高壓水射流技術(shù)在混凝土表面鑿毛處理中的應(yīng)用

高壓水射流是最近幾十年發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新技術(shù)，如今它已滲透到多個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮著獨(dú)特的作用。射流是指工作介質(zhì)從噴嘴中流出的現(xiàn)象，它是一種在工程中十分常見(jiàn)的流體形態(tài)。人們通過(guò)提高射流的工作壓力，從而可以得到高速流動(dòng)的射流。高壓射流有很大的能量密度，當(dāng)工作壓力提高到1000 MPa以上之后，高壓水射流的能量束密度就和激光束相當(dāng)。目前，高壓水射流在煤礦開(kāi)采，加工制造以及清洗除垢等領(lǐng)域得到了比較廣泛的應(yīng)用。
 
傳統(tǒng)的鑿毛方法是用一種尖銳的打擊工具在混凝土表面進(jìn)行活塞打擊，以鑿除松散浮漿露出骨料，但此類施工方法存在諸多弊端，打擊工具的振蕩力會(huì)對(duì)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生傷害，影響使用壽命；鑿毛過(guò)程中產(chǎn)生噪音污染；鑿毛后的效果不盡如人意，且費(fèi)時(shí)費(fèi)工。而高壓水射流技術(shù)的成功應(yīng)用，有效地解決了上述難題。

1、橋面鑿毛
  
橋面鑿毛的主要目的是解決層間黏結(jié)的問(wèn)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(jié)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(dòng)的作用下，會(huì)因抗剪能力不足而產(chǎn)生層間剝離破壞，并在水的侵蝕作用下破裂，導(dǎo)致其上層瀝青混凝土層破壞。因此橋面鑿毛不但要去除浮漿還應(yīng)形成凹凸麻面。即被鑿擊后的表面波峰及波谷之差密爾值應(yīng)較大。只有這樣，層間才能黏結(jié)的牢固。

2、半剛性路面基層鑿毛

高速公路半剛性路面基層在鋪設(shè)瀝青混凝土前的鑿毛深度和作業(yè)要求以及所用設(shè)備與橋面的鑿毛要求不同，這兩種表面處理的目的都是使瀝青混凝土鋪裝層與基層面之間能夠黏結(jié)牢固，而且要達(dá)到防止?jié)B水，抗滑及有效提高抗振動(dòng)變形的能力。

3、水泥路面與機(jī)場(chǎng)跑道的鑿毛

水泥路面與機(jī)場(chǎng)跑道的鑿毛要求都是為了防止車輛行駛以及飛機(jī)降落時(shí)打滑。前者是為了將磨光的舊水泥混凝土路面鑿成粗糙面，后者是為了去除機(jī)場(chǎng)跑道上的輪胎印跡。此二者的目的都是為了矯正恢復(fù)路面特性，改善提高摩擦力，使行駛的車輛和起降的飛機(jī)能夠平穩(wěn)運(yùn)行和安全著陸。

4、鋼箱式橋面鑿毛

鋼箱式橋面在鋪設(shè)防水層前需進(jìn)行鑿毛除銹。鑿毛除銹的目的是提高層間的穩(wěn)定性和抗剪能力，防止水的滲入而腐蝕鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

5、路面封層前的表面處理

瀝青路面在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)前，即在霧封層、乳化瀝青封層、改性瀝青封層、碎石封層罩面前，必須對(duì)原瀝青路面的表面進(jìn)行徹底清理以增加其表面的粗糙度，提高封層罩面與原基層的黏合程度。

6、其它建筑物的鑿毛

無(wú)論是橋梁構(gòu)件、橋墩或澆筑鉸縫及橋面鋪裝前毛勒縫槽口等結(jié)合部，或水泥混凝土壩、核電站、港口碼頭、隧道、水電站閘墩等水泥混凝土工程的施工還是加固這些工程，鑿毛的目的都是為了使新老水泥混凝土之間能夠形成一個(gè)整體。因此，被鑿擊后的表面不但要去除浮漿還應(yīng)形成凹凸麻面，而不是一個(gè)平整的毛面，只有這樣新老混凝土才能黏合為一個(gè)整體。

傳統(tǒng)方式鑿毛時(shí)為了不損傷底層結(jié)構(gòu)，并要求鑿毛機(jī)釬頭作業(yè)時(shí)必須具有高頻率低振動(dòng)的性能。可是頻率越高其沖擊力就越少，因此在“啃”水泥混凝土這個(gè)“硬骨頭”時(shí)就比較費(fèi)力費(fèi)時(shí)，于是有些施工單位就誤認(rèn)為鑿毛機(jī)的效率比較低，還不及多用些人工用大錘鑿擊，這是一個(gè)誤區(qū)。須知沖擊力太大就會(huì)損傷構(gòu)筑物低層結(jié)構(gòu)，會(huì)使工程留下隱患。此外，在大型水泥混凝土工程鋪裝層間進(jìn)行鑿毛時(shí)慎用大型銑刨機(jī)或拋丸機(jī)進(jìn)行鑿毛處理。因銑刨機(jī)的銑刨刀頭與其銑刨轉(zhuǎn)子為剛性連接，銑刨轉(zhuǎn)子又非常沉重，其刀頭密度又比較少，所以在銑刨切屑時(shí)，接觸工作面的點(diǎn)數(shù)少，其轉(zhuǎn)子的沖擊力就非常大，銑刨機(jī)銑掉的不僅是浮漿和部分骨料，還會(huì)將有些骨料振松使整體結(jié)構(gòu)受到影響(銑刨機(jī)的主要功能是銑刨舊瀝青混凝土路面)。再如拋丸機(jī)，其鋼丸打毛時(shí)撞擊力到是不太大，施工后工作面平整也好看，但鑿毛深度淺，凹凸麻面不明顯，因此新老水泥混凝土之間的黏結(jié)就比較差了。
 
高壓水射流鑿毛設(shè)備由高壓泵加壓，產(chǎn)生100～280 MPa的高壓水射流射入混凝土表面。高壓水在混凝土孔隙中產(chǎn)生一個(gè)超壓，當(dāng)其壓力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土發(fā)生破碎。此方法效率極高，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求破除任意深度厚度，且機(jī)械化、自動(dòng)化遙控作業(yè)安全性能很高，采用水作為工作介質(zhì)，無(wú)粉塵污染，對(duì)保留結(jié)構(gòu)無(wú)損傷，鋼筋原樣保留。

采用高壓水鑿毛方式，速度快、效率高、鑿毛效果好，不對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)，表面無(wú)灰塵非常干凈，而且屬于無(wú)損鑿毛，對(duì)混凝土骨料不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，是目前最先進(jìn)環(huán)保高效的鑿毛工藝，值得在國(guó)內(nèi)推廣。選用高壓水鑿毛能與各種工程相適應(yīng)，以確保工程施工質(zhì)量和效率。