混凝土表面粗糙（凿面）处理技术的研制和应用

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　　0、前言

　　提高水泥混凝土表面的附着力，特别是高速桥梁、路段增强水泥表面与沥青混凝土（水泥混凝土），二次加辅层之间严密结合的再续亲合力，首先要在水泥混凝土的光滑面进行粗糙处理。尤其是近几年，浇筑混凝土桥梁所需要的模板，大都用钢模板，混凝土表面更为光滑，形成一层如镜面的水泥浆皮层，在工程的施工和使用上带来了严重的隐患和危害。目前，国内各建筑施工部门，对混凝土表面的粗糙处理，还停留在手工、风镐、等操作阶段。一般都是由工人用钢钎、手锤，在混凝土表面一锤一凿，凿出大小不一的凹坑，使之表面粗糙。每人每天只能凿几个平方米，工艺落后，劳动强度大、效率低、不规范，难以达到对水泥制品表面光滑面进行粗糙（凿面）处理的要求，也满足不了建筑、公路、桥梁行业发展的需要，虽然很多项目中都是采用拉毛的方式来代替凿毛。但是，拉毛只能用于水泥混凝土、沥青路面粗糙（凿面）处理，还不能应用在标准规范要求高的桥梁表面粗糙（凿面）处理，拉毛不能从根基上破除水泥混凝土浆皮的危害，只是初级较简单的界面抓涩处理方法。因此，工程实践迫切需要一种科学的、现代化的机械手段来达到技术要求的凿毛标准，代替繁重的体力劳动，保证工程质量。

　　1、混凝土粗糙（凿面）处理技术现状

　　目前，在国内市场上，能够低成本、高标准、高效率的完成水泥混凝土桥梁表面粗糙（凿面）处理的机械化设备处于空白，国外同类设备，成本高，造价昂贵，应用在桥梁表面粗糙（凿面）处理时，需要高技术人员操作，无法达到工程工期进度和施工规范化标准要求。由于施工方法上的难度，致使在很多工程中，本来应该采取的混凝土表面粗糙工序被人为的省略掉，或者用拉毛和其他方法来应付，造成混凝土二次浇筑时，新旧混凝土层之间粘结力达不到要求，在通车运行之后，表层与底层分离，在车辆荷载的反复作用下，表层结构过早老化乃至破坏。

　　因此，工程实践迫切需要一种科学的、现代化的机械手段来达到规范中要求的混凝土表面粗糙处理的标准，以保证工程质量。而目前国内已有类似的水冲或气动凿毛机，存在着污染环境或需要水源成本高的弊端，且多应用于建筑装饰行业，国内尚无自主开发的适用于大面积水泥混凝土表面处理的技术和机械。

　　2、不进行粗糙（凿面）处理的危害

　　对混凝土表面进行粗糙（凿面）处理的目的，是为了加强混凝土新旧结合面或混凝土与其他结构层之间的粘合力，从而使因施工或结构需要，进行分次浇筑的混凝土或复合路基形成一个整体，保证结构的完整性。例如：沈大高速公路改扩建工程之前的公路及桥涵路面，在原施工中，因为没有对水泥混凝土表面的浆皮光滑面进行表面粗糙处理，致使桥、涵路面的沥青混凝土加铺层结合不够严紧，而产生龟裂、破坏的现象较为严重。2002年国道（哈大公路、沈阳至大连段）扩建后2003年8月通车。当夏去冬至时，经过高温、低温、的交错变换、雨雪洗礼、重车碾压的桥、涵表面沥青混凝土加铺层，开始龟裂、离层脱落，局部出现残损坑凹。几经维修，仍然千疮百孔，成为典型的“补丁”桥面路段。

　　通过现场调查发现，桥涵表面水泥混凝土与沥青混凝土加铺层之间形成一种像镜面一样的光滑面，这就是水泥混凝土的裂皮所致，而引起产生离层，不抓涩等作用，直接影响沥青混凝土与水泥混凝土表面的再续亲合力，致使结合不严紧，桥面破坏较为严重，使用寿命锐减。追根溯源，都是因为没有对其表面进行有效的粗糙处理所致，造成前面修、后面补的恶性循环。

　　新改扩建的辽宁省沈大高速公路工程设计，在总结经验教训基础之上的同时，又向外国发达国家先进的筑路筑桥工艺、优质工程学习，对桥涵、搭板增加了凿毛的技术标准。要求达到1㎡凿点在5000个以上，凿点深度2～5mm，清除水泥混凝土表面浆皮光滑面积95％以上等技术标准。有效的解决了桥涵、搭板水泥混凝土表面的浆皮光滑面而诱发的诸多质量问题，特别是在桥涵、搭板水泥混凝土表面与沥青混凝土加铺层、水泥制品表面与水泥混凝土、二次加铺层严密结合时，采用该标准进行施工。由此来解决水泥制品表面与沥青混凝土（水泥混凝土）二次加铺层的再续亲合力，结合更加严紧等关键性问题，取得了非常好的效果。

　　3、YZL凿面机械的研制

　　如果通过一种凿毛机械，能够确保达到去除浆皮、增加二次浇筑（摊铺）之间的粘结力，其市场需求量将会非常大，同时可以加快工程进度、减少环境污染、节省工程造价、保证工程质量，无论是社会效益还是经济效益都是非常可观的。通过在施工中，经过上百次技术试验，总结和技术改进，我们准备研制系列凿毛机和系列钻头。

　　它是一种体积小、重量轻，“机”、“钻”融为一体，1人可操作，是人工凿毛的15～20倍。分2种机型，干式和湿式，湿式可减少粉尘飞扬、污染环境，是符合市政和公路工程桥、涵、搭板等混凝土表面凿毛要求的新型高标准凿毛机械。采用本机械进行混凝土表面粗糙处理，创造性的采用手推车形式，灵活自如，同时结合不同型号的钻头使用，可适用于不同环境、不同标准的要求。该种机械可做到昼夜均可凿毛，标准平面日凿毛能力均在4000㎡～10000㎡。可在标准平面，越（跨）障平面和越障难度较大的平面水泥制品表面高标准机械凿毛。1㎡可凿1000～10000个左右，凿点深度可根据要求在2～8mm之间任意控制，深度落差在0.5mm左右。清除水泥混凝土表面光滑面积95～100％。凿毛后水泥制品表面点距匀称，凹凸麻面明显，踩踏表面抓涩感强。

　　该产品的研制、生产，主要是针对工程中混凝土表面粗糙处理难以实现而实施的，可以加快工程进度、较少劳动力消耗，又能最大限度的节约成本，提高工程质量，在国内处于领先地位。

　　4、YZL凿面机工程实例应用

　　改造路段位于首都北京六环路西寨段（第四合同段），北沙河大桥570m/长×26m/宽，国道哈大公路、沈阳至大连段，原路面因诸多因素的影响，如车辆的急剧增加、严重超载、施工中存在的问题，多处出现以下问题：

　　（1）由于沥青混凝土路面层与层之间粘结不好，水泥表面光滑相互之间产生的摩擦力不大，当受高速水平推力时，形成位移、剥落。

　　（2）受高温、气候、混凝土伸缩渗水等问题的影响，沥青混凝土层形成裂变。

　　通过采用混凝土表面粗糙处理技术改造该路面，业经施工单位一中国路桥集团第一公路工程局现场技术认可，总监理单位—北京逸群工程监理有限公司的检收：机械凿毛技术先进，单机平面越障凿毛12㎡/h，1㎡凿点3000-5000个左右，凿点深度2-5mm，点距匀称，凹凸麻面明显，踩踏表面抓涩感明显，破除水泥制品表面浆皮光滑面积95%以上。高速度、高密度、优质、操作技术热练过硬。并且现场拍照录像，留样存档。在全线推广四标段的样板高标准机械凿毛和检收标准。

　　实践证明采用混凝土表面粗糙处理技术，有效的解决了水泥混凝土浆皮光滑面隐患所存在的危害，增加了沥青混凝土与水泥路面的粘结力，具有施工方法简单、成本低廉、工期短等优点，有效的提高了砼结合面凿毛的效率，大的减轻了操作工的劳动强度。具有创新性，属于新设备，新工艺。经北京三环路、沈大高速公路和沈哈高速公路等工程使用，效果明显，2005年通过大连市建委科技成果鉴定，技术成熟，具有广泛的推广应用价值。

　　5、YZL凿面机工作原理

　　（1）由空压机供给0.4-0.5MPa气体，通过进气管

　　（2）供给气动钻机总成；

　　（3）使钻机达到运转状态，带动YZL系列钻头旋转工作；

　　（4）气动钻机总成在运转中产生一定的震动力，手推杆装减震胶套做消减震作用；

　　（5）方向脚轮做往返运动支撑作用；

　　（6）起落架是在整机停止运转后，固定整机站立：

　　（7）压力供水箱供给钻机通往钻头冷却水，减少粉尘飞扬，环境污染（YZL系列凿毛机）

　　6、结语

　　经过近半年的研制、开发，该凿毛机在国内一些重要的工程中进行了应用。在首都北京六环路西寨段（第四合同段、第九合同段），采用本项目产品进行凿毛，通过了施工单位－中国路桥集团第一公路工程局的现场技术认可和北京逸群工程监理有限公司的检收，得到了建设单位的高度评价。同时在沈大高速公路改扩建、201国道改造等项目中都采用了本产品进行混凝土表面粗糙处理，有效的解决了桥涵、搭板水泥混凝土表面的浆皮光滑面导致的诸多质量问题，取得了非常好的效果。