劉海潮

(滄州市高速公路管理局)

1 混凝土浮漿危害

水泥混凝土是現(xiàn)代橋梁建筑的重要材料之一，堅硬的鋼筋混凝土是橋梁的主框架材料?；炷潦怯晒杷崴唷⑻畛涔橇?、水和助劑等混合后，經水澆筑而成。水泥的基本化學組成是:3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3以及少量的4CaO·Al2O3·Fe2O3等化學成分。經澆筑的水泥混凝土固化后達到一定的強度，在養(yǎng)護和固化期間溢出一種白色的表面水化物質氫氧化鈣，它是一種高堿性物質，pH值在12.5以上，這種物質對鋼筋混凝土的危害是長期的比較嚴重的，對防水層瀝青混凝土面層能起到剝離和腐蝕作用。氫氧化鈣是堿性物質，由于空氣中的二氧化碳長期與氧化鈣面層產生化學反應變成碳酸鈣，整個反應為碳化作用

此反應過程對混凝土的危害可總結為以下兩種。

(1)水泥混凝土施工時會混入一些氯化物的混合料，混凝土震搗固化后，這些氯化物隨著水分溢出。附著在水泥混凝土的浮漿層中，氯離子是一種穿透性極強的腐蝕介質，Cl離子引起點性腐蝕非常嚴重，不論是氣態(tài)的水和液態(tài)的水都會滲透到水泥混凝土里面。這種水并非純水，而是含有一些雜質的電解液。電化作用導致銹蝕的加快進行，當氯離子滲透到鋼筋表面，使鋼筋的保護膜破壞，在加上車輛的重壓及震動，就會造成橋面局部塌陷。

(2)由于水泥浮漿的脆性和水泥混凝土表面凹凸不平，造成水泥浮漿的厚薄不均，當重載車通過時或急剎車時比較厚的水泥浮漿(CaO)就會被碾壓成粉末狀物質。被碾壓后的CaO與氣態(tài)水、液態(tài)水和空氣中的CO2發(fā)生反應，生成CaCO3，在水分子充分的環(huán)境下不斷的反應，使水泥混凝土浮漿層產生溶漲狀態(tài)。通過車輛反復碾壓，使瀝青混凝土表面產生比較明顯的裂紋。隨著時間這些裂紋會越來越大，滲進橋面層的水會越來越多。水越多，水泥浮漿就會加倍膨脹，致使橋面瀝青混凝土隆起、擁包。

2 漿皮光滑面進行表面粗糙處理的必要性

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合面或混凝土與其他結構層之間的粘合力，從而使因施工或結構需要，進行分次澆筑的混凝土或復合路基形成一個整體，保證結構的完整性。如果瀝青混凝土路面層與層之間粘結不好，水泥表面光滑，相互之間產生的摩擦力不大，當車輛高速通過時，受到高速水平推力作用時，路面層就容易形成位移、剝落，造成橋梁路面的破壞。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合不夠嚴緊，而產生龜裂、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。當夏去冬至時，經過高溫、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)。

3 混凝土表面浮漿對橋面破壞機理

鋪裝層與橋面板的粘結不好是導致鋪裝層損壞的最根本的原因。混凝土預制構件或砌塊與新澆混凝土砌筑砂漿的粘著強度，與接觸面的粗糙度關系甚大，據(jù)《鐵路橋涵施工規(guī)范》試驗資料介紹，同樣配合比的砂漿，鑿毛的比未鑿毛的表面其粘著強度高出一倍以上，故規(guī)定須按施工縫處理。

水滲入防水粘結層與水泥混凝土板的界面上，影響與橋面板的粘結強度，甚至成為滑動的界面狀態(tài)，橋面鋪裝成為一個單獨受力的層次，就會出現(xiàn)很大的水平剪應力和底部的彎拉應力，橋面鋪裝就必然導致迅速破壞。橋梁的受力結構是水泥混凝土構件和橋面板，其局部變形本來是非常小的，瀝青層不可能有大的應變，但是當瀝青層與橋面板脫開成為滑動的界面條件時，瀝青層的層底拉應力與剪應力大幅度增加，尤其在重載車的作用下將造成迅速的破壞。橋面防水混凝土表面軟弱浮漿層在行車振動、水侵蝕作用下，很容易碎裂，導致其上瀝青鋪裝層破壞;橋面防水混凝土表面光滑，對層間粘結不利，鋪裝層在行車荷載作用下因抗剪能力不足而產生層間剝離破壞?？梢哉f，橋面水泥混凝土表層浮漿和漿皮光滑面是橋面早期破壞的首要隱患。

4 混凝土表面去除浮漿與鑿毛方法比較

橋面鑿毛的主要目的是解決層間黏結的問題。水泥混凝土橋面的浮漿是誘發(fā)橋面防水層失效，層間結合破壞和橋面鋪裝破壞的主要因素。因此，若不徹底鑿出橋面浮漿，浮漿在行車載荷振動的作用下，因抗剪能力不足而產生層間剝離破壞，并在水的侵蝕作用下破裂，導致其上層瀝青混凝土層破壞。橋面鑿毛不但要去除浮漿還應形成凹凸麻面，即被鑿擊后的表面波峰及波谷之差密爾(mil)值應較大，只有這樣，層間才能黏結的牢固。

(1)目前常用處治措施主要有人工鑿毛、施工期拉毛、銑刨機銑刨等處理方法。

采用人工鑿毛或用鋼刷處理，此種措施質量差、進度慢、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)展的需要不能解決根本問題。

施工拉毛會影響?zhàn)B生期混凝土橋梁的整體強度。此外，施工期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，拉毛不能從根本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。

采用銑刨機銑刨，此種措施處治后表面粗糙，效果較好，質量也可以完全保證。但缺點是由于橋面平整度或預拱度等原因，銑刨深度不易控制，局部可能銑刨過深或者銑刨不到，由于大型銑刨機的振動破壞梁體的結構，減少了橋面鋪裝的厚度;另外一個問題是銑刨所產生的縱向小溝槽，容易導致層間滯留水分。

無論是大型的還是小型的銑刨機，雖然都能達到銑刨效果(有一定的粗糙度)，但經過銑刨的橋面鋪裝層打掉的不僅是浮漿還有部分骨料，同時又松動了橋面鋪裝層表層的部分骨料，打掉的部分骨料可以清除，松動的部分骨料難以清除干凈，使松動的部分骨料夾在上下兩個結構層之間起到隔離作用，使上下結構層結合不夠牢固，不能共同受力。由于銑刨深度不易控制，大型銑刨機的振動破壞梁體的結構，減少了橋面鋪裝的厚度。另外，銑刨后的基層因骨料破壞嚴重、表面尖銳，防水層涂上后施工車經過時易被破壞。

(2)“高壓水沖毛”是指通過高壓水發(fā)生裝置將水加壓至數(shù)百個大氣壓以上，再通過具有細小孔徑的噴射裝置轉換為高速的微細“水射流”。這種“水射流”的速度一般都在一倍馬赫數(shù)以上，具有巨大的打擊能量，可以完成去除水泥混凝土橋面浮漿的任務。粘結面被清潔干凈，潤濕是獲得良好粘結的有利條件，處理得到的粘結面凸凹程度均勻性好，利于粘結;不擾動周圍老混凝土，粘結面周圍混凝土中不會像人工鑿毛法那樣產生一些新的微裂縫，通過調整噴射水壓力，可以控制粘結面的處理程度，便于得到滿意的粘結面粗糙度;工作效率高、有成效，特別是在工程實際中，大面積處理粘結面時，更顯示其高效率處理的優(yōu)越性，是一種有發(fā)展前景的去除水泥混凝土橋面浮漿的處理方法。

(3)“拋丸鑿毛”是利用具有一定能量的高強度鋼砂以一定的速度噴射到橋梁混凝土表面，利用鋼砂的沖擊力撞擊表面，不僅去除浮漿而且對光滑面進行了鑿毛處理。拋丸鑿毛只是去掉橋表面水泥砂漿而不破壞骨料，既保證了橋面鋪裝厚度又除去浮漿同時使橋面混凝土表面粗糙，使骨料與上面的結構層完全結合，真正起到抗滑的作用，使水泥混凝土鋪裝與瀝青混凝土鋪裝層共同受力延長使用壽命。

拋丸設備能夠一次將混凝土表面的浮漿、雜質清理和清除干凈。最重要的是在同時對混凝土表面進行了打毛處理，使其表面形成均勻粗糙的表面，大大提高了防水層和混凝土基層的黏結強度，而且在此過程中，能夠充分暴露混凝土的裂紋等病害，以便提前采取補救措施。拋丸設備可以直接在路面上使用，例如轉彎路段、事故多發(fā)路段的表面噴毛以提高抗滑性能;施工可以周期進行，靈活方便。

表面粗糙度對交通的影響是不能忽視的，每年因為路面打滑引起的交通事故不斷上升，拋丸設備可以靈活的處理小面積路段，完全恢復其抗滑性能。經過拋丸工藝處理的路面不但清理了各種表面的附著物，同時增加了表面的粗糙程度;設備施工簡單方便，不需要封閉道路進行施工，施工成本低，設備機動性高。

綜合來說，高壓水沖毛和拋丸鑿毛與傳統(tǒng)的人工鑿毛、施工期拉毛及銑刨機銑刨相比，有如下優(yōu)點:①表面粗糙均勻;②完全去除浮漿和起砂，“創(chuàng)面率”高，高壓水沖毛可達到100%創(chuàng)面;③露骨，但不會去除黏結緊密的骨料;④一次性施工，不需要清理;沒有環(huán)境污染;⑤施工效率高;⑥設備運行成本低;⑦提前暴露混凝土缺陷。