(yīng)力作用下裂縫寬度小于0.05mm，能防止貫穿性裂縫形成，可廣泛應(yīng)用于混凝土路面、飛機場跑道、大壩止裂帶以及橋體表面板等混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫修補。
文檔編號E01C23/09GK101787672SQ201010109639
公開日2010年7月28日 申請日期2010年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月12日
發(fā)明者徐世烺, 李賀東, 王冰, 蔡向榮 申請人:大連理工大學(xué)