高壓水射流混凝土施工縫處理工藝

采用高壓水射流沖毛工藝，當(dāng)水壓力大于混凝土抗壓強(qiáng)度時(shí)，高壓水可以使混凝土破碎，因此可以在混凝土具有一定強(qiáng)度后再進(jìn)行沖毛施工，避免對(duì)已經(jīng)凝結(jié)硬化的混凝土造成損傷。北京德高潔清潔設(shè)備有限公司依托某長(zhǎng)江大橋錨碇工程的C40大體積混凝土分層澆筑產(chǎn)生的水平施工縫進(jìn)行了高壓水射流沖毛工藝的研究，下面主要介紹高壓水射流混凝土施工縫處理工藝。
 
一、混凝土齡期對(duì)施工縫沖毛效率的影響

混凝土施工縫面層沖毛時(shí)應(yīng)根據(jù)混凝土齡期和表面硬化程度選擇水壓力。我們選擇混凝土終凝后1天、2天、3天和7天，分別采用10 MPa、15 MPa、20 MPa和30 MPa水壓力進(jìn)行沖毛試驗(yàn)，以每平方米施工縫沖毛所需時(shí)間評(píng)價(jià)沖毛效率。
 

混凝土齡期對(duì)施工縫沖毛效率的影響
沖毛齡期/水壓力	1d/10MPa	2d/15MPa	3d/20MPa	7d/30MPa
沖毛時(shí)間/min	3.0	4.5	5.5	8.0

根據(jù)齡期延長(zhǎng)，即使提高水壓力，沖毛時(shí)間也明顯增加，表明沖毛效率隨齡期延長(zhǎng)而降低。因此，高壓水射流沖毛宜在混凝土終凝后12～24h開始，如果由于天氣或施工工藝等原因造成沖毛施工滯后，則應(yīng)隨著混凝土齡期的增長(zhǎng)而提高水壓力，以確保水射流在混凝土面層產(chǎn)生的沖擊力大于混凝土面層抗壓強(qiáng)度，從而使沖毛施工順利進(jìn)行。如果混凝土終凝后超過7天甚至更長(zhǎng)時(shí)間，則水壓力需要顯著提高，才能保證沖毛施工的順利進(jìn)行。沖毛施工的最佳時(shí)間是混凝土終凝后12～24h時(shí)開始，不宜遲于混凝土終凝后3天，以保證沖毛效果和降低因沖毛水壓力提高而產(chǎn)生的能源消耗。沖毛施工應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，以避免對(duì)其他施工工序產(chǎn)生影響。

二、水壓力對(duì)施工縫沖毛效率的影響

齡期相同時(shí)， 高壓水射流壓力對(duì)沖毛效率具有顯著影響，下面介紹混凝土終凝后1天齡期時(shí)水壓力對(duì)沖毛效率的影響。
 

水壓力對(duì)施工縫沖毛效率的影響
水壓力/MPa	5	10	15	20
沖毛時(shí)間/min	6.5	3.0	2.0	1.5

當(dāng)混凝土齡期相同時(shí)，隨著水壓力的提高，沖毛效率逐漸提高，當(dāng)水壓力大于混凝土抗壓強(qiáng)度后，提高水壓力對(duì)沖毛效率的影響逐漸減小。

三、沖毛角度對(duì)施工縫處理效率的影響

噴嘴與施工縫面層的角度決定了混凝土的受力形式，當(dāng)高壓水射流垂直于混凝土面層時(shí)，混凝土受到水射流的沖擊，可以認(rèn)為是正壓力，但是隨著噴嘴與混凝土面層的夾角角度逐漸減小，混凝土面層開始受到剪切力作用。由于混凝土的抗剪強(qiáng)度明顯小于混凝土的抗壓強(qiáng)度，因此減小噴嘴與混凝土面層夾角，更有利于使混凝土面層剝落，從而提高沖毛效率。下面是沖毛角度對(duì)混凝土施工縫處理效率的影響。
 

沖毛角度對(duì)施工縫沖毛效率的影響
角度/度	60	50	40	30
沖毛時(shí)間/min	3.5	2.5	2.0	1.5

隨著沖毛角度的減小，高壓水射流的沖毛效率逐漸提高，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)沖毛效果，我們認(rèn)為高壓噴槍的噴嘴與混凝土施工縫面層的角度控制在40～50°，可以保證沖毛效果達(dá)到最佳，獲得粗糙度均勻的施工縫處里面。

實(shí)際應(yīng)用表明，高壓水射流混凝土施工縫處理工藝可有效解決傳統(tǒng)混凝土施工縫處理工藝費(fèi)工費(fèi)時(shí)、材料消耗大和處理質(zhì)量差等問題，適宜大范圍推廣應(yīng)用。