混凝土表面粗糙（鑿面）處理技術(shù)的研制和應(yīng)用

摘 要：混凝土表面在進行二次處理時，需要在原有混凝土表面進行粗糙處理，目前國內(nèi)在這一領(lǐng)域的技術(shù)比較落后，多通過人工、風(fēng)鎬、噴沙、沖水等方法來實現(xiàn)。本文分析了混凝土表面粗糙處理技術(shù)的現(xiàn)狀及存在的問題，特別對混凝土（橋梁）表面粗糙處理技術(shù)及YZL系列鑿面機械做了較詳細的介紹。

 

提高水泥混凝土表面的附著力，特別是高速橋梁、路段增強水泥表面與瀝青混凝土（水泥混凝土），二次加輔層之間嚴密結(jié)合的再續(xù)親合力，首先要在水泥混凝土的光滑面進行粗糙處理。尤其是近幾年，澆筑混凝土橋梁所需要的模板，大都用鋼模板，混凝土表面更為光滑，形成一層如鏡面的水泥漿皮層，在工程的施工和使用上帶來了嚴重的隱患和危害。目前，國內(nèi)各建筑施工部門，對混凝土表面的粗糙處理，還停留在手工、風(fēng)鎬、等操作階段。一般都是由工人用鋼釬、手錘，在混凝土表面一錘一鑿，鑿出大小不一的凹坑，使之表面粗糙。每人每天只能鑿幾個平方米，工藝落后，勞動強度大、效率低、不規(guī)范，難以達到對水泥制品表面光滑面進行粗糙（鑿面）處理的要求，也滿足不了建筑、公路、橋梁行業(yè)發(fā)展的需要，雖然很多項目中都是采用拉毛的方式來代替鑿毛。但是，拉毛只能用于水泥混凝土、瀝青路面粗糙（鑿面）處理，還不能應(yīng)用在標準規(guī)范要求高的橋梁表面粗糙（鑿面）處理，拉毛不能從根基上破除水泥混凝土漿皮的危害，只是初級較簡單的界面抓澀處理方法。因此，工程實踐迫切需要一種科學(xué)的、現(xiàn)代化的機械手段來達到技術(shù)要求的鑿毛標準，代替繁重的體力勞動，保證工程質(zhì)量。

目前，在國內(nèi)市場上，能夠低成本、高標準、高效率的完成水泥混凝土橋梁表面粗糙（鑿面）處理的機械化設(shè)備處于空白，國外同類設(shè)備，成本高，造價昂貴，應(yīng)用在橋梁表面粗糙（鑿面）處理時，需要高技術(shù)人員操作，無法達到工程工期進度和施工規(guī)范化標準要求。由于施工方法上的難度，致使在很多工程中，本來應(yīng)該采取的混凝土表面粗糙工序被人為的省略掉，或者用拉毛和其他方法來應(yīng)付，造成混凝土二次澆筑時，新舊混凝土層之間粘結(jié)力達不到要求，在通車運行之后，表層與底層分離，在車輛荷載的反復(fù)作用下，表層結(jié)構(gòu)過早老化乃至破壞。

因此，工程實踐迫切需要一種科學(xué)的、現(xiàn)代化的機械手段來達到規(guī)范中要求的混凝土表面粗糙處理的標準，以保證工程質(zhì)量。而目前國內(nèi)已有類似的水沖或氣動鑿毛機，存在著污染環(huán)境或需要水源成本高的弊端，且多應(yīng)用于建筑裝飾行業(yè)，國內(nèi)尚無自主開發(fā)的適用于大面積水泥混凝土表面處理的技術(shù)和機械。

對混凝土表面進行粗糙（鑿面）處理的目的，是為了加強混凝土新舊結(jié)合面或混凝土與其他結(jié)構(gòu)層之間的粘合力，從而使因施工或結(jié)構(gòu)需要，進行分次澆筑的混凝土或復(fù)合路基形成一個整體，保證結(jié)構(gòu)的完整性。例如：沈大高速公路改擴建工程之前的公路及橋涵路面，在原施工中，因為沒有對水泥混凝土表面的漿皮光滑面進行表面粗糙處理，致使橋、涵路面的瀝青混凝土加鋪層結(jié)合不夠嚴緊，而產(chǎn)生龜裂、破壞的現(xiàn)象較為嚴重。2002年國道（哈大公路、沈陽至大連段）擴建后2003年8月通車。當夏去冬至?xí)r，經(jīng)過高溫、低溫、的交錯變換、雨雪洗禮、重車碾壓的橋、涵表面瀝青混凝土加鋪層，開始龜裂、離層脫落，局部出現(xiàn)殘損坑凹。幾經(jīng)維修，仍然千瘡百孔，成為典型的“補丁”橋面路段。

通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，橋涵表面水泥混凝土與瀝青混凝土加鋪層之間形成一種像鏡面一樣的光滑面，這就是水泥混凝土的裂皮所致，而引起產(chǎn)生離層，不抓澀等作用，直接影響瀝青混凝土與水泥混凝土表面的再續(xù)親合力，致使結(jié)合不嚴緊，橋面破壞較為嚴重，使用壽命銳減。追根溯源，都是因為沒有對其表面進行有效的粗糙處理所致，造成前面修、后面補的惡性循環(huán)。

新改擴建的遼寧省沈大高速公路工程設(shè)計，在總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)基礎(chǔ)之上的同時，又向外國發(fā)達國家先進的筑路筑橋工藝、優(yōu)質(zhì)工程學(xué)習(xí)，對橋涵、搭板增加了鑿毛的技術(shù)標準。要求達到1㎡鑿點在5000個以上，鑿點深度2～5mm，清除水泥混凝土表面漿皮光滑面積95％以上等技術(shù)標準。有效的解決了橋涵、搭板水泥混凝土表面的漿皮光滑面而誘發(fā)的諸多質(zhì)量問題，特別是在橋涵、搭板水泥混凝土表面與瀝青混凝土加鋪層、水泥制品表面與水泥混凝土、二次加鋪層嚴密結(jié)合時，采用該標準進行施工。由此來解決水泥制品表面與瀝青混凝土（水泥混凝土）二次加鋪層的再續(xù)親合力，結(jié)合更加嚴緊等關(guān)鍵性問題，取得了非常好的效果。

 3 YZL鑿面機械的研制

如果通過一種鑿毛機械，能夠確保達到去除漿皮、增加二次澆筑（攤鋪）之間的粘結(jié)力，其市場需求量將會非常大，同時可以加快工程進度、減少環(huán)境污染、節(jié)省工程造價、保證工程質(zhì)量，無論是社會效益還是經(jīng)濟效益都是非?？捎^的。通過在施工中，經(jīng)過上百次技術(shù)試驗，總結(jié)和技術(shù)改進，我們準備研制系列鑿毛機和系列鉆頭。

它是一種體積小、重量輕，“機”、“鉆” 融為一體，1人可操作，是人工鑿毛的15～20倍。分2種機型，干式和濕式，濕式可減少粉塵飛揚、污染環(huán)境，是符合市政和公路工程橋、涵、搭板等混凝土表面鑿毛要求的新型高標準鑿毛機械。采用本機械進行混凝土表面粗糙處理，創(chuàng)造性的采用手推車形式，靈活自如，同時結(jié)合不同型號的鉆頭使用，可適用于不同環(huán)境、不同標準的要求。該種機械可做到晝夜均可鑿毛，標準平面日鑿毛能力均在4000㎡～10000㎡?？稍跇藴势矫?，越（跨）障平面和越障難度較大的平面水泥制品表面高標準機械鑿毛。1㎡可鑿1000～10000個左右，鑿點深度可根據(jù)要求在2～8mm之間任意控制，深度落差在0.5mm左右。清除水泥混凝土表面光滑面積95～100％。鑿毛后水泥制品表面點距勻稱，凹凸麻面明顯，踩踏表面抓澀感強。

該產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)，主要是針對工程中混凝土表面粗糙處理難以實現(xiàn)而實施的，可以加快工程進度、較少勞動力消耗，又能最大限度的節(jié)約成本，提高工程質(zhì)量，在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。

改造路段位于首都北京六環(huán)路西寨段（第四合同段），北沙河大橋570m/長×26m/寬，國道哈大公路、沈陽至大連段，原路面因諸多因素的影響，如車輛的急劇增加、嚴重超載、施工中存在的問題，多處出現(xiàn)以下問題：

（1）由于瀝青混凝土路面層與層之間粘結(jié)不好，水泥表面光滑相互之間產(chǎn)生的摩擦力不大，當受高速水平推力時，形成位移、剝落。

（2）受高溫、氣候、混凝土伸縮滲水等問題的影響，瀝青混凝土層形成裂變。

 

通過采用混凝土表面粗糙處理技術(shù)改造該路面，業(yè)經(jīng)施工單位一中國路橋集團第一公路工程局現(xiàn)場技術(shù)認可，總監(jiān)理單位—北京逸群工程監(jiān)理有限公司的檢收：機械鑿毛技術(shù)先進，單機平面越障鑿毛12m²/h，1m²鑿點3000—5000個左右，鑿點深度2—5mm，點距勻稱，凹凸麻面明顯，踩踏表面抓澀感明顯，破除水泥制品表面漿皮光滑面積95%以上。高速度、高密度、優(yōu)質(zhì)、操作技術(shù)熱練過硬。并且現(xiàn)場拍照錄像，留樣存檔。在全線推廣四標段的樣板高標準機械鑿毛和檢收標準。

 

                                              （粗糙處理后表面標準鑒定） 

 

 

實踐證明采用混凝土表面粗糙處理技術(shù)，有效的解決了水泥混凝土漿皮光滑面隱患所存在的危害，增加了瀝青混凝土與水泥路面的粘結(jié)力，具有施工方法簡單、成本低廉、工期短等優(yōu)點，有效的提高了砼結(jié)合面鑿毛的效率，大的減輕了操作工的勞動強度。具有創(chuàng)新性，屬于新設(shè)備，新工藝。經(jīng)北京三環(huán)路、沈大高速公路和沈哈高速公路等工程使用，效果明顯，2005年通過大連市建委科技成果鑒定，技術(shù)成熟，具有廣泛的推廣應(yīng)用價值。

(1)由空壓機供給0.4-0.5MPa氣體，通過進氣管
(2)供給氣動鉆機總成；
(3)使鉆機達到運轉(zhuǎn)狀態(tài)，帶動YZL系列鉆頭旋轉(zhuǎn)工作；
(4)氣動鉆機總成在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生一定的震動力，手推桿裝減震膠套做消減震作用；
(5)方向腳輪做往返運動支撐作用；
(6)起落架是在整機停止運轉(zhuǎn)后，固定整機站立：
(7)壓力供水箱供給鉆機通往鉆頭冷卻水，減少粉    
塵飛揚，環(huán)境污染
                                              （YZL系列鑿毛機）

經(jīng)過近半年的研制、開發(fā)，該鑿毛機在國內(nèi)一些重要的工程中進行了應(yīng)用。在首都北京六環(huán)路西寨段（第四合同段、第九合同段），采用本項目產(chǎn)品進行鑿毛，通過了施工單位－中國路橋集團第一公路工程局的現(xiàn)場技術(shù)認可和北京逸群工程監(jiān)理有限公司的檢收，得到了建設(shè)單位的高度評價。同時在沈大高速公路改擴建、201國道改造等項目中都采用了本產(chǎn)品進行混凝土表面粗糙處理，有效的解決了橋涵、搭板水泥混凝土表面的漿皮光滑面導(dǎo)致的諸多質(zhì)量問題，取得了非常好的效果。

 

1 Charles H.Holl and Scott A.O’connor.cleaning and Preparing Concrete before Repair. Concrete International,March,1997

2 Noel P.Mailvaganam 混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù)與防護 姜迎秋等人譯，天津；天津大學(xué)出版社，1995

3 混凝土的表面處理 曹銳 田劍華 建筑技術(shù)2002年第9期

4 裝飾混凝土鑿毛砌塊的研制與應(yīng)用 謝堯生 夏桂清 馬志久 吳志遠 混凝土與水泥制品 1998年第6期12月