用水溶性聚氨酯灌漿技術(shù)處理船閘混凝土裂縫淺析

1、用水溶性聚氨酯灌漿技術(shù)處理船閘混凝土裂縫淺析摘要：結(jié)合安徽南漪湖治理工程馬山埠船閘混凝土裂縫處理工程，闡述水溶性聚氨酯灌漿技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用。文中著重介紹了水溶性聚氨酯灌漿技術(shù)的工作原理、適用范圍、質(zhì)量要求、關(guān)鍵技術(shù)措施和施工方法，有利于業(yè)主或甲方對該項技術(shù)的選擇和在施工中進(jìn)展質(zhì)量監(jiān)控。還在“病害分析中簡述了裂縫發(fā)生的因素，可能產(chǎn)生的危害，預(yù)防和控制措施及各種處理裂縫的方法選擇。關(guān)鍵詞：混凝土裂縫水溶性聚氨脂化學(xué)灌漿一、工程概況馬山埠船閘位于安徽省宣城市南漪湖，閘室為U型構(gòu)造，凈寬12，總長110。沉降縫將閘室分為8段：首尾兩段各長10，中間6段各長15；閘室側(cè)墻為鋼筋混凝土懸臂式構(gòu)造，凈

2、高11.4，底寬2，頂寬0.5，混凝土設(shè)計強(qiáng)度為20，采用泵送混凝土澆筑。施工順序：首先是底板部分澆注施工，全部底板施工完畢后，開場墻體施工。二、病害分析船閘側(cè)墻除首尾兩段外，均出現(xiàn)與主筋受力方向平行的裂縫豎向，共32條，其中大于0.2的裂縫22條，多數(shù)裂縫已貫穿。裂縫兩端尖滅于側(cè)墻凈高5.4至底板的施工縫范圍內(nèi)，即發(fā)生在混凝土厚度等于或大于1.0的墻體區(qū)間。初步分析：這些裂縫出現(xiàn)的主要因素之一是由于底板與墻體施工時間間隔過長，底板的混凝土體積收縮根本停頓，約束了墻體混凝土收縮所致。這種由于工序安排不合理導(dǎo)致的裂縫，為大體積混凝土施工過程中常見的非構(gòu)造性受約束溫縮裂縫。由2002.42022.

3、4相隔一年的兩份檢測報告進(jìn)展比照，裂縫在觀測期間相對穩(wěn)定。實際上，有經(jīng)歷的設(shè)計師應(yīng)該考慮到大體積混凝土施工中，采用泵送混凝土是比擬方便和經(jīng)濟(jì)的。在設(shè)計時，適當(dāng)縮短側(cè)墻長度、加密伸縮縫，即可防止裂縫的發(fā)生。同樣，有經(jīng)歷的施工人員在選擇使用泵送混凝土?xí)r，應(yīng)考慮選擇低水化熱水泥比方大壩水泥、礦渣水泥等，或在設(shè)計混凝土配合比時考慮摻和適當(dāng)比例的粉煤灰替代水泥，或其他物理和化學(xué)的措施用于控制塌落度、或適當(dāng)延緩混凝土的膠凝時間，以降低和消散水化熱，并在施工順序上做到盡可能縮短底板和墻體的施工時間間隔，使底板和墻體的混凝土體積收縮盡可能同步，均可以防止裂縫的大面積發(fā)生。由于裂縫平行于側(cè)墻主拉應(yīng)力平行于構(gòu)造短

4、邊，并不影響建筑物的功能及使用。但船閘投入運(yùn)行后，水位升降頻繁，裂縫與側(cè)墻外的土體水位發(fā)生聯(lián)絡(luò)，引起雙向補(bǔ)水。雙向流的作用將延遲乃至破壞土體在裂縫周圍形成的自然反濾層；當(dāng)水位下降過快時，還可能在裂縫處產(chǎn)生負(fù)壓，導(dǎo)至土體中的細(xì)顆粒大量流失，使靠近側(cè)墻的土體出現(xiàn)滲流破壞，引起土體塌陷。因此，必須對貫穿裂縫進(jìn)展封閉處理。常見的封縫處理有化學(xué)灌漿、封閉裂縫、堵漏等方式。從本工程的情況看應(yīng)以環(huán)氧樹脂灌漿為最正確方案：即可以封閉裂縫，還能保護(hù)鋼筋免遭水氣的銹蝕，又可以到達(dá)混凝土補(bǔ)強(qiáng)的作用。由于環(huán)氧樹脂灌漿方案必須將貫穿裂縫完全封閉才能到達(dá)灌漿的效果漿液充滿裂縫，然爾，裂縫處理的最正確時機(jī)已經(jīng)錯過：裂縫發(fā)生

5、后未及時處理，一年后的如今，側(cè)墻反面的填土已覆蓋了裂縫，完全封閉裂縫已屬不可能。在現(xiàn)有的條件下只能采取水溶性聚氨脂灌漿封堵裂縫，或裂縫外表封閉等措施。這一工程案例給我們一個啟示：在施工過程中，發(fā)現(xiàn)裂縫應(yīng)及時觀察、及時分析、及時處理，才能到達(dá)最正確的治理效果。三、水溶性聚胺脂灌漿處理裂縫的工作原理。當(dāng)水溶性聚胺脂灌漿材料在壓力作用下進(jìn)入裂縫，與裂縫中存留的水或水汽水溶性聚胺脂催化媒介結(jié)合，即刻產(chǎn)生化學(xué)反響并膨脹，在很短的時間內(nèi)形成密實的彈性膠凝體，堵塞裂縫，到達(dá)防滲的目的。由于水溶性聚胺脂灌漿材料成膠時間很短，對于大體積混凝土來講，不可能充滿裂縫。水溶性聚胺脂灌漿材料進(jìn)入裂縫的深度與裂縫寬度相關(guān)

6、：裂縫越寬，漿液流速越大，進(jìn)入裂縫就越深，灌漿效果越好。水溶性聚胺脂初始膨脹率可以到達(dá)100，形成膠凝體以后，第一次膨脹消失，但具有很好的彈性，成為穩(wěn)定的類似止水橡皮的彈性體。一般來講，水溶性聚胺脂灌漿技術(shù)適用于處理穩(wěn)定型非活動型裂縫的防滲工程，并在裂縫開展最寬的時機(jī)當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁叵率┕ばЧ詈谩Ｋ苄跃郯敝瑥椥灾顾疂{材特性抗拉強(qiáng)度粘結(jié)強(qiáng)度膨脹率耐久性20.Pa0.61.5Pa10030年四、施工方案制定寬度大于0.2的裂縫采用水溶性聚胺脂漿材進(jìn)展灌漿處理；小于0.2裂縫采用環(huán)氧樹脂膠封縫對于枯燥縫：采用改性環(huán)氧樹脂基液封堵；對于潮濕縫：盡可能采用水溶性聚胺脂灌漿，止水枯燥后采用改性環(huán)氧樹脂基液

7、封閉。灌漿困難的裂縫采用“堵漏靈堵漏止水，枯燥后用改性環(huán)氧樹脂基液封閉。裂縫灌漿施工工藝及操作步驟如下：4.1灌漿施工操作步驟：清理裂縫固定灌漿咀封閉裂縫通氣試驗配置漿液灌漿環(huán)境保護(hù)4.2、施工工藝及關(guān)鍵技術(shù)措施4.2.1為了保證封縫質(zhì)量，應(yīng)去除裂縫周圍的析出物及其他殘留物，裂縫兩邊各5內(nèi)的混凝土外表，打磨出均勻的新穎面。4.2.2根據(jù)水溶聚氨酯進(jìn)漿特性和施工經(jīng)歷，假設(shè)要到達(dá)滿意的灌漿效果：裂縫寬度在0.5以上，設(shè)置灌漿咀的間隔 應(yīng)在0.5左右；裂縫寬度在0.40.5，灌漿孔距0.4左右；裂縫寬度在0.30.4，灌漿孔距0.3左右；裂縫寬度在0.3以下，灌漿孔距0.2左右。裂縫越窄，越容易堵塞

8、，灌漿咀的孔距就應(yīng)該越校還需注意灌漿咀應(yīng)設(shè)在縫隙明顯且較寬的部位。在裂縫上安裝的灌漿咀，多數(shù)是用于觀察裂縫是否通暢、灌漿是否順利。一旦某個灌漿咀不出漿，就要立即進(jìn)展檢查，分析原因、找出對策進(jìn)展處理。否那么就可能造成裂縫內(nèi)的聚胺脂彈性體不連續(xù)，影響防滲效果。固定灌漿嘴的作用是灌漿和便于觀察灌漿效果。灌漿嘴應(yīng)固定在設(shè)計好的灌漿孔位置并采用騎縫的方式安裝灌漿咀，裂縫尖滅處及斷開、分岔部位應(yīng)加密。當(dāng)裂縫為枯燥外表，灌漿咀采用粘結(jié)法固定，使灌漿咀能承受一定壓力。當(dāng)裂縫為潮濕外表，應(yīng)使用快干水泥固定基座或打孔后清洗孔眼，將灌漿管固定在孔眼內(nèi)。上述方法均要保證孔眼與裂縫暢通，灌漿嘴不松動。4.2.3、對于不

9、滲水的枯燥縫：首先用環(huán)氧膩子均勻封縫，然后使用構(gòu)造膠將裂縫兩邊各2.0范圍內(nèi)的外表批2.05.0厚做第二道密封層，以確保灌漿時裂縫中的漿液不會瀉漏。潮濕縫：首先用堵漏劑堵水，待枯燥后，在裂縫兩邊各2.0寬的范圍用構(gòu)造膠批2.05.0厚做為保護(hù)層，確保裂縫不漏漿。4.2.4、通氣試驗的目的是為了理解灌漿孔與裂縫是否通暢，檢查封縫是否有效，確定可否灌漿。以不大于設(shè)定灌漿的壓力氣體充入裂縫中，詳細(xì)觀察每個灌漿孔的通暢情況：封閉后的裂縫是否漏氣，周邊混凝土是否有漏氣孔。認(rèn)真填寫試氣紀(jì)錄，把發(fā)現(xiàn)的問題、部位詳細(xì)填寫清楚。4.2.5、根據(jù)裂縫的縫寬估計可灌程度，配制適宜的漿液。漿材配制時應(yīng)置于容器中，用攪

10、拌器均勻攪拌至色澤均勻。攪拌用容器內(nèi)及攪拌器具不得有油污及雜質(zhì)。應(yīng)根據(jù)裂縫寬度、環(huán)境溫度決定漿材的每次拌合量，并嚴(yán)格控制漿液不得長時間暴露在空氣中。4.2.6、按由下而上的順序進(jìn)展灌漿。灌漿過程中，應(yīng)保持工作壓力在0.10.3Pa，當(dāng)灌到最后一個灌漿嘴時，應(yīng)適當(dāng)加大壓力迸漿。迸漿期間應(yīng)觀察是否還在進(jìn)漿，灌漿完畢標(biāo)準(zhǔn)以不吸漿為原那么，假如吸漿率小于0.01升/分鐘，應(yīng)維持至少10分鐘，可做為完畢標(biāo)準(zhǔn)，停頓灌漿。要求進(jìn)漿均勻，計量準(zhǔn)確，計錄詳細(xì)無誤。4.2.7、對于有外觀要求的建筑物，在裂縫灌漿前必須采取外表保護(hù)措施，防止?jié){液污染建筑物；在漿液固化以后，必須沿裂縫走向，鑿除封縫用的構(gòu)造膠、灌漿嘴及

11、殘留物，并用聚合物水泥砂漿找平對裂縫外表進(jìn)展防護(hù)。所有施工殘留物必須清理出現(xiàn)常五、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)在許多場合都有人詢問：為什么混凝土病害處理行業(yè)很少見到標(biāo)準(zhǔn)？施工的質(zhì)量優(yōu)劣如何斷定？由于混凝土病害處理技術(shù)往往是大專院校、科研院所研究成果的產(chǎn)物，至今還未形成統(tǒng)一的行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。但是，在理論過程中，多數(shù)企業(yè)對水溶性聚胺脂灌漿技術(shù)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)還是具有共識。河南省水利科學(xué)研究所對水溶性聚胺脂裂縫灌漿施工的質(zhì)量要求如下：5.1、灌漿處理后的裂縫沒有明顯滲水現(xiàn)象，部分出現(xiàn)面濕不滲水，為合格。灌漿處理后的裂縫沒有滲水現(xiàn)象為優(yōu)良。5.2裂縫外表根本平整、干凈，遺留少量的漿液，水泥防護(hù)層硬化后僅出現(xiàn)極少的鼓泡、脫落為合格。裂縫外表平整干凈、美觀，根本沒有殘留漿液，水泥漿硬化后沒有出現(xiàn)鼓泡、脫落，為優(yōu)良。5.3灌漿資料根本齊全、整潔,記錄根本明晰為合格。灌漿記錄資料齊全、整潔，記錄明晰、詳細(xì)為優(yōu)良。每一項病害處理工程的成功與否，關(guān)鍵取決于病害成因分析的正確以及處理方案制定的合理。有經(jīng)歷的施工隊伍固然重要，但不起決定性作用，這也是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)遲遲不能出臺的原因。我們只能