摘要:混凝土是由粗、細骨料、水及部分氣體組成的一種非均質(zhì)脆性混合材料,在溫度、濕度變化的作用下,各種材料物理性質(zhì)的不一致,相互作用力產(chǎn)生的約束力不同就形成了混凝土裂縫,裂縫是水工混凝土中最常見的缺陷之一,是造成混凝土被破壞的主要原因,處理難度較大。本文對水工混凝土裂縫處理工藝進行了敘述,抒發(fā)自己的見解,僅為水利工程實踐提供參考。
關鍵詞:混凝土裂縫;水工混凝土;處理工藝;水利工程
引言
隨著社會的發(fā)展,對水利工程的外觀要求也越來越高,而裂縫正是水利工程混凝土中最常見的缺陷之一,又是造成混凝土被破壞的主要原因,其處理的難度很大,如何根據(jù)裂縫所在結(jié)構(gòu)中的位置、裂縫的物理尺寸以及裂縫的危害程度等因素來確定處理方法,這就是我們一直要研究解決的問題。
1、混凝土裂縫的分類
混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多,主要包括:砼的收縮、溫度應力、配筋不足、砼材料及配合比不當、養(yǎng)護不及時、施工質(zhì)量差等,在此不作詳細分析,我們對裂縫的分類介紹一下,混凝土裂縫按照產(chǎn)生原因可分為變形裂縫、結(jié)構(gòu)裂縫兩種;按照深度可分為表層裂縫、深層裂縫和貫穿裂縫三種;按裂縫開度變化可分為死縫、活縫、增長縫三種。
2、裂縫的處理方法及工藝
目前我們處理水工混凝土的裂縫方法大致可分為兩種,分別是表面處理(封閉防滲)和內(nèi)部處理(灌漿)。
2.1表面處理的原理及方法
表面處理的原理是進行縫口封閉,以防止?jié)B漏和鋼筋銹蝕。對于有抗沖耐磨要求的過流面裂縫,表面處理可增強其抗沖耐磨能力。
表面處理的方法包括表面噴涂、高分子聚合物縫口浸漬、貼環(huán)氧玻璃絲布、縫口粘貼橡皮板、縫口粘貼碳纖維布、沿縫口鑿槽嵌縫等。
(1)噴涂法:適用于寬度小于0.3mm表面裂縫,將裂縫表面清理干凈,無塵土、灰渣,采用聚脲進行表層涂刷即可,處理方法比較簡單。
(2)縫口浸漬處理。浸漬是高分子材料的復合單體聚合作用,對混凝土表層產(chǎn)生浸漬滲入,使表面淺層裂縫的縫口封堵粘合。由于高分子材料浸漬聚合后具有較高的強度,因此可提高混凝土表面的抗沖磨能力。這種處理方法不受季節(jié)的限制,但浸漬過程需要干燥環(huán)境,不宜在雨天進行。表面裂縫的浸漬處理方法是在經(jīng)過清洗干燥的縫口,用鐵絲圈罩住,形成一條沿裂縫走向密封管狀紙罩,在紙罩內(nèi)將浸漬基液浸人縫中,待基液固化后進行聚合。
(3)縫口貼玻璃絲布。此法除用于縫口保護外,還用于嵌縫止漏。一般采用“三液兩布”(即3層環(huán)氧基液和2層玻璃絲布)的“玻璃鋼”,也可采用“兩液一布”。
(4)縫口粘貼橡皮板??p口粘貼橡皮板主要用于處理擋水壩段迎水向裂縫,防滲效果好。由于橡皮彈性好且抗?jié)B性能優(yōu)越,宜用以修補尚未穩(wěn)定的裂縫。常用橡皮板厚5 mm,橡皮表面應先用鋼絲刷刷毛或以濃硫酸浸泡腐蝕,進行表面鑿毛使粘貼牢固。
(5)縫口粘貼碳纖維布:主要適用于梁、板等預應力構(gòu)建件補強加固,施工環(huán)境溫度宜為10℃~25℃,混凝土表面應清刷干凈并保持干燥,基底用專用膠找平,用專用膠進行涂刷粘貼。
(6)縫口鑿槽嵌縫。對于平面上縫寬大于0.3mm的表面裂縫常用鑿槽法處理,即沿裂縫兩側(cè)進行標記,用風鎬、風鉆或人工將混凝土鑿開寬度、深度均為2cm槽,將槽內(nèi)清理干凈,漏出新鮮混凝土,槽內(nèi)填充環(huán)氧砂漿或微膨脹預縮水泥砂漿或丙乳砂漿??p面鑿槽是一種較為簡易的方法,由于能夠消除縫端的應力集中,防止裂縫延伸,因此被廣泛采用。
2.2裂縫的內(nèi)部處理方法及工藝
灌漿是混凝土裂縫內(nèi)部補強最重要的方法,應用范圍最廣,主要用于深層及貫穿裂縫修補。常用的灌漿處理方法有水泥灌漿和化學灌漿,下面分別進行介紹。
(1)水泥灌漿
水泥是一種粉狀水硬性無機膠凝材料,經(jīng)水攪拌后的水泥漿是一種懸濁液體,在其凝固過程中體積發(fā)生收縮,硬化后在縫內(nèi)會留下一條細縫。較細的裂縫,水泥顆粒無法灌人,故水泥漿僅用于灌注寬度≥21mm的裂縫。水泥漿的起始水灰比一般采用1:1~3:1,不宜過稀,因漿液越稀其干縮后產(chǎn)生的縫隙越大。水泥灌漿之所以用得比較普遍,主要是因這種材料比較易取且價廉,適用于大面積處理工作。由于水泥系脆性材料,故水泥灌漿更適用于“死縫”;又因水泥自身強度較低,灌人裂縫后,在溫度應力作用下,反復承受拉力和壓力,以至發(fā)生解體或被滲水溶蝕。對己灌水泥漿的裂縫,數(shù)年后挖開觀察,多呈粉末狀,也無強度和粘結(jié)力可言。因此,為提高水泥灌漿的可灌性和耐久性,克服水泥漿凝結(jié)后體積收縮的缺陷,近年來國內(nèi)外許多企業(yè)開展研究,旨在減小水泥粒徑,使其能夠灌人更細的縫隙,灌后體積不會收縮,并且能夠改善力學性能,提高抗拉和抗壓強度。
(2)化學灌漿
化學灌漿具有水泥灌漿所無法比擬的優(yōu)越性,水泥灌漿已較少應用,而化學灌漿應用日益廣泛,根據(jù)灌漿補漏目的不同,對灌漿材料的要求也有不同,漿材品種也逐漸增多,有的具有失水干縮或遇水膨脹等特性,能在靜水中和動水中凝固;有的能在極短的時間里凝結(jié);有的彈性好,能適應裂縫活動和變化。以堵漏為目的灌漿,常選用丙凝、水玻璃以及水溶性聚氨酯等材料,這些材料的抗?jié)B性能極好;以恢復結(jié)構(gòu)整體性為目的,則常選用粘結(jié)強度高的環(huán)氧、甲凝類漿材;以封堵處理活性裂縫為目的,常選用彈性聚氨酯材料。
貼嘴灌漿工藝流程是:鉆孔→清縫→貼灌漿嘴→嵌縫→試漏(用風、水或漿)→灌漿→拔管封孔→效果檢查。騎縫灌漿可采用手持式電鉆鉆孔,孔徑20mm左右,孔深10cm,貼嘴間距15cm~20cm,深度宜穿過縫面。當采用斜孔貼嘴灌漿時,斜孔間距一般為2m,深度宜穿過縫面,貼嘴間距30cm~50cm。在結(jié)構(gòu)允許的前提下,灌漿壓力宜盡量大,常用0.3~0.5 MPa。進漿孔應選用漏量大并與縫面暢通的孔,并預留排水和排氣孔。進漿程序由低到高,由一側(cè)向另一側(cè)依次推進。一般宜選用2泵同時灌注。當?shù)?孔進漿時,鄰孔作排水和排氣孔,待該孔內(nèi)水、氣排盡出漿后,接上另1泵,2泵同時灌注,依此類推,直至最后1孔,按標準結(jié)束灌漿后將孔口橡膠管反握并用鐵絲綁扎。
3、結(jié)束語
隨著社會發(fā)展,施工技術的進步,將來會有更加安全可靠地處理方法,但不管是何種方法,在處理裂縫前,首先要對裂縫產(chǎn)生的原因進行分析,并制定出相應的處理方案、實驗方案,試驗成功后再進行處理,以達到好的效果,保證工程的施工質(zhì)量。
參考文獻:
[1]王鐵夢《工程結(jié)構(gòu)裂縫控制》