高壓水射流混凝土施工論文
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1施工機(jī)具和方法
主要由額定功率30～50kW、額定電壓380V的電機(jī)驅(qū)動(dòng)高壓柱塞泵，通過(guò)高壓水管經(jīng)高壓水槍產(chǎn)生高壓水射流，本文采用最大壓力35MPa、工作壓力30MPa的高壓柱塞泵，進(jìn)水口水壓力為常壓，采用自來(lái)水供水。高壓水槍為手提式噴槍，噴槍長(zhǎng)度60cm，噴嘴孔徑為0.75mm，水射流為扇面形。
1.2施工方法施工用水宜采用自來(lái)水
如果采用地下水或地表水，水質(zhì)應(yīng)符合《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ63-2006的要求，供水水源的流量應(yīng)大于高壓水泵最大水流量，確保施工過(guò)程中供水正常。啟動(dòng)電機(jī)后再驅(qū)動(dòng)高壓柱塞泵，檢查水壓力是否正常，打開噴槍閥門檢查水射流是否正常。施工應(yīng)在混凝土終凝后進(jìn)行，沖毛時(shí)應(yīng)先將高壓柱塞泵的壓力調(diào)到最小，再根據(jù)實(shí)際沖毛效果確定合適的水壓力和噴嘴距離；采用輪式托架固定噴槍，并調(diào)整噴嘴與施工縫的角度和距離，初步設(shè)定噴嘴與水平施工縫夾角為50～60°，距離為5～10cm，以處理每平方米混凝土施工縫所需時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)沖毛效率，要求沖毛深度達(dá)到2～3mm的面積超過(guò)所處理面積的90%以上，以確保有效除去施工縫面層水泥浮漿和集料均勻露出，使施工縫面層粗糙度均勻。
2施工工藝研究采用
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。為了研究高壓水射流的沖毛效率和沖毛效果，項(xiàng)目組依托重慶某長(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，主要研究了混凝土水平施工縫處理過(guò)程中，混凝土齡期、沖毛壓力和角度等因素對(duì)高壓水射流沖毛效率和效果的影響。
2.1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。論文首先研究了混凝土不同時(shí)高壓水射流的沖毛效率，選擇混凝土終凝后1d，2d，3d和7d，分別采用10MPa，15MPa，20MPa和30MPa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。隨著齡期延長(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(guò)7d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3d，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。
2.2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，論文研究了混凝土終凝后1d齡期時(shí)水壓力對(duì)沖毛效率的影響，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。根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究和查閱相關(guān)文獻(xiàn)，論文提出了沖毛施工時(shí)混凝土強(qiáng)度等級(jí)和齡期不同時(shí)水壓力的參考值。
2.3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的角度逐漸減小，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。試驗(yàn)研究了沖毛角度對(duì)混凝土施工縫處理效率的影響，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，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。
3結(jié)論
（1）高壓水射流沖毛宜在混凝土終凝后12～24h開始，水射流壓力應(yīng)不小于混凝土沖毛時(shí)的抗壓強(qiáng)度；沖毛施工不宜遲于混凝土終凝后3d，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。
（2）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。
（3）高壓水射流處理混凝土施工縫施工速度快，成本低，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，工人易于掌握，不會(huì)產(chǎn)生噪音等污染問(wèn)題，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。
作者：王洪木單位：重慶建工第二建設(shè)有限公司
