一种混凝土断板修补注浆装置及方法 【技术领域】
本发明涉及混凝土技术领域，具体为一种混凝土断板修补注浆装置及方法。
背景技术
在高速公路白色路面、机场跑道、铁路隧道整体道床等混凝土施工后，由于混凝土板早期养护不到位及其他原因，引起混凝土板表面出现裂缝，一旦重车或超重车碾过，就会造成断板现象，如果继续碾压，好的混凝土板也会出现断裂，并连续不断延伸，造成毁灭性破坏，所以及时修补断板又不影响正常通车，是运营单位及施工单位首先要考虑的问题，所以目前人们的通常做法是将断裂处的混凝土板全部拆除，然后重新施工，这种做法费工费时，而且造成大量材料及能源浪费。
【发明内容】
本发明为了解决现有混凝土发生开裂、断板现象时，通常采用拆除重做的方法，不仅费工费时，而且浪费资源等问题，提供一种混凝土断板修补注浆装置及方法。
本发明是采用如下技术方案实现的：混凝土断板修补注浆装置，包括浆液拌合桶，以及通过管道与浆液拌合桶下方连接的高压注浆泵，所述的高压注浆泵包括底座、固定在底座上的泵体和电机座，电机座上方设有注浆电机，泵体内设有活塞腔，活塞腔内设有活塞，活塞一端穿过泵体与注浆电机的输出轴之间通过传动转向构件连接；泵体上方设有进浆室，进浆室顶部固定有与管道连接的进浆头，进浆室内设有与活塞腔连通的进浆通道，进浆通道顶部、且与进浆头连接处设有与活塞杆固定的进浆活塞，活塞杆上卡接有弹簧；泵体一侧设有与活塞腔连通的出浆室，出浆室与活塞腔连通处设有与活塞杆固定的出浆活塞，活塞杆上卡接有弹簧，出浆室末端与注浆管道连接，注浆管道再与注浆嘴连接。本发明可根据混凝土板的裂缝宽度和深度情况，确定钻孔位置和数量，然后采用钻孔机打孔，埋入注浆嘴后进行注浆。
所述的传动转向构件的作用是使注浆电机输出轴末端、且垂直于地面的转动力转换成高压注浆泵内活塞的水平直线往复力，完成持续注浆的目的。实现上述目的机械结构形式可采用多种，这是本领域的普通技术人员很容易实现的，至少可采用如下形式，包括六角凸形键、凹形槽块、小齿轮、大齿轮、偏心圆轮、摆杆和连杆等部件，传动原理是：注浆电机输出轴在工作时垂直于地面，在输出轴上安装有一个六角凸形键，通过此六角凸形键与传动转向构件中的小齿轮轴上的凹形槽块连接，小齿轮再与大齿轮啮合传动，在大齿轮同一轴上的另一端安装有一偏心圆轮，在偏心圆轮上安装摆杆，在摆杆另一端连接连杆，通过此一系列传动最终形成连杆水平直线往复持续运动，此连杆再与高压注浆泵内的活塞末端连接，使高压注浆泵的活塞完成注浆工艺。
使用时，在浆液搅拌桶内配制好浆液，浆液通过管道流入高压注浆泵，随即在高压注浆泵的作用下进入注浆管道，浆液由注浆管道末端进入注浆嘴并均匀注入混凝土断板裂缝内，填充裂缝。
所述的浆液拌合桶与高压注浆泵之间还设有储浆桶，储浆桶一侧上方通过出浆管道与浆液拌合桶下方连接，另一侧下方通过出浆管道与高压注浆泵的进浆头连接，使用时，浆液拌合桶位置要高于储浆桶，比如在浆液拌合桶下方设置垫座，这样浆液才能顺畅地在出浆管道中流动。
所述的浆液拌合桶和储浆桶上方分别设有支架，支架上固定有电机，电机的输出轴末端连接有搅拌器，使得浆液混合均匀，避免产生沉淀。
所述的进浆头与进浆室连接处以及出浆室与活塞腔连接处均设有耐磨垫和密封垫；所述的活塞与电机座连接处设有密封圈，密封垫和密封圈的作用是防止浆液泄露，而耐磨垫可延长密封垫的使用寿命。
所述的储浆桶内上方设有筛网，由浆液拌合桶流出的浆液经过筛网后流入储浆桶内，用于防止杂物或大块固体物堵塞注浆管道。
为了便于控制浆液的流通与流速，所述的出浆管道和注浆管道上分别装有控制阀。
采用上述所述装置完成混凝土断板修补的方法，包括以下步骤：
(1)采用钻孔设备在混凝土板的裂缝内打孔，然后将注浆嘴逐一埋入孔内，孔的数量和位置要根据混凝土板的裂缝宽度和深度确定，注浆嘴要与孔进行密封，防止高压注浆时浆液泄漏；
(2)采用上述装置配制浆液并进行注浆，调节出浆管道和注浆管道上的控制阀，使注浆流量为1.5-2.5L/min，直至注浆压力和扩散半径满足要求为止，浆液由水泥和水按照1∶1.2-1.4的比例混合而成；注浆时，当扩散半径达到0.8-1.5m，同时上述装置中的高压注浆泵的压力达到0.8-1.0MPa时，停止注浆，上述扩散半径和注浆压力是反映注浆的饱满程度，在注浆过程中，刚开始浆液是靠自身重力自然流入断板裂缝内，随着浆液的不断注入，其扩散半径越来越大，使得注浆装置会产生一定的压力，根据申请人的多次实践经验得知，当扩散半径达到0.8-1.5m，同时高压注浆泵的压力达到0.8-1.0MPa时，表明注浆完成；
(3)注浆完毕后，清除注浆嘴，待浆液凝固后，采用切割机沿裂缝两侧边进行切槽，槽宽为45-55mm，深为20-30mm；
(4)将高分子砂浆填入上述槽内，高分子砂浆是由高分子浆液和水洗河砂按照1∶1.5-2.5的比例混合而成，高分子浆液是由混合水泥和高分子液按照1∶0.4-0.6的比例混合而成，所述的混合水泥是由白水泥和水泥按1∶1.0-2.0比例混合而成，所述的高分子液是由水和混凝土修补胶按1∶1比例混合而成，所述的混凝土修补胶为现有公知商品，所述白水泥可选用42.5级，水泥可选用P.042.5级以上；
(5)采用角磨机打磨修补处；
(6)用与整块混凝土板颜色一致的高分子净浆对修补处进行表面喷浆即可，可采用喷枪喷涂修补表面，直至不见修补痕迹，所述的高分子净浆是由白水泥、水泥和粉煤灰按照1∶(0.5-1.5)∶(0.3-1.0)的比例混合而成。
上述方法中所用的钻孔设备、角磨机以及喷枪均为现有公知产品。
与现有技术相比，本发明所述的注浆装置结构简单，设计合理，成本较低，而且该装置小巧、轻便，组装后总重32公斤，体积为450×450×450mm，可满足现场施工的要求，效率高、运行稳定；而且该方法操作简单、工艺流程短，与混凝土断板修补注浆装置相配套使用，大大提高了混凝土断板的修补质量，降低了施工成本，具有一定的推广价值。
【附图说明】
图1为本发明的结构示意图
图2为图1中高压注浆泵中A的局部放大图
图3为图1中筛网的结构示意图
图中：1-浆液拌合桶，2-高压注浆泵，3-底座，4-泵体，5-电机座，6-注浆电机，7-活塞腔，8-活塞，9-进浆室，10-进浆头，11-进浆通道，12-活塞杆，13-进浆活塞，14-弹簧，15-出浆室，16-活塞杆 17-出浆活塞，18-弹簧，19-注浆管道，20-储浆桶，21-出浆管道，22-支架，23-电机，24-耐磨垫，25-密封垫，26-密封圈，27-筛网，28-控制阀，29-垫座，30-注浆嘴。
【具体实施方式】
实施例1：
一种混凝土断板修补注浆装置，包括浆液拌合桶1，其下方设有垫座29，以及通过管道与浆液拌合桶1下方连接的高压注浆泵2，浆液拌合桶1与高压注浆泵2之间还设有储浆桶20，储浆桶20内上方设有筛网27，储浆桶20一侧上方通过出浆管道21与浆液拌合桶1下方连接，另一侧下方通过出浆管道21与高压注浆泵2的进浆头10连接；浆液拌合桶1和储浆桶20上方分别设有支架22，支架22上固定有电机23，电机的输出轴末端连接有搅拌器；所述的高压注浆泵2包括底座3、固定在底座3上的泵体4和电机座5，电机座5上方设有注浆电机6，泵体4内设有活塞腔7，活塞腔7内设有活塞8，活塞8一端穿过泵体4与注浆电机6的输出轴之间通过传动转向构件连接，活塞8与电机座5连接处设有密封圈26；泵体4上方设有进浆室9，进浆室9顶部固定有与出浆管道21连接的进浆头10，进浆室9内设有与活塞腔7连通的进浆通道11，进浆通道11顶部、且与进浆头10连接处设有与活塞杆12固定的进浆活塞13，活塞杆12上卡接有弹簧14；泵体4一侧设有与活塞腔7连通的出浆室15，出浆室15与活塞腔7连通处设有与活塞杆16固定的出浆活塞17，活塞杆16上卡接有弹簧18，出浆室15末端与注浆管道19连接，注浆管道19再与注浆嘴30连接；进浆头10与进浆室9连接处以及出浆室15与活塞腔7连接处均设有耐磨垫24和密封垫25；出浆管道21和注浆管道19上分别装有控制阀28。
采用上述装置进行注浆的具体过程如下，按照图1所示，将各个部件连接，控制浆液搅拌桶、储浆桶内的电机转速分别为0-850转/分、0-2800转/分，注浆电机的转速为2800转/分，在浆液搅拌桶内配制好浆液，并不断搅拌，使浆液混合均匀，打开出浆管道上的控制阀，浆液通过出浆管道流入储浆桶内并经筛网过滤，同时进行二次搅拌，如图2所示，然后浆液通过出浆管道流入高压注浆泵的进浆头内，浆液在自身重力作用下迫使进浆活塞、活塞杆以及弹簧向下运动，随即浆液依次流入进浆室、活塞腔内，然后启动注浆电机，并在传动转向构件的作用下推动活塞、浆液向前移动，既而打开出浆活塞，浆液流入出浆室，通过注浆管道末端进入注浆嘴并均匀注入混凝土断板裂缝内，填充裂缝。上述进浆活塞、出浆活塞在弹簧作用下往返工作，达到循环注浆的目的。
采用上述所述装置完成混凝土断板修补的方法，包括以下步骤：(1)采用钻孔设备在混凝土板的裂缝内打孔，然后将注浆嘴逐一埋入孔内，孔的数量和位置要根据混凝土板的裂缝宽度和深度确定，注浆嘴要与孔进行密封，防止高压注浆时浆液泄漏；(2)采用上述装置配制浆液并进行注浆，调节出浆管道和注浆管道上的控制阀，使注浆流量为1.5L/min，可反复多注几次，直至注浆压力和扩散半径满足要求为止，浆液由水泥和水按照1∶1.2的比例混合而成；注浆时，当扩散半径达到0.8m，同时上述装置中的高压注浆泵的压力达到0.8MPa时，停止注浆；(3)注浆完毕后，清除注浆嘴，待浆液凝固后，采用切割机沿裂缝两侧边进行切槽，槽宽为45mm，深为20mm；(4)将高分子砂浆填入上述槽内，高分子砂浆是由高分子浆液和水洗河砂按照1∶2.0的比例混合而成，高分子浆液是由混合水泥和高分子液按照1∶0.4的比例混合而成，所述的混合水泥是由白水泥和水泥按1∶1.0比例混合而成，所述的高分子液是由水和混凝土修补胶按1∶1比例混合而成，所述的混凝土修补胶为现有公知商品；(5)采用角磨机打磨修补处；(6)用与整块混凝土板颜色一致的高分子净浆对修补处进行表面喷浆即可，所述的高分子净浆是由白水泥、水泥和粉煤灰按照1∶0.5∶0.3的比例混合而成，可采用喷枪喷涂修补表面，直至不见修补痕迹。
实施例2：
混凝土断板修补注浆装置及其注浆过程如实施例1所示。
采用上述所述装置完成混凝土断板修补的方法，包括以下步骤：(1)采用钻孔设备在混凝土板的裂缝内打孔，然后将注浆嘴逐一埋入孔内，孔的数量和位置要根据混凝土板的裂缝宽度和深度确定，注浆嘴要与孔进行密封，防止高压注浆时浆液泄漏；(2)采用上述装置配制浆液并进行注浆，调节出浆管道和注浆管道上的控制阀，使注浆流量为2.5L/min，可反复多注几次，直至注浆压力和扩散半径满足要求为止，浆液由水泥和水按照1∶1.4的比例混合而成；注浆时，当扩散半径达到1.5m，同时上述装置中的高压注浆泵的压力达到1.0MPa时，停止注浆；(3)注浆完毕后，清除注浆嘴，待浆液凝固后，采用切割机沿裂缝两侧边进行切槽，槽宽为55mm，深为30mm；(4)将高分子砂浆填入上述槽内，高分子砂浆是由高分子浆液和水洗河砂按照1∶2.5的比例混合而成，高分子浆液是由混合水泥和高分子液按照1∶0.6的比例混合而成，所述的混合水泥是由白水泥和水泥按1∶2.0比例混合而成，所述的高分子液是由水和混凝土修补胶按1∶1比例混合而成，所述的混凝土修补胶为现有公知商品；(5)采用角磨机打磨修补处；(6)用与整块混凝土板颜色一致的高分子净浆对修补处进行表面喷浆即可，所述的高分子净浆是由白水泥、水泥和粉煤灰按照1∶1.5∶1.0的比例混合而成，可采用喷枪喷涂修补表面，直至不见修补痕迹。
实施例3：
混凝土断板修补注浆装置及其注浆过程如实施例1所示。
采用上述所述装置完成混凝土断板修补的方法，包括以下步骤：(1)采用钻孔设备在混凝土板的裂缝内打孔，然后将注浆嘴逐一埋入孔内，孔的数量和位置要根据混凝土板的裂缝宽度和深度确定，注浆嘴要与孔进行密封，防止高压注浆时浆液泄漏；(2)采用上述装置配制浆液并进行注浆，调节出浆管道和注浆管道上的控制阀，使注浆流量为2.0L/min，可反复多注几次，直至注浆压力和扩散半径满足要求为止，浆液由水泥和水按照1∶1.3的比例混合而成；注浆时，当扩散半径达到1.2m，同时上述装置中的高压注浆泵的压力达到0.95MPa时，停止注浆；(3)注浆完毕后，清除注浆嘴，待浆液凝固后，采用切割机沿裂缝两侧边进行切槽，槽宽为50mm，深为25mm；(4)将高分子砂浆填入上述槽内，高分子砂浆是由高分子浆液和水洗河砂按照1∶2.0的比例混合而成，高分子浆液是由混合水泥和高分子液按照1∶0.5的比例混合而成，所述的混合水泥是由白水泥和水泥按1∶1.5比例混合而成，所述的高分子液是由水和混凝土修补胶按1∶1比例混合而成，所述的混凝土修补胶为现有公知商品；(5)采用角磨机打磨修补处；(6)用与整块混凝土板颜色一致的高分子净浆对修补处进行表面喷浆即可，所述的高分子净浆是由白水泥、水泥和粉煤灰按照1∶1.0∶0.7的比例混合而成，可采用喷枪喷涂修补表面，直至不见修补痕迹。