混凝土裂缝的灌浆修补

混凝土裂缝的灌浆修补 

徐安和1 ,余应勋2 (1. 漯河职业技术学院建筑工程系,河南漯河462002; 2. 漯河市长城监理公司,河南漯河462000)

 摘要:主要针对工程中经常出现的混凝土裂缝问题,详细论述了灌浆修补这一多用补救措施的选材 与处理万式。从理论和实践的两方面来介绍这种修补裂缝的方法。

 关键词:裂缝;灌浆;选材;耐久性;养护 

中图分类号: TU75517　　　　文献标识码:A　　　　文章编号: 1671 - 7864 (2008) 05 - 0079 - 02

混凝土裂缝灌浆有水泥灌浆和化学灌浆两种,一般混凝 土裂缝灌浆处理多采用化学灌浆。而大体积混凝土施工裂 缝的接缝灌浆、较宽混凝土裂缝的灌浆一般都采用水泥灌 浆。20世纪60年代初,国内开始研究和处理工艺技术灌浆, 应用环氧树脂、甲基丙烯酸酯进行混凝土裂缝灌浆处理, 40 多年来在灌浆材料和处理工艺技术方面有很大的发展,通过 科研和工程实践积累了丰富的经验,处理技术日臻完善。

 1　灌浆选材

 裂缝灌浆材料的选用主要根据以下几个因素综合考虑。

 (1)灌浆处理目的。裂缝灌浆处理主要目的有两个,一 是补强加固,要求浆液固化后有较高的强度,能恢复混凝土 结构的整体性。一般选用环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚酯树 脂、聚氨酯等化学浆材,较宽的裂缝则选用水泥浆材。二是 防渗堵漏,要求浆材抗渗性好,而不一定要有较高强度,可选 用水溶性聚氨酯(Lw) ,丙烯酰胺(Am - 9) ,丙烯酸盐(A1 - 400)和水泥、水玻璃。 

(2)浆材可灌性。不管是补强加固,还是防渗堵漏,重要 的一条是所选浆材能够灌入裂缝,充填饱满。灌入后能凝结 固化,以达到补强和防渗加固的目的。化学浆要考虑粘度 低,可灌性好,低温条件能固化,粘接强度高等条件。原则上 宽缝灌水泥浆,细缝灌化学浆。

 (3)耐久性。选用材料在使用环境条件下性能稳定,不 易起化学变化,不易被侵蚀或溶蚀破坏,与混凝土裂缝有足 够的粘结强度。原则上活缝的处理要选用弹性环氧、弹性聚 氨酯等能适应裂缝伸缩变形的材料。有水裂缝的处理可选 用有弹性的、能吸水膨胀的水凝胶材料。 

1. 1　水泥浆材

 1. 1. 1　可灌性 水泥浆材一般用于较宽裂缝的灌浆处理。水泥是粒状 材料,可灌性受到粒径的限制。一般水泥浆只能灌入粗砂和 较宽的混凝土裂缝。混凝土裂缝灌浆有如下关系: NR = B D 式中,NR 灌入系数; B 裂缝宽度(mm) ; D 浆液粒径(mm) 。 NR 大于5时粒状水泥浆易灌入; NR 小于2时不能灌入。 如果水泥的D = 0. 08 mm,则可灌入0. 4 mm以上的裂 缝。大坝接缝水泥灌浆的经验表明缝宽大于1 mm时能较好 保证灌浆质量。实际上一般混凝土裂缝修补多采用化学灌 浆。只有裂缝宽度在3 mm - 5 mm,考虑水泥灌浆。 为了提高水泥的可灌性,现在国内外己广泛开展磨细水 泥、超细水泥的研究和掺用细组分硅粉改进水泥浆的性能。 日本研制的湿磨细水泥比表面提高到12700 cm2 /g。平均粒 径降至3μm,各种水泥的细度见表1。 　湿磨细水泥稳定性好、析水率低、流动性好,与一般水泥 浆相比可灌性提高。法国索勒坦斯公司一直在研究细粒状 浆材,企图用它代替化学浆,己在国际取得领先成果,研究出 粘度与水接近的水泥浆“微溶胶”,最大粒径小于0101 mm。

 1. 1. 2　耐久性 为了得到密实、高强、耐久性好的水泥结石,应尽可能使 用小水灰比的水泥稠浆。水泥浆的浓度可根据裂缝的宽度 和设备条件确定。水灰比从3∶1开始到015∶1,甚至更浓,从 稀到浓逐级变换。为取得好的灌浆效果可在浆中加入微膨 胀剂、硅粉、减水剂或其他添加剂,用以改善水泥浆的性能。 硅粉的平均粒径只有011um～0115um,极细的硅粉颗粒加入 水泥浆,使水泥浆稳定,不泌水,与高效塑化剂联合使用。可 以得到触变性很好的浆液,可灌性能也很好,同时大大提高 了水泥结石的强度和抗渗性。水泥水化后游离出的石灰质 与高活性的硅粉反应生成水化硅酸钙抑制了石灰质的溶出, 增加了水泥结石的耐久性。 水泥浆适于稳定裂缝———死缝的灌浆处埋,不适用于活 缝或伸缩缝的处埋,大坝或其他大型混凝土结构的伸缩缝是 不能用水泥灌浆充填的。某些地区对己灌水泥浆的“活缝”, 几年之后进行开挖检查,发现水泥结石多呈粉末状。究其原 因,是水泥结石强度较低,又无变形适应性,在温度应力作用 下,水泥结石受到反复的拉压作用以致崩解,如果裂缝在水 下,还会受到水流的溶蚀和冲刷破坏,年久之后裂缝中的水 泥浆体会荡然无存。

 1. 2　化学浆材 化学浆是一种真溶液,渗透性能较好,化学浆材的品种 繁多,有各种系列的防渗加固材料。化学浆可以渗入粉砂层 和细的混凝土裂缝中。经电子显微镜分析,稀的环氧浆能渗 入01001 mm的孔隙中,为混凝土裂缝灌浆处理提供了一种 埋想的浆材。环氧浆是混凝土裂缝处埋中用得最多的材料, 另外还有甲基丙稀酸酯、氨基甲酸酯、硅橡胶。有水裂缝的 防水灌浆处埋还有水溶性氨基甲酸酯、丙烯酰胺、丙烯酸盐 和水玻璃。 在使用这些化学浆材时,应注意到:一般环氧树脂浆固 结体仍是脆性材料,只能用于稳定裂缝—死缝的灌浆修补。 活缝是选用弹性材料;最大的优点是粘度低、可灌性好,负温 条件也能固化,粘接强度高,但它的不足之处是刺激性气味 大,收缩性较大;可灌性好,凝胶时间易控制,只适用于水裂 缝的灌浆堵漏。

 2　裂缝灌浆过程及处理 灌浆方法是应用最多又最有效的裂缝处理方法,尤其是 有些水工建筑或地下洞室漏水处理,别的方法不好解决时, 它显示了独特的优越性。但是,局限性还是存在的,为了取 得理想的裂缝处理效果,除搞清裂缝原因、类型,合理选用材 料外,还需考虑采用灌浆与表面处理和结构加固进行综合 治理。 

2. 1　灌浆与表面处理 灌浆处理之前常常需要沿裂缝凿V型槽进行嵌缝止浆, 这是保证灌浆顺利进行和取得明显效果的一种表面处理方 法。对不适于灌浆的细缝,有的己被风化物堵塞的裂缝或隧 洞及地下洞室里小范围的漏水裂缝的修补,不便灌浆时可直 接采用V型槽法,选用合适的材料进行修补处理。对于混凝 土表面大面积细而浅的缝,也不宜灌浆,仅作喷涂处理就可 满足工程要求。还有一种混凝土结构物地板,侧墙或混凝土 路面较宽的裂缝,条件许可时,可以直接使用填充法,靠重力 作用让浆液流入裂缝达到修补目的,这样做施工简便,不用 机械,成本低。 

2. 2　灌浆与结构加固 由于质量控制不严产生的混凝土裂缝或过大外加荷载 产生的裂缝,光靠灌浆补强仍不能满足工程要求,就要进行 结构加固。一般可采用加筋、树脂锚杆、粘贴钢板、外包钢或 增加梁柱断面等万法进行结构加固。这种加固方法现在常 常用于大桥、大坝的修补,效果很好。

 2. 3　灌浆与表面防渗层结合 许多混凝土水工建筑和地下工程都存在裂缝漏水问题。 由于裂缝受温度应力、不均匀沉降等外力作用而有一定的伸 缩和位移变化,光靠灌浆不一定能长期有效地解决问题。这 就产生了灌浆与表面防渗层结合的处理方法。如意大利拉 哥尼诺坝,坝基和坝体都严重漏水,后来采用灌浆和锚固压 接防渗层的办法,上游坝面铺设了3500m2 的PVC (聚氯乙 烯)薄膜,较好地解决了工程问题。用灌浆和锚固防渗层相 结合的办法,还可用于水下混凝土裂缝和缺陷的修补。

 2. 4　灌浆与保温 我国北方地区气候条件恶劣,冬夏温差很大,混凝土裂 缝部位产生很大的温度应力。裂缝伸缩变化幅度很大。较 好的综合处理办法有两个,一是选用弹性好的灌浆材料;另 外进行表面保温,降低温度应力,减少裂缝伸缩变化幅度,改 善浆体的受力条件,延长其使用寿命。灌浆选用弹性较好的 环氧配方,保温材料还可以选用膨胀珍珠岩砂浆等。显然保 温之后将明显改变温度应力,减少裂缝伸缩变化幅度,有利 于保护灌浆材料,延长使用寿命。

 2. 5　灌浆与基础加固 由于地基不均匀沉降或山体断层滑动引起的建筑物裂 缝,要先搞清引起开裂的外力是否清除,然后再决定是否立 即进行灌浆处理。软土地基上的建筑物因地基不均匀沉降 产生裂缝,可采用灌注桩,树根桩或旋喷桩进行基础加固,而 后对裂缝进行灌浆处理。 

3　结束语 灌浆处理是应用最广泛和最有效的一种修补处理方法, 灌浆处理常常和凿槽嵌缝等表面处理相结合,对于有较高受 力要求的梁、柱、板等结构物光靠灌浆达不到设计要求时,要 与结构加固措施相结合。灌浆材料有水泥浆和化学浆两大 类,适用于不同裂缝范围和不同类型的裂缝灌浆处理,水泥 的磨细和改性研究是扩大水泥浆应用范围的途径,对稳定缝 死缝的处理,是理想的。活缝处理难度较大,如果想限制裂 缝的活动变形,要选用高强高弹模材料或辅以加筋、锚固等 结构措施,同时要考虑不得引起别的部位产生拉裂破坏。如 果仅为防渗目的,可以选用弹性材料、吸水膨胀材料,或者按 伸缩缝要求进行防渗处理。不稳定裂缝,如沉降缝的灌浆处 理应先消除沉降因素,然后灌浆处理,为防止沉降变形产生 漏水问题还应辅以表面防渗措施。北方寒冷地区保温处理, 减少温度应力,减少活缝的伸缩变形幅度有利于发挥灌浆处 理效果和延长其使用寿命,因此综合处理的作用有待于进一 步去发挥充分。

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