摘要:裂縫是威脅水工混凝土建筑物安全運(yùn)行的最普通、最常見病害之一, 總結(jié)了混凝土裂縫修補(bǔ)的幾種常用方法及適用范圍, 為混凝土病害處理提供了可鑒方法。
關(guān)鍵詞:水工建筑物裂縫處理技術(shù)
中圖分類號(hào):TV431 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:C 文章編號(hào):1673- 4637( 2007) 01- 0050- 03
裂縫是水工混凝土建筑物最普通、最常見的病害之一, 不發(fā)生裂縫的混凝土建筑物是極少見的, 而且混凝土裂縫往往是多種因素聯(lián)合作用的結(jié)果。裂縫對(duì)水工建筑物的危害程度不一, 嚴(yán)重的裂縫不僅危害建筑物的整體性和穩(wěn)定性, 而且還會(huì)產(chǎn)生大量的漏水,使閘壩及其他水工建筑物的安全運(yùn)行受到嚴(yán)重威脅。另外, 裂縫往往會(huì)引起其他病害的發(fā)生與發(fā)漏溶蝕、環(huán)境水侵蝕、凍融破壞及鋼筋銹蝕等等。這些病害與裂縫形成惡性循環(huán), 會(huì)對(duì)水工混凝土建筑物的耐久性產(chǎn)生很大危害。
根據(jù)裂縫的開度變化, 可分為死縫( 其寬度和長(zhǎng)度不再變化) 、活縫( 其寬度隨外界環(huán)境和荷載條件變化而變化, 長(zhǎng)度不變或變化不大) 和增長(zhǎng)縫( 其寬度或長(zhǎng)度隨時(shí)間而增長(zhǎng)) , 對(duì)以上3 種裂縫需采用不同修補(bǔ)方法。對(duì)死縫可用剛性材料填充修補(bǔ)。對(duì)活縫則應(yīng)用彈性材料修補(bǔ), 若用剛性材料填充, 修補(bǔ)就會(huì)失敗,或在靠近修補(bǔ)部位出現(xiàn)新裂縫; 有時(shí), 對(duì)活縫的修補(bǔ)選在引起活動(dòng)的因素消除后再進(jìn)行。對(duì)增長(zhǎng)縫, 必須消除引發(fā)裂縫因素, 否則修補(bǔ)后裂縫仍會(huì)繼續(xù)出現(xiàn)。
裂縫修補(bǔ)除了以恢復(fù)防水性和耐久性為主要目的外,也有從結(jié)構(gòu)安全及美觀角度出發(fā)而進(jìn)行修補(bǔ)的。在滿足修補(bǔ)目的的前提下, 還必須考慮經(jīng)濟(jì)性, 明確修補(bǔ)范圍及修補(bǔ)規(guī)模等。目前, 國(guó)內(nèi)外修補(bǔ)裂縫的方法歸納有3 大類。
1 填充法
這是一種適合修補(bǔ)較寬裂縫( δ> 0.5 mm) 的方法, 具體做法是沿裂縫處鑿“U”形或“V”形槽, 槽頂寬約10 cm, 在槽中填充密封材料, 如圖1。填充材料可用水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、彈性環(huán)氧砂漿、聚合物水泥砂漿等。
如果鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋已經(jīng)銹蝕, 則將混凝土鑿除到能夠充分處理已經(jīng)生銹的鋼筋部分, 將鋼筋除銹。然后進(jìn)行防銹處理, 再在槽中填充聚合物水泥砂漿或環(huán)氧樹脂砂漿等材料。
對(duì)于活縫, 沿裂縫走向開1 個(gè)“U”形槽, 槽底墊1 層與混凝土不粘的材料, 如塑料片材, 再填充彈性嵌縫材料, 使其與槽兩側(cè)粘結(jié)。這樣嵌縫材料沿槽的整個(gè)寬度可自由變形, 裂縫發(fā)生張拉變形時(shí), 不會(huì)把嵌縫材料拉開, 其構(gòu)造如圖2 所示。
2 注入法( 灌漿法)
注入法分壓力注入法與真空吸入法2 種。壓力灌漿法適用于較深較細(xì)裂縫, 在水工建筑物裂縫修補(bǔ)中應(yīng)用較廣泛; 真空注入法則是用真空泵使縫內(nèi)形成真空, 將漿材吸入縫內(nèi), 該法適用于各種表面裂縫的修補(bǔ)。灌漿材料有水泥漿材、普通環(huán)氧漿材、彈性環(huán)氧漿材、彈性聚氨酯漿材、水溶性聚氨酯漿材等。
2.1 壓力注入法施工工藝
(1) 灌漿孔的設(shè)計(jì)和布置。布孔有騎縫孔和斜孔2 種形式, 根據(jù)實(shí)際情況和需要加以選擇, 必要時(shí)兩者兼用。對(duì)不深的表面裂縫, 一般可在縫面埋設(shè)灌漿嘴或灌漿盒, 也可采用騎縫鉆孔; 當(dāng)裂縫較深時(shí), 由于縫的走向不規(guī)則, 常采用騎縫孔和斜孔?？拙嗯c排距, 應(yīng)視裂縫的寬度和通暢情況、漿液黏度及允許灌漿壓力而定, 一般孔距和排距為0.5 ～3 m。
(2) 鉆孔沖洗。先按設(shè)計(jì)布孔位置鉆孔, 鉆孔后先將孔內(nèi)粉塵和碎屑沖洗干凈, 并測(cè)其孔深。沖孔用水要保持清潔, 壓縮空氣應(yīng)經(jīng)油水分離器, 以免油垢污染縫面, 影響灌漿效果。
(3) 嵌縫止?jié){。嵌縫止?jié){的目的是為了防止?jié){液流失、確保漿液在灌漿壓力下將裂縫充填密實(shí)。在要嵌縫的部位, 人工或用風(fēng)鎬沿縫鑿成“V”形槽, 寬度約5 ～10 cm, 深3 ～5 cm, 并清除槽內(nèi)松動(dòng)的混凝土碎屑及粉塵, 然后沿縫間隔2 m 左右埋設(shè)!1.27 ～0.64 cm的排氣( 水) 管, 最后向槽內(nèi)回填水泥砂漿。對(duì)于較小混凝土構(gòu)件的裂縫處理, 縫面不必鑿槽, 可用環(huán)氧樹脂基液粘貼玻璃絲布封閉。
(4) 壓水( 氣) 試驗(yàn)。壓水或壓氣的主要目的是為了解灌漿孔( 嘴) 與裂縫暢通情況, 以確定是否可以灌漿或必須重新鉆孔或重埋灌漿嘴, 檢查嵌縫是否有效, 有無漏水( 氣) 現(xiàn)象; 通過壓水可計(jì)算其吸水率和記錄其開始?jí)核翉母髋艢? 水) 孔出水的時(shí)間,以確定漿液凝結(jié)時(shí)間和配漿量。壓水( 氣) 所用壓力不得超過設(shè)計(jì)灌漿壓力。一般灌漿壓力為0.2 ～0.5 MPa。
(5) 配制漿液。根據(jù)處理裂縫的要求選擇合適的漿材, 配制漿液。若裂縫處理后要承受荷載, 即補(bǔ)強(qiáng)加固, 則選擇環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯料; 若是活縫和伸縮縫修補(bǔ), 則選用有一定彈性的材料, 如彈性聚氨酯類或丙烯酰胺類等材料。
(6) 灌漿。灌漿前, 應(yīng)將所有孔( 嘴) 上的閥門全部打開, 用壓縮空氣將孔內(nèi)、縫內(nèi)的積水盡量吹擠干凈, 并爭(zhēng)取達(dá)到處于無水狀態(tài), 然后準(zhǔn)備灌漿。根據(jù)裂縫情況選擇灌漿方法。對(duì)細(xì)微裂縫, 需用較長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間的漿液, 采用單液法灌漿; 對(duì)較寬裂縫, 需用較短凝結(jié)時(shí)間的漿液, 采用雙液法灌漿。當(dāng)在一條裂縫上布有幾個(gè)灌漿孔( 嘴) 時(shí), 可按由深到淺, 由下而上的順序進(jìn)行灌漿。灌漿的結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)是以不吸漿為原則。如吸漿率小于0.01 L / min, 并延長(zhǎng)適當(dāng)時(shí)間,亦可作為結(jié)束標(biāo)準(zhǔn), 停止灌漿。
(7) 沖洗管路。灌漿結(jié)束后, 關(guān)閉孔( 嘴) 口閥門, 立即拆卸管路, 并用丙酮沖洗管路和設(shè)備(丙烯酰胺灌漿時(shí), 用水沖洗) 。
(8) 封孔。對(duì)于固化后強(qiáng)度達(dá)到或超過混凝土強(qiáng)度的化灌材料, 灌漿后孔內(nèi)的固結(jié)物不必清除, 但對(duì)強(qiáng)度不太高的堵漏材料( 如丙烯酰胺) , 應(yīng)把孔內(nèi)固結(jié)物清除干凈, 然后用水泥砂漿封孔。對(duì)混凝土構(gòu)件來說, 灌漿時(shí)間選在最低氣溫時(shí)最佳, 此時(shí)裂縫開度最大, 漿液易于灌入, 且其固結(jié)體在裂縫內(nèi)也不會(huì)因混凝土收縮而重新被拉開。對(duì)于大體積混凝土, 灌漿宜在低溫季節(jié)裂縫開度大時(shí)進(jìn)行。
2.2 真空注入法施工工藝
首先把需要處理部分用不透氣塑料膜覆蓋, 四周密封; 然后采用真空泵把已覆蓋混凝土內(nèi)的所有孔隙中的空氣抽去, 接著灌入樹脂漿液, 依靠大氣壓使?jié){液浸漬到混凝土表面的裂縫和孔隙中去。這種方法適用于含有大量表面裂縫的混凝土修補(bǔ)處理。
3 表面覆蓋法
這是一種在微細(xì)裂縫( δ< 0.2 mm) 的表面上涂膜, 以提高其防水性及耐久性為目的的修補(bǔ)方法。表面覆蓋法分為涂覆裂縫部分及全部涂覆2 種方法。這種方法的缺點(diǎn)是修補(bǔ)工作無法深入到裂縫內(nèi)部, 對(duì)延伸裂縫難以追蹤其變化。
表面覆蓋法所用材料視修補(bǔ)目的及其建筑物所處環(huán)境不同而異, 通常采用彈性涂膜防水材料、聚合物水泥膏、聚合物薄膜( 粘貼) 等。施工時(shí), 首先用鋼絲刷子將混凝土表面打毛、清除表面附著物, 用水沖洗干凈后充分干燥, 然后用樹脂充填混凝土表面的氣孔, 再用修補(bǔ)材料涂覆表面。
實(shí)踐證明, 在對(duì)水工混凝土建筑物裂縫進(jìn)行調(diào)查與檢測(cè)、成因分析、危害評(píng)估的基礎(chǔ)上, 采取相應(yīng)的修補(bǔ)措施, 是可以將這一病害控制在安全范圍內(nèi)的。
參考文獻(xiàn)
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