高压水射流混凝土施工缝处理工艺

采用高压水射流冲毛工艺，当水压力大于混凝土抗压强度时，高压水可以使混凝土破碎，因此可以在混凝土具有一定强度后再进行冲毛施工，避免对已经凝结硬化的混凝土造成损伤。北京德高洁清洁设备有限公司依托某长江大桥锚碇工程的C40大体积混凝土分层浇筑产生的水平施工缝进行了高压水射流冲毛工艺的研究，下面主要介绍高压水射流混凝土施工缝处理工艺。
 
一、混凝土龄期对施工缝冲毛效率的影响

混凝土施工缝面层冲毛时应根据混凝土龄期和表面硬化程度选择水压力。我们选择混凝土终凝后1天、2天、3天和7天，分别采用10 MPa、15 MPa、20 MPa和30 MPa水压力进行冲毛试验，以每平方米施工缝冲毛所需时间评价冲毛效率。
 

混凝土龄期对施工缝冲毛效率的影响
冲毛龄期/水压力	1d/10MPa	2d/15MPa	3d/20MPa	7d/30MPa
冲毛时间/min	3.0	4.5	5.5	8.0

根据龄期延长，即使提高水压力，冲毛时间也明显增加，表明冲毛效率随龄期延长而降低。因此，高压水射流冲毛宜在混凝土终凝后12～24h开始，如果由于天气或施工工艺等原因造成冲毛施工滞后，则应随着混凝土龄期的增长而提高水压力，以确保水射流在混凝土面层产生的冲击力大于混凝土面层抗压强度，从而使冲毛施工顺利进行。如果混凝土终凝后超过7天甚至更长时间，则水压力需要显著提高，才能保证冲毛施工的顺利进行。冲毛施工的最佳时间是混凝土终凝后12～24h时开始，不宜迟于混凝土终凝后3天，以保证冲毛效果和降低因冲毛水压力提高而产生的能源消耗。冲毛施工应连续进行，以避免对其他施工工序产生影响。

二、水压力对施工缝冲毛效率的影响

龄期相同时， 高压水射流压力对冲毛效率具有显著影响，下面介绍混凝土终凝后1天龄期时水压力对冲毛效率的影响。
 

水压力对施工缝冲毛效率的影响
水压力/MPa	5	10	15	20
冲毛时间/min	6.5	3.0	2.0	1.5

当混凝土龄期相同时，随着水压力的提高，冲毛效率逐渐提高，当水压力大于混凝土抗压强度后，提高水压力对冲毛效率的影响逐渐减小。

三、冲毛角度对施工缝处理效率的影响

喷嘴与施工缝面层的角度决定了混凝土的受力形式，当高压水射流垂直于混凝土面层时，混凝土受到水射流的冲击，可以认为是正压力，但是随着喷嘴与混凝土面层的夹角角度逐渐减小，混凝土面层开始受到剪切力作用。由于混凝土的抗剪强度明显小于混凝土的抗压强度，因此减小喷嘴与混凝土面层夹角，更有利于使混凝土面层剥落，从而提高冲毛效率。下面是冲毛角度对混凝土施工缝处理效率的影响。
 

冲毛角度对施工缝冲毛效率的影响
角度/度	60	50	40	30
冲毛时间/min	3.5	2.5	2.0	1.5

随着冲毛角度的减小，高压水射流的冲毛效率逐渐提高，同时结合现场冲毛效果，我们认为高压喷枪的喷嘴与混凝土施工缝面层的角度控制在40～50°，可以保证冲毛效果达到最佳，获得粗糙度均匀的施工缝处里面。

实际应用表明，高压水射流混凝土施工缝处理工艺可有效解决传统混凝土施工缝处理工艺费工费时、材料消耗大和处理质量差等问题，适宜大范围推广应用。