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混凝土桥梁裂缝的无损检测及修补方法

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浏览:- 发布日期:2018-01-09 16:19:27【

1加速混凝土碳化 ’ 混凝土裂缝的存在,使空气中的CO:极易 渗透到混凝土内部,在潮湿的下CO 能与水泥 中的氢氧化钙、硅酸三钙、硅酸二钙相互作用并 转化成碳酸盐,中和水泥的基本碱性,使混凝土 的碱度降低,导致钢筋的纯化膜遭受破坏,易引 起锈蚀,同时由于混凝土碳化会加剧混凝土收 缩开裂,导致桥梁结构破坏。 2降低混凝土抵抗各种侵蚀性介质的耐腐 蚀性能力 溶蚀型混凝土腐蚀。即当水通过裂缝渗人 混凝土内部或是软水与水泥石作用时,将一部 分水泥的水化产物(如氢氧化钙)溶解并流失,引 起混凝土破坏。这种腐蚀在桥墩上表现突出;盐 酸(酸性液体)腐蚀和镁盐腐蚀。这类腐蚀的主要 生成物不具有胶凝性,且易被水溶解的松软物 质,这些物质能被通过裂缝或孑L隙渗透人混凝 士内部的水所能溶蚀,使混凝土中的水泥石遭 受破坏;结晶膨胀型腐蚀。它是混凝土受硫酸盐 的作用,在裂缝和硅孔隙中形成低溶解度的新 生物。逐步积累后将产生巨大的应力使混凝土 遭受破坏。 3影响混凝土结构物的结构强度和稳定性 混凝土裂缝直接影响混凝土结构物的结构 强度和整体稳定性,轻则会影响桥梁结构外观 的正常使用和耐久性,严重的贯穿性裂缝可能 导致桥梁的完全破坏。 4裂缝的无损检测与监测技术 超声波检测。超声波法用于非破损检测,就 是以超声波为媒介,获得物体内部信息的一种 方法,目前超声法己应用于医疗诊断、钢材探 伤、鱼群探测等许多领域。在这些领域里,由于 组成颗粒小密度大,密度分部也很均匀,所以声 波能很好地,对其内部缺陷及其位置等都能准 确地检测出来。掌握混凝土表面产生的裂缝深 度,对耐久性诊断和研究修补加固对策有重要 意义。测定裂缝深度,基本上都是将发射探头和 接收探头,布置在混凝土同一面上的裂缝附近, 但由于所选用的波形种类(纵波、横波及表面波) 和声学参数(声速、频率、相位等)的不同,已有许 多种具体方法。 冲击弹性波法。一般把弹性体内传播的波 总称为弹性波,用人工发射弹性波到弹性体内, 探测弹性体内的状态,是广义的弹性波探测法。 冲击弹性波法与超声波法的原理是一样的,但 远比超声波测定的裂缝深度深。冲击弹性波法 只能检测扩展方向与表面成直角,没有分支的 单纯裂缝。 声发射检测法。声发射检测法也是利用弹 性波进行声学检测的具体检测方法检测裂缝, 和其他方法最大的不同是只能检测正在发生的 裂缝,不能检测已发生的旧裂缝,对正在发生的 一46一 中国新技术新产品 裂缝可检测裂缝发生的位置f声发射源定位),裂 缝的大小,扩展情况和种类,以及裂缝的深度 等。 摄影检测法。摄影检测法主要用作混凝土 表面的裂缝摄影法包括普通照相机、录象机、放 射线、红外线摄影等进行检测。 传感仪器监测。利用理设在混凝土中的仪 器进行裂缝监测,常规技术是利用卡尔逊式或 弦式测缝计,其控制范围仅0.12~l,属点式检 测,由于裂缝出现的空间随机性,因此往往漏 检,为了及时无遗漏地监测裂缝,必须实施大范 围的、连续、分布式监测,即所谓全分布监测。 光纤传感网络监测。在各国竞相开发的结 构监测高科技领域里,光纤传感以其独特优势 居于中心地位,它灵巧、精度高、抗电磁干扰,且 可靠耐久,易于光纤传输组成自动化遥测系统。 光纤传感应用于结构工程监测始于2O世纪9O 年代初,如航空航天器、桥梁等的温度、振动、应 变检测等裂缝的发生可以用埋设在混凝土中光 纤的光强变化监测,而裂缝的定位可用多模光 纤在裂缝处的光强突然下降或诊断完成,通过 衰减曲线上的裂缝损耗突变点,可以准确地确 定裂缝的位置,针对混凝土裂缝检测的特点,研 制出基于光时域反射技术的光纤裂缝传感网 络,可实现桥梁混凝土结构的分布检测,凡裂缝 与光纤传感网络相交,均可感知,并可定宽、定 位、定向。 5裂缝修补方法 5.1表面封闭法 表面涂抹通常是在混凝土表面沿宽度较小 的裂缝涂抹树脂保护膜,在裂缝宽度有可能变 动时,可采用具有跟踪性的焦油环氧树脂等,在 裂缝多而且密集或者混凝土老化,砂浆离析的 结构物上也可大面积涂抹保护膜;凿深槽嵌。先 沿裂缝凿一条深槽,槽形根据裂缝位置和填补 材料而定,然后在槽内嵌补各种粘结材料,如环 氧砂浆、沥青、甲凝等;表面喷浆。喷浆修补是在 经凿毛处理的裂缝表面,喷射一层密实而且强 度高的水泥砂浆保护层来封闭裂缝的一种修补 方法,根据裂缝的部位、性质和修补要求与条 件,可采用无筋素喷浆,或挂网喷浆结合凿槽嵌 补等修补方法;打箍加固封闭法。当钢筋混凝土 产生主应力裂缝时,可采用在裂缝处加箍使裂 缝封闭的方法,箍可用扁钢焊成或圆钢制成,可 以直箍也可以斜箍,其方向应和裂缝方向垂直, 墩台或桩基等下部结构承载能力不足,出现裂 缝时也可以采取这种方法。 5.2灌浆法 先将结构物的裂缝或孔隙与外界封闭,仅 留出进浆口及排气孔,然后将较低粘度的浆液 通过压浆泵以一定的压力将浆液压人缝隙内并 使其扩散,胶凝固化,以达到恢复整体性、强度、 耐久性及抗渗性的目的。浆液主要有:水泥浆、 水泥一水玻璃、环氧糠酮、聚氨脂、丙凝和甲凝等 后几种方法都属于化学灌浆法,其强度高效果 好。 5_3粘贴加固法 注入法粘贴钢板。这种方法是在混凝土表 面与钢板之间加垫块等使两者之问保持一定空 隙,并用环氧树脂胶泥封闭四周,而后从注人口 注入环氧树脂,同时排出空隙中的空气,由于是 从一方注入因而容易残留气泡,施工时一般用 木槌随时敲打钢板来确定是否灌实。这种施工 法虽然费时,但即使混凝土表面不平整也可进 行施工;压粘法粘贴钢板。这种施工方法是在混 凝土表面及钢板表面各涂上1~2厚的环氧树 脂,然后利用已固定在混凝土中的锚杆把钢板 压紧在混凝土面上,随着环氧树脂被挤出,粘贴 面之间的空气也被排出,用这种方法几乎不会 残留气泡,粘结效果也好,此法适用于混凝土表 面平整的场合;粘贴碳纤维布。粘贴碳纤维布修 补技术是一种新型的技术,它是利用树脂类粘 结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面,利用其 良好的抗拉性能达到修补加强的目的,这种修 补方法基本不增加原结构的自重及尺寸;混凝 土损伤自愈合。模仿动物骨组织结构,并基于生 物组织对受创伤部位能自愈合的机理,在混凝 土材料中复合具有特殊修复功能的材料,在混 凝土内部形成仿生自愈合的网络系统,当混凝 土出现裂缝时,损伤部位的粘结材料被释放流 出并深入微裂缝,使裂缝重新愈合,恢复甚至提 高混凝土材料的性能。目前,此种方法尚处于研 究开发阶段,今后将会是混凝土智能材料的发 展方向。


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