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化学灌浆技术在裂缝处理施工中的应用

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混凝土裂缝是最常见的工程病害,有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下,不断产生和扩展,引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀。

有些是因为混凝土材料质量问题、混凝土配合比不合理、施工和养护工作不到位以及使用因素等方面的影响,使得混凝土产生裂缝问题。使混凝土的强度和刚度受到削弱,耐久性降低,严重时甚至发生垮塌事故,危害结构的正常使用,必须加以控制。大部分裂缝都可以通过修补使混凝土结构物恢复原有功能。

随着修缮市场的不断推进,各种因混凝土裂缝带来的危害及并发症将会层出不穷。那么,相应得如何去治理混凝土裂缝的这些病害一定是市场的需求点也是我们技术的提升点。

因为,一旦混凝土出现裂缝,就会降低建筑物的整体抗渗能力,进而对建筑物的使用功能以及结构强度产生影响。

根据传统的修缮方法以及目前混凝土建筑的现状,以及建筑物的高强度、高抗渗性等方面的要求,应用普通水泥灌浆法处理裂缝的效果并不理想,更多时候退居二线作为辅助技术来使用。而化学浆液由于其渗透性、关注性非常强,能够在灌浆压力下使浆液进入到那些细小的裂缝当中,从而有效防止了裂缝扩散,起到防水、堵漏的作用。

化学灌浆施工技术主要应用环氧树脂类、甲基丙烯酸酯类以及丙烯酸盐类等材料。化学灌浆的最主要特点就是浆液是真溶液,其最初的粘度比较小,可以对裂缝或者是孔隙进行灌注,解决水泥基浆材不容易解决的复杂问题。

化学化灌对裂缝主要有以下几个作用:

1. 灌浆施工具有填充作用。应用灌浆施工技术能够填建筑物当中的裂缝,通过把浆液压进到裂缝当中,可以有效的提建筑物紧密性,充分发挥其截断水流的能力。

2. 灌浆施工具有压密作用。在应用灌浆施工技术时,主要是借助压力作用将浆液灌注到裂缝中,此时裂缝会与浆液发生反应融合有效的提高建筑物稳定性。

3. 粘合作用。通常情况下, 浆液自身具备凝胶特性,可以粘结建筑物当中的裂缝和空隙。 通过粘合处理,可以有效提高建筑物承载力,延长建筑物使用寿命。

4. 固化作用。在水里建筑物工程施工过程中,浆液当中的化学物质回合混凝土产生化学反应,例如,建筑物当中的游离该镁离子与水泥发生化学反应,形成“类岩体”物质,这种物质非常坚硬, 而且具有明显的固化作用。

在进行化学灌浆技术方案制定时,禁止按照同类工程的施工经验照搬照抄,而是应该结合本建筑物裂缝的特点和具体情况,参照灌浆技术的相关数据资料,确定最佳化学灌浆技术施工方案。唯有如此才可以确保施工方案更符合实际施工要求。

但是,在确定最终的施工方案前,还需要进行一次灌浆试验。开展试验工作的目的就是为了确保制定的方案更科学、合理,同时保证良好的施工效果和较低的成本投入。

在进行试验时可以使用灌浆材料进行现场室内试验,也可以借助第三方机构进行试验,保证试验材料符合施工要求。

在进行化学灌浆施工时,其材料的选择需要遵循以下原则首先,灌浆材料必须具备可灌性,在施工中选择的化学浆材应该可以灌注到裂缝当中,充填饱满,在灌浆后可以凝结固化,从而起到补强、防渗的作用;其次,选择的浆材必须具备良好的耐久性,而且保证其自身性能稳定,不容易发生化学反应,同时浆材还需要和混凝土裂缝高强度的粘结,不容易脱落。

一般情况下,在施工中常用的化学灌浆材料主要有水玻璃、丙乳和环氧材料等等。

灌浆孔的布置在进行混凝土裂缝处理时,应用化学灌浆施工技术,首先需要做好裂缝的钻孔处理工作,根据钻孔的不同功能进行划分,常把钻孔分为以下三种类型

1)探缝孔,这种钻孔方式是在开展裂缝灌浆前打好钻孔, 用于测量裂缝深度,以便后续施工 ;

2)灌浆孔,这种钻孔方式需要一些措施进行辅助,用来处理混凝土裂缝当中的灌浆,在确定孔深时,需要结合探缝孔测量所得的资料 ;

3)骑缝或者斜孔方式钻孔,斜孔需要两边交替布置。 在此次施工中,将骑缝钻孔作为注浆孔。

在进行骑缝孔钻孔时,其孔深控制在30 ~ 50mm 范围内,孔距控制 25 ~ 30cm 范围内,并且在布孔时,裂缝交叉点以及端点不会被孔距限制。在检查缝深时使用的是斜孔钻孔,将孔距控制 在80 ~ 100cm。斜孔钻孔布置具体情况如图。

浆液配置

在进行浆液配置时,应该随时关注气候因素对化学反应速度产生的影响。通常情况下,高温条件会加快化学反应速度,而低温条件下会降低化学反应速度。

所以,在进行化学浆液搅拌以及调和时,需要结合气温的高低选择搅拌速度和固化剂比例,温度偏高时,减少使用固化剂,降低搅拌速度,防止化学浆液内部产生化学反应,出现提前固结的情况。

反之,需要增加固化剂,加快搅拌速度,避免化学浆液发生化学反应的时间延迟,影响灌浆效果。

在进行灌浆前,还需要做好压水检查工作,其压力为 0.3MPa,通过压水检查可以知道灌浆管路和裂缝是否畅通, 同时将裂缝当中的灰尘、碎片等杂清除掉。做好检查记录,掌握裂缝情况,确定最终的灌浆压力以及灌浆量。

在灌浆时,需要按照自下而上的原则,从低处灌注到高处,并且把灌浆压力控制在0.3 ~ 0.4MPa。一般最开始的灌浆压力是0.3MPa, 等到相邻的钻孔出浆之后立刻封闭相邻的孔,然后继续灌浆, 一次性封闭裂缝管咀前部,之后在压力的作用下使得浆液饱和的填充到整个裂缝面中。

当裂缝管咀完全封闭之后,需要增加灌浆压力到0.4MPa,然后继续灌浆。若是在灌浆过程中灌浆率小于1ml/min 时,需要保持压力不变再连续灌注30min 就可以扎管等待浆液凝固。在灌浆完成后的4 ~ 5h 后,仔细检查注浆效果,如果管口不饱满,需要第二次注浆直至饱满。等浆液发生固化后的1 ~ 2d 内,需要将灌浆管凿除,并且借 助预缩砂浆进行抹平处理。

结语

综上所述,在对混凝土裂缝修补过程中,我们了解到化学灌浆技术的作用非常显著,可以说,化学灌浆施工技术是最适合水利大坝混凝土裂缝处理的一种技术。另外,由于化学灌浆技术可以较好的处理细微裂缝,而且可供选择灌浆材料较多,同时能够结合现场情况配置适合的浆液,保证修补、防漏效果达到预期。除此之外,在处理水工建筑裂缝时,不仅要合理选择适宜的施工技术,还应该提升施工人员自身的专业能力,保障施工质量,为修缮事业的发展奠定坚实的基础。