浅析水工混凝土建筑物缺陷寄及修补方法

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　　[摘要] 作者以多年的实际工作经验为例，对水工混凝土建筑物缺陷的处理措施及实用效果，进行了论述。[关键词] 水工建筑物;混凝土;缺陷;处理1 概述众所周知,混凝土结构是水利工程的基本结构。由于工程运行年限较长,或由于设计、施工、材料耐久性及管理不良等因素,引起的水工混凝土建筑物不断出现缺陷。如不及时有效处理往往会引起建筑物渗水、溶蚀等现象,降低建筑物的安全性和耐久性,影响工程的正常运行。面对水工混凝土建筑物中已存在的缺陷,最关键的是选择正确的缺陷处理方案并提高施工技术水平。2 水工混凝土建筑物缺陷产生的原因导致水工混凝土建筑物产生缺陷的主要原因有以下几方面:(1) 混凝土自身原因:温度变化:由于水泥水化热引起的混凝土内部和表面温差较大,施工中如不进行严格温控,运行过程中混凝土温差变化较大会产生裂缝;混凝土收缩:在实际工程中,混凝土因收缩引起的裂缝是最常见的。其中,塑性收缩和干缩是混凝土产生裂缝的主要原因,干缩主要是由于混凝土终凝后内部水泥石的孔隙水蒸发而产生,形成的裂缝一般垂直于长度方向,塑性收缩是由于混凝土终凝之前表面失水引起毛细管压力而产生的表面收缩,塑性收缩产生的裂缝宽度较细,且纵横交错,呈龟裂状,形状没有任何规律;钢筋锈蚀:由于混凝土密实性较差或保护层厚度不足,混凝土保护层受氯离子侵蚀或二氧化碳侵蚀至钢筋表面,引起钢筋锈蚀膨胀产生裂缝;另外碱骨料反应也会引起混凝土开裂。(2) 设计原因:水工建筑物结构设计不合理也会导致裂缝的产生;(3) 施工原因:由于水工建筑物混凝土施工不严谨会产生蜂窝!麻面等缺陷;(4) 外部荷载及不均匀沉降:外部荷载引起的应力会导致裂缝的产生,地震!早期施工荷载等外力均可能引起混凝土开裂"基础不均匀沉降产生的裂缝多属贯穿性的,其走向与沉降情况有关,裂缝的宽度与荷载的大小有较大的关系,而且与不均匀沉降值成比例。3 水工建筑物混凝土缺陷修补材料3、1 丙乳硅粉砂浆丙乳硅粉砂浆是由水泥、硅粉、丙乳按照一定的比例制成的特种水泥砂浆,它的主要特性:优异的粘结、抗裂、抗冻、抗碳化、防渗、抗氯离子渗透、抗冲耐磨!耐老化等性能,广泛的应用于各类水工混凝土建筑物的防渗!防腐护面及缺陷修补工程。主要性能指标为:28d抗压强度>40MPa;28d抗拉强度>8MPa;28d抗折强度大于12MPa;28d极限拉伸率560@10-6~800@10-6;与老砂浆粘结强度>4MPa;抗冻性>F300。3、2 改性聚氨酯灌浆材料改性聚氨酯是一种有机高分子化合物,它的主链中含有许多重复的氨基甲酸酯基团结构,这种材料遇水发生化学变化,生成泡沫状凝胶和CO2,具有很强的二次扩散渗透能力,对渗水裂缝的处理特别合适。具有粘结强度高!收缩小和可灌性好等优点。适用于各类水工混凝土建筑物的防渗、堵漏工程。4 水工建筑物混凝土缺陷修补方案4、1 混凝土裂缝修补、4、1、1 表面裂缝处理清洗表面浮尘!挂灰,用钢丝刷刷缝表面,用有机溶剂清洗缝面。再用水泥浆、防水快凝水泥浆、聚硫密封膏、环氧基液!丙乳基液及改性聚氨酯基液等涂抹在裂缝部位的混凝土表面。表面涂抹处理只能用于非流水表面的堵缝截漏;表面粘补,即用胶粘剂把橡皮或其他材料粘贴在裂缝部位的混凝土表面上,达到封闭裂缝、防渗堵漏的目的。表面粘补主要用于修补对水工建筑物强度没有影响的裂缝,适用于修补伸缩裂缝及温度裂缝。4、1、2 内部裂缝灌浆处理一般采用钻孔灌浆方法。钻孔的方法主要有骑缝打孔和打斜孔。对于浅缝和某些仅需防渗堵漏的裂缝可采用骑缝灌浆方法。对于深缝和需要补强的裂缝可采用打斜孔贯穿裂缝的方法。灌浆材料常用水泥和化学材料,视裂缝的性质!宽度和施工条件等具体情况而定"对于宽度>012mm的裂缝,一般用水泥灌浆;宽度<012mm的裂缝,宜采用化学灌浆;渗透流速较大的裂缝或受温度变化影响的裂缝 (如伸缩缝),无论宽度如何都宜采用化学灌浆。4、1、3 凿槽补强加固处理凿槽修补,即沿混凝土裂缝凿一条/U0型深槽, /U0型槽宽度一般在15~20cm,深度一般在5~8cm。槽内嵌填各种防水补强材料,如聚合物砂浆、沥青油膏、干硬性砂浆、聚氯乙烯胶泥、预缩砂浆等。凿/U0槽嵌补主要达到封闭裂缝、防渗堵漏、提高混、凝土表面抗冲磨能力的目的。4、2 蜂窝、狗洞及麻面的处理4、2、1 蜂窝处理混凝土蜂窝主要是由漏振!跑模!混凝土离析骨料集中造成。凿除不密实混凝土,清洗表面浮尘、挂灰,用钢丝刷刷缝表面,用有机溶剂清洗表面;不渗水时,深度>15cm的采取浇筑高一级标号的混凝土(混凝土粗集料粒径<20cm),深度<15cm的可先抹丙乳水泥净浆,然后再抹硅粉砂浆作覆盖层;渗水时用防水堵漏剂砂浆堵漏,再用丙乳硅粉砂浆作覆盖层,两者均应同时埋设灌浆嘴与内部蜂窝连通;灌浆补强,宜采用改性聚氨酯灌浆材料。4、2、2 狗洞处理凿除不密实混凝土,埋设灌浆嘴,待混凝土浇注完毕后进行水泥灌浆;清洗干净,浇筑比原混凝土强度高一级标号的膨胀混凝土。4、2、3 麻面处理麻面为模板不平整、不干净以及模板接缝不严密漏浆所致,只要凿除混凝土表面以下110~115cm,清洗干净,抹上丙乳砂浆并抹平整即可。5 工程应用实例5、1 工程案例某水库溢洪道溢流堰为钢筋混凝土结构,混凝土平均厚度为1.2m,其强度设计标号为25Mpa。工程于20xx年竣工并投入使用。因施工质量比较差,投入运行后,在溢流孔堰面段均产生纵向裂缝。5、2 原因分析据分析,裂缝产生原因为溢洪道堰面段混凝土未设置收缩缝,夏季高温施工也没有采取温控措施(冬夏温差在25e以上),混凝土收缩变形产生拉应力,引起溢洪道堰面混凝土开裂。5、3 处理措施(1) 混凝土表面处理:沿混凝土裂缝凿一条/U0型深槽,/U0型槽宽度一般在15~20cm,深度一般在5~8cm。清洗表面浮尘!挂灰,用钢丝刷刷缝表面,用有机溶剂清洗缝面;(2) 打斜孔贯穿裂缝;(3) 布设灌浆嘴:根据裂缝开度情况每隔100~150cm布设一灌浆嘴,裂缝首尾部必须设一个;灌浆嘴用速凝水泥浆进行固定;灌浆嘴之间的裂缝用丙乳硅粉砂浆进行补强;(4) 用压缩空气试气:检验灌浆通路是否贯通,封闭层是否漏气,如有问题,应重新封闭;(5) 灌浆:浆液选择改性聚氨酯灌浆材料灌浆压力一般选择012~015MPa,根据现场情况调整;从底部向顶部逐个灌浆,当邻近灌浆孔有浆液流出时,关闭出浆嘴,继续灌浆;当最顶部一个出浆嘴出浆时,关闭出浆嘴,继续灌浆至裂缝不再吃浆,迸浆20min;当某裂缝吃浆量很小,以及发现未灌满的裂缝,必须补灌浆以保证灌浆效果;(6) 通过试验确定浆液固化时间,达到固化时间后,去除封缝速凝水泥浆,并用丙乳硅粉砂浆抹平修补工程于2009年4月中旬开工,7月底完工。修补后的裂缝不再出现渗漏现象,并且得以补强处理,抽检3条裂缝做压水试验,恒压(013MPa) 30min,没有一条裂缝出现渗水现象"抽检丙乳硅粉砂浆28d平均抗压强度5512MPa,与老混凝土的粘结强度812MPa"工程修补完成后运行至今情况良好。6 结语水工混凝土结构工程是一个系统工程,涉及规划、设计、施工、监理!管理等各个方面。每个环节的疏漏,均可能导致水工混凝土建筑物出现缺陷。因此,严格执行国家有关规程!规范和技术标准进行设计、施工和监理,是保证水工混凝土建筑物结构安全耐久的前提和基础。一旦出现缺陷,首先应先查明原因,再采取恰当的处理措施,以确保水工混凝土建筑物运行良好。

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