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混凝土裂缝修补与聚合物改性水泥基修补材料摘要:钢筋混凝土结构因结构设计、环境侵蚀、施工缺陷、维护不足等各种原因在服役期间往往发生劣化，未达到预期寿命而破坏。随着我国基本建设的全面开展，在未来一段时间内钢筋混凝土结构的修补、修复与养护等问题将会日益突出。因此，研究混凝土修补原理、方法、技术与材料，采取有效技术防止混凝土的环境侵蚀、维护混凝土的长期使用性能，对保证并提高混凝土结构的安全性、耐久性与使用寿命具有重要意义。本文主要就混凝土裂缝的形成、修补材料、修补方法以及聚合物改性水泥基修补材料的特点作简要介绍。关键词：裂缝；修补材料；聚合物改性；法赫桥隧养护；性能改善 引言：1 混凝土路面的损坏形式及损坏原因简析1.1　裂缝根据裂缝所处部位及特点，可分为表面裂缝、贯穿裂缝等，具体分析如下：1 表面裂缝混凝土因配合比不当或水泥质量欠佳产生离析而泌水，表面含水量增加，水分蒸发形成毛细管凹液面，产生张力，在水泥混凝土充分硬化前，使其表面产生裂缝。2 贯穿裂缝混凝土在凝结硬化过程中，会产生干缩、热缩等，如养护不当或收缩受到限制时，在混凝土内将产生较大的收缩应力而导致贯穿裂缝的产生。路基处理不好导致路基支承力不均匀或因路基强度不足，也会导致贯穿裂缝产生。水泥安定性不良, 混凝土强度不足或活性骨料发生碱集料反应，在荷载或温度作用下都可能导致贯穿裂缝的产生。1.2　路表损坏1 填缝料失效及接缝板碎裂填缝料在多因素作用下易因老化、脆裂、变形而失效，因填缝料的失效而导致接缝产生空隙，被泥沙、石屑等杂物侵入，成为板块的伸缩障碍，从而引起板边胀裂。2 板面起皮、剥落板面起皮主要是因施工中水灰比过大或因施工时表面砂浆有洒水提浆现象所致；剥落与混凝土强度不足、缝内进入杂物有关。3 坑槽与孔洞砂石含泥量过大，与水泥浆体界面结合较差，容易导致坑槽与孔洞，加速损坏。1.3　板块损坏1 脱空、板块活动和唧泥因填缝料失效或贯穿裂缝等原因造成雨水透过路面，侵入基层和路基。路基及基层耐水性差，在水的作用下软化，强度下降，导致支承力不均匀，在行车载荷的影响下导致路面板与基础部分脱空。完整的路面板产生翘起或下沉现象，在接缝或裂缝处，基础中细粒材料可能和水一起挤出，形成唧泥。2 错台因路基下陷或唧泥等原因引起路基高度的变化，在接缝或裂缝处的路面形成台阶。2 水泥混凝土路面修补材料的选定原则2.1修补材料的选择原则理想的裂缝修补材料必须满足下列性能要求：粘结强度高；防水抗渗性好；在自然温度范围内具有较好的稳定性；优良的抗嵌入性；优良的耐久性；使用方便，施工快捷；对环境无污染；与基质混凝土具有良好的相容性。2.2 修补材料和基质混凝土的相容性路面修补材料是否成功有效，取决于基质混凝土和旧混凝土是否有较好的相容性，其相容性表现在下列几个方面：收缩应变、蠕变系数、热膨胀系数、弹性模量、泊松比、抗张强度、疲劳性能、粘结力、孔隙率和电阻率、化学活性等。Emberson等对修补材料与基质混凝土的相容性总结如表1.1。表1.1 修补材料与基质混凝土的相容性关系修补材料必须是一种低收缩材料，否则将在修补层出现张应力。L.Brill等强调了修补材料的低收缩性。修补材料的蠕变特性则应根据具体使用环境而定，使修补材料和基质混凝土结合良好，所受应力在最低范围内；修补材料的热膨胀系数及弹性模量、泊松比等与基质混凝土应尽可能地保持一致，在温差变化及应力作用下，材料界面不至于出现应力集中，保证界面的良好结合；修补材料的抗张强度必须优于基质混凝土，因为目前各类修补材料一般都有足够的工程抗压强度，而实际在修补材料中较易产生张应力，所以必须优先选取抗张强度较大的修补材料；修补材料必须具备优良的疲劳性能和较强的粘结力，从而保证修补材料的耐久性；在配筋路面，修补材料必须和基质材料具备相似的孔隙率及电阻率，如果修补材料的孔隙率及电阻率差异较大，则会导致修补区域和基质混凝土区域的溶液电位差增加，在特定区域钢筋电化学腐蚀加剧，导致修补失败；修补材料必须具备优良的化学稳定性，较低的化学活性，优良的护筋性及与水泥混凝土中的骨料不发生碱集料反应等特点。2.3 聚合物改性修补水泥基材料简述一般的修补方法是采用普通混凝土或砂浆作为修补材料，但普通混凝土都存在一个共同的特点，即脆性大而韧性不足，主要表现在抗压强度较高，抗拉强度和粘结强度较低、弹性模量高而变形能力差，若将其用于混凝土修补，容易造成界面粘结不牢、开裂而导致混凝土再度损坏等质量问题，在使用中受到一定限制。针对上述修补材料的诸多缺点，近几十年来聚合物水泥混凝土(polymer cement concrete)和聚合物改性水泥混凝土(polymer modified cement concrete)受到了国内外普遍关注并进行了大量的研究工作。聚合物水泥基混凝土(砂浆)的出现，为