第十讲 裂缝修补堵漏防水技术.ppt

混凝土裂缝修补技术 1 地下结构堵漏防渗2 裂缝的补强加固技术3 活动裂缝的堵漏防渗技术 1 地下结构堵漏防渗 地下工程堵漏防水是一项系统工程 其难度较大 技术性强 要彻底解决渗漏的问题 需要在设计 施工 管理等方面考虑充分 还应大力推广新型建筑材料 开发利用防水新材料 新设备 新工艺 现阶段 防渗堵漏工程基本上是以 堵防结合 因地制宜 综合处理 多道防线 的原则 根据现场实际情况 分别采用 灌 堵 嵌 喷 涂 贴 的施工方法 使结构渗水部位形成多道防水线 实现密闭的整体 1 1 工程中渗漏水的形式及产生原因 1 大面积渗水一般大面积渗水发生在底板主要原因 底板施工时 基面四周基坑降水 应在垫层300mm以下 达不到应有水平 造成排水不良 如遇雨天 停电或出现其他机械故障 基坑水位上涨 不具备灌注混凝土条件 为抢进度 带水施工 其次 在灌注混凝土过程中 由于拌合不均 振捣不实等原因 造成混凝土孔隙大 密实性差 出现大面积渗水现象 2 施工缝 变形缝 后浇带处理不当造成渗漏一般地下室底板面积较大 施工是人为地将连续作业的混凝土分成几个单元 形成施工缝 它是防水薄弱环节之一 同时变形缝 后浇带的处理不当 也易造成渗水 主要原因 变形缝防水设计 施工不合理 止水铜片 止水带等材料质量不佳或因老化等原因而引起止水失效 未按施工规范要求留设施工缝或未对新老混凝土结合进行严格处理 因混凝土配合比不当 导致干燥收缩大 或因结构变形 温度应力等原因使混凝土产生裂缝 不同材质之间接缝防水处理不当 3 穿墙过管处渗漏地下工程的各种管 风 水 电 与主体工程联结处多数渗水 原因 采用普通干硬性水泥砂浆填实 硬化后收缩出现渗水 穿管处细部构造留设处理不当 二次施工或装修施工不慎而破坏了原防水层 4 城市地下设施与地下工程交叉处渗水城市新建的各种地下设施 煤气管路 排污管 自来水管 与原地下工程交叉处联结处未处理好 造成渗水 5 设计砼自防水本身的漏水实际工程中由于结构及施工情况复杂 如钢筋密集 地基沉降差异 砂石含泥量大 流动性劳动力责任心不强等原因 自防水砼本身也可能产生渗漏水现象 6 蜂窝 麻面 沟洞未处理或处理不彻底导致渗漏 由于振捣砼不密实 出现蜂窝 麻面 沟洞处理时 未剔到砼密实处 即抹砂浆 且砂浆又不密实 导致砼疏松产生渗漏 7 穿墙支模螺栓处理方法不当造成漏水外墙穿墙螺栓止水板焊接不严密 或穿墙螺栓在外墙面切割时留头较长 外部抹砂浆时未能将钢筋头盖严 特别是钢筋头露在抹灰层之外 做防水时穿破防水层 在地下水作用下形成化学腐蚀 并不断向内墙方向腐蚀造成漏水 1 2 地下室渗漏治理工程的特点 无论是采取外防水 内防水 还是结构自防水 渗漏都表现在地下室的内侧 渗漏治理的工作面都为潮湿的结构混凝土内表面 渗漏治理工程具有如下特点 1 绝大部分的防水工法对基层的干燥度要求严格 潮湿的基层不利于材料的粘接 应选择适合于潮湿基层的防水材料及工法 2 防水层做在背水面上 承受水的压力 单纯的卷材防水 涂料防水以及砂浆防水 在水压的作用下 极有可能起鼓 剥离 因此 应以结构止水为根本 3 地下室外部的水呈连续分布 某个部位的漏水点被堵住后 由于水没有出路 水压增大 有可能在另外某个相对薄弱的部位出现新的漏点 如果不做好全面计划 往往会边堵边漏 难以治理 4 地下室内部 特别是地下室内有运行的设备 管道 施工场地狭小 通风不良 属于小面积防水施工 在选择材料及工法上 应考虑到施工人员的安全 实际操作空间 尽可能减少施工用料及施工材料的运输 5 地下室外部的水具有变化性和不确定性 如水位随季节的变化 地下水管道的破裂等突发事件引起的地下室不正常变动 应充分考虑这些因素 以免再出现渗漏现象 6 地下室内部防水层上往往要做装修 选择防水材料和工法时应考虑防水层与装修层的界面连接以及保证防水材料在使用过程中不散发异味 7 某些地下渗漏是由于地基不稳定或不均匀沉降造成的防水层失效 应先处理这些结构问题 否则根本难以解决渗漏 8 要根据漏点的分布 出水量的大小 渗漏形式等具体情况 因地制宜 综合治理 1 3 材料的选择 1 3 1 可以用于 灌 的材料 灌 是指用专业设备以一定的压力将一些具有特殊性能的浆材灌入混凝土裂缝和孔洞中 使其在裂缝或孔洞中扩散 凝固 从而封闭缝隙 达到防渗 堵漏 补强 加固的目的 可供选择的材料可分为水泥基灌浆材料和化学灌浆材料 1 水泥基灌浆材料主要指一种胶凝性混合物 以普通硅酸盐水泥为基础 包括水 细骨料 有或没有 或外加剂以适当的比例配置的具有可泵稠度并不产生离析的一种组分 水泥和其他包含固体悬浮物的灌浆料仅用在裂缝宽度能通过这些物质的场合 对普通水泥灌浆材料 导入端裂缝的最小宽度大约为3mm 超细水泥和硅粉可以用来灌注的裂缝比用普通水硬性水泥的更小 但是限定了这些材料对裂缝和接头的渗透性 一般把磨细的比表面积在10000 16000cm2 g 最大粒径不大于裂缝宽度的1 2 1 3的普通或矿渣水泥称为超细水泥 超细水泥灌浆材料一般包括超细水泥 外加剂 超细矿物填加材料和水等 超细水泥具有有机灌浆材料不可比拟的优点 膨胀性水泥灌浆广泛用来阻止水流 水泥浆材只能用来处理稳定裂缝 死缝 不能用来处理伸缩缝和活缝 这是由于凝固后的水泥浆的抗拉压强度比较低 又无适应变形的能力 在温度应力和其他因素的共同作用下 受到反复的拉压应力而慢慢会再次开裂 2 化学灌浆材料化学浆材与水泥浆材相比 是一种真溶液 粘度低 可灌性好 能灌0 1mm以下的缝隙 某些化学浆凡是水能渗入的地方 它也能渗入 而粘土浆 水泥浆是粒状材料 其可灌性明显地受到粒子尺寸的限制 化学灌浆材料比水泥具有良好的可灌性 而且能按工程的需要调节浆液的胶凝时间 故适用于有流动水部位的堵漏或防渗 化灌浆材的胶凝时间可以根据需要进行调节 使其充填范围恰到好处 有的化学灌浆材料还具有较高的粘结强度 用于结构补强 可获得较好的效果 浆体硬化不会对其附近的任何金属和混凝土造成不利影响 这些优点弥补了它价格较高的不足 因此得到迅猛发展 由原来单一的水玻璃浆材发展为丙烯酞胺 环氧树脂 甲基丙烯酸酷类 聚氨酉旨 丙烯酸盐等上一百种化灌材料 化学灌浆料依照硬化后的状态 刚性 弹性胶和泡沫 分为两类 一是刚性灌浆材料 如环氧树脂和丙烯酸酯 二是弹性凝胶体 如聚亚氨酯 刚性灌浆料与干的底层黏结非常牢 有些也能与湿混凝土黏结 这些浆体能够阻止裂缝处的运动并能回复开裂混凝土构件的全部强度 然而 如果灌浆后出现抗拉或剪切强度超过混凝土极限时 在原裂缝附近将产生新的裂缝 但一般不在灌过浆的裂缝处 刚性灌浆可以灌注到一些小于0 05mm的渗透性裂缝 这种渗透取决于浆体粘度 灌注压力 温度以及浆体的凝结时间 胶体类型的化学灌浆料主要用来切断或是大大减少水的渗流 胶体灌浆不能恢复结构的强度 尽管横过裂缝存在最小限度的运动但一般能保持水密性 大多数胶体灌浆料是水溶性的 即干燥时可能会出现收缩现象 但当重新润湿后又能恢复 一些胶体灌浆料能制成与水相近的稠度 可以灌入到水能通过的任何裂缝中 另一些能制成可以屈服的泡沫橡皮 可用于宽度较大的裂缝修补 一般可根据孔隙的大小和材料的可灌性选用适当的材料 例如 水溶性聚氨酯的固结体是一种弹性体 伸长率达300 而且具有遇水膨胀的性能 其体积膨胀率达270 具有弹性止水和以水止水的双重性能 特别适用于变形缝的处理 环氧树脂浆材同水泥浆材一样也是脆性材料 只能用来处理死缝 但可以在环氧树脂浆材中加入一定量的低分子聚酰胺树脂增韧剂 来处理伸缩缝和活缝 低粘度环氧灌浆材料由于起始黏度低 可灌性好 强度高 适用于细微裂缝的封闭和补强加固 将低粘度和高黏度的浆料按不同的比例混合 就能得到特定性能的浆液 以满足不同工程的需要 丙凝的主剂 丙稀酰胺是致癌物质 国家已禁止使用 并要和多种化学材料混合 难控制浆液效果 季节性漏水堵漏效果不好 1 3 2 可用于 堵 的材料 堵 是指对孔洞和缝面的封堵 封堵质量的好坏会直接影响混凝土修复的效果 在干燥条件下 可供选择的封堵材料较多 如高分子涂料 聚合物水泥砂浆和普通水泥砂浆等 但在渗漏条件下 必须采用快速堵漏材料进行封堵 必要时可在表面抹涂高分子涂料或聚合物水泥砂浆进行加强处理 聚合物混凝土系互穿网络高分子材料 具有在水中快速固化 强度增大迅速 与混凝土或金属黏结强度高等特点 而且它在水中自疏平 自密实 同时还可以进行薄层浇注 适用于水下混凝土孔洞和裂缝的快速封堵 1 3 3 可用于 嵌 的材料 嵌 是沿裂缝凿槽 在槽中嵌填弹塑性或刚性止水材料 已达到封闭裂缝的目的 通常防水嵌缝材料有非硫化腻子型密封胶 如改性沥青密封胶 丁基密封胶等 和硫化反应型密封胶 如聚氨酯密封胶 聚硫密封胶等 这两类密封胶在空气中使用时 其粘接性能和密封性能均较好 但是若在水下施工则存在粘接强度低和施工困难等问题 遇水膨胀橡胶是一种新型的嵌缝止水材料 其在保持橡胶弹性的同时具有遇水膨胀的特性 常用的遇水膨胀止水条膨胀速度快 膨胀率高 但止水条膨胀后析出物较多 胀至一定体积后即发散 在水中形成糊状物 不能适应高水压 长期反复浸泡的止水要求 难以用作水下修补嵌缝材料 故目前 市场上急需性能良好的嵌塞材料 1 3 4 可用于 喷 的材料 喷 是指将聚合物水泥砂或其他防水材料喷涂在渗漏面上 聚合物水泥砂浆是采用水泥和聚合物作为胶结料的砂浆 当水泥与水形成水泥石时 集合物乳液本身脱水干燥 在砂浆集料表面形成了有自粘性和黏结性的聚合物薄膜 封闭了砂浆内的细微裂缝和毛细通道 将水泥石和填料牢固地结合在一起 因此 聚合物水泥砂浆具有优良的防水 抗冻 防腐 防碳化及其他物理性能 在工程中得到广泛的应用 1 3 5 可用于 涂 的材料 涂 是指在裂缝表面涂刷水泥基聚合物防水涂料 水泥基渗透结晶型防水材料 高分子防水材料 复合防水砂浆等 常用的高分子防水涂料有聚氨酯 环氧防水涂料等 新型的增厚型环氧涂料可用于混凝土 金属 塑料和木材等材料的粘结和防水处理 混凝土裂缝封缝处理及水上或水下的金属结构的防腐蚀处理 用于干燥面 强度增长快 也可用于潮湿面 具有独特性能 G型防水堵漏剂是一种粉状无机防水材料 既可作堵漏材料 又可用作防水材料 在做防水时 加水调和成糊状即可 在湿润的或有明水的基层上施工 一般涂刷厚度为2mm左右 即达到防水效果 在有漏水的情况下 将此种材料用水调和成团状 即可用来堵漏 该材料无味 无环境污染 施工方便 是一种理想的刚性防水涂料 其主要技术指标 初凝时间15min 终凝时间45min 抗压强度 28d 26MPa 14d粘结强度0 145MPa 1mm厚涂层在0 13MPa水压下不透水 1 3 6 可用于 贴 的材料 贴 是指在结构的防水表面粘贴防水卷材等 一般用于大面积混凝土的防渗处理 如屋面和大坝坝面的防水处理 防水卷材有多种 如橡胶防水卷材 改性沥青防水卷材等 APP改性沥青防水卷材 该产品具有良好的弹性和胶质感 抗拉力大 延伸率高 120 不变形 150 不流淌 50 不龟裂 抗老化期长 抗紫外线性能强 1 4 常用的堵漏方法 抹面堵漏法和灌浆堵漏法 抹面堵漏法 其特点是先堵漏 后抹面 原则是化大为小 将面漏变为孔漏 线漏变为点漏 堵漏后 进行抹面防水施工 以防止因地下水位的变化 以及堵漏施工不周所致在原漏点意外的薄弱部位产生渗漏 该方法适用于大面积堵漏 灌浆堵漏法 根据工程渗漏水的情况以及渗漏的部位布置灌浆孔 并选用适宜的灌浆的设备和灌浆材料 将浆液压入孔隙和裂缝的深部直至灌满 已达到堵水的目的 该方法适用于局部堵漏防渗 具体范围如下 1 由于混凝土施工不良引起的混凝土结构内部松散 蜂窝 麻面等造成的渗漏水孔道 可将浆液灌入渗漏水的孔隙内 从而堵漏渗漏水 2 混凝土结构的施工缝隙 由于衔接不严导致的缝隙漏水 3 混凝土结构出现的局部裂缝渗漏水 4 采用止水带处理后的变形缝隙 当混凝土与止水带结合不密 可把浆液压入到渗水通道 已达到渗水的目的 具体的施工工艺与压力注浆法相同 1 5 一般的堵漏防渗技术 混凝土结构的裂缝的堵漏防渗方法可根据裂缝的深度 宽度 出现的原因及部位而采取不同的修补方法 修补方法不同 采用的修补技术也各异 一般细而浅的裂缝常用表面处理法进行防渗 对于较深的裂缝则采用压力灌浆法 对于一些已严重发展的裂缝则采用钢板 或玻璃钢 粘贴加固法 1 5 1 表面处理法 1 表面涂装法表面涂装法是针对微细裂缝 裂缝宽度小于0 2mm 采用弹性涂膜防水材料 聚合物水泥膏及渗透性防水剂等 涂刷于裂缝表面 达到恢复其防水性及耐久性的一种常用裂缝修补方法 该法施工简单 但涂料无法深入到裂缝内部 由于涂层较薄 涂复材料应选用粘着力强且不易老化的材料 对于活动性裂缝 尚应采用延伸率较大的弹性材料 为实现良好的防水效果 常喷涂多层涂料 一般一种为底部涂层 另一种为表面涂层 其中底部涂层和表面涂层分别有各自的作用 底部涂层的作用主要是封闭混凝土表面裂缝宽度 0 11mm的细微裂缝 防止混凝土表面碱性影响表面涂层材料的性能 并增加表面涂层材料与混凝土表面的附着力 所以底层材料要求有较好的渗透性 封闭性 柔韧性和抗冲击性 并与表面涂层材料有较好的附着力 表面涂层材料的主要作用是防止空气 水分及其他有害介质的侵入而导致混凝土进一步劣化及混凝土中的钢筋锈蚀 同时保护注浆材料和起封闭作用的底层材料 由于混凝土结构受到荷载作用引起混凝土中的裂缝不稳定性 所以要求表面涂装材料需有一定的延伸率 对于寒旱地区的低温和强紫外线等恶劣的气候环境 表面涂装材料还需有足够的低温柔性和耐紫外线老化性 目前广泛使用的表面涂层材料主要包括 聚合物改性水泥砂浆材料类 树脂混凝土或砂浆类 水泥基渗透结晶材料类 水剂型无机渗透结晶涂料类 环氧树脂涂料类 聚氨酯涂料类 丙烯酸涂料类 可以说种类繁多 其效能 价格和使用寿命也差别很大 环氧类封闭漆硬度低 弹性好 同时对混凝土具有良好的渗透性 可以很好地封堵混凝土表面细微裂缝和各种孔隙 而且价格便宜 选用修补材料时应考虑使用条件 室内 室外 环境温湿度变化 介质腐蚀情况 以及裂缝活动情况等 例如 要求耐磨的地坪可选用环氧沥青涂料 聚氨酷涂料 聚氨酷沥青涂料等刚性涂料 不稳定的裂缝修补可选用聚氨酷弹性体 橡胶型丙烯酸酷涂料等弹性涂料 其施工条件 环境温度5 35 环境相对湿度 85 施工时应避开雨 雪天气 涂装施工主要程序为 基层处理 配制环氧封闭底漆 底漆涂装 配制面漆涂料 第一道面漆涂装 第二道面漆涂装 结束 检验 2 表面粘贴法一般采用在裂缝上用环氧树脂胶液粘贴玻璃钢或钢板 防水卷材等来达到修补裂缝 使结构联结成整体的方法进行粘贴加固 须搭接时搭接长度不小于50mm 下面主要介绍粘贴玻璃钢的方法 粘贴钢板 防水卷材与此类似 施工工艺 混凝土表面处理 分层间断法 涂刷打底料 刮环氧腻子 间断刷贴已裁剪好宽200mm的环氧玻璃钢 涂刷防护面层料 3 增加整体面层混凝土表面裂缝数量较多 分布面较广时 常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法处理 多数情况下 整体面层内应配置双向钢丝网 有条件时 宜采用喷射法施工水泥砂浆或混凝土整体面层 4 部分凿除重新浇筑混凝土对于钢筋混凝土预制梁等构件 由于运输 堆放 吊装不当而造成裂缝的事故时有发生 这类裂缝有时可采用凿除裂缝附近的混凝土 清洗 充分湿润后 浇筑强度高一等级的混凝土 养护到规定强度的修补方法 修补后的构件仍可使用在工程上 用这种方法修补己断裂的构件应特别慎重 此外 修补前应检查钢筋的实际应力和变形状况 修补混凝土宜用微膨胀型 修复工作必须十分仔细认真 否则新老混凝土结合不良将导致失败 1 5 2 填充法 填充法 又称凿槽法 适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝 如墩台或地下室混凝土的裂缝 具体做法是沿裂缝将混凝土开凿成 U 或 V 形槽 用刷子在槽底和两壁均匀涂刷一层界面处理轧在界面处理浆尚未硬化之前 将拌制好的聚合物水泥砂浆用抹刀压入槽中 嵌填各种修补材料 然后压实抹平 达到恢复防水性和耐久性 以及部分恢复结构整体性的目的 填充法所使用的嵌填材料视修补目的而定 有环氧树脂砂浆 聚合物水泥砂浆或纯细水泥砂浆等 工序为 开槽并涂刷界面处理浆 压抹填塞材料 养护 对于活动性裂缝 应采用极限变形值较大的延伸性材料 对于锈蚀裂缝 应先展宽加深凿槽 直至完全露出钢筋生锈部位 彻底进行钢筋除锈 然后涂上防锈涂料 再填充聚合物水泥砂浆及环氧砂浆等 对增强界面粘结力 嵌填时应于槽面涂一层环氧树脂浆液 真空吸入法也陆续应用到实际工程中 该方法是首先用聚乙烯薄膜加以覆盖 用真空泵抽出混凝土孔隙或裂缝中的空气 以造成负压区 然后紧靠聚乙烯薄膜注入树脂 在常压下使树脂渗透到真空的孔隙或裂缝中 1 5 3 自修复法 混凝土裂缝自修复是指混凝土在外部或内部条件的作用下 释放或生成新的物质自行封闭 愈合其裂缝 自修复技术主要包括4种 结晶沉淀 渗透结晶 聚合物固化和电解沉积技术 其中结晶沉淀技术 渗透结晶技术和电解沉积技术比聚合物固化技术较成熟 主要用于修补水下混凝土的裂缝 而聚合物固化技术则多应用在修补水上混凝土的裂缝 裂缝自修复的机理主要有4种 1 水泥颗粒的后续水化 混凝土中未水化的水泥颗粒 如硅酸二钙 硅酸三钙 铝酸三钙等 与渗透水作用的生成物填充缝隙 2 碳酸钙晶体的形成 水泥水化反应的产物Ca OH 2随着渗透水流到裂缝的表面 同时空气中的CO2溶于水中形成H2CO3 Ca OH 2与H2CO3发生反应生成CaCO3晶体来填充孔隙 3 水渗透导致的裂缝愈合 在渗透水的流动作用下 水中的杂质 如灰尘等 在裂缝附近滞留 有利于裂缝的自愈合 4 由于Ca OH 2的流出 混凝土中原有的酸碱平衡遭到破坏而导致水化产物的分解 然后随着渗透水流出 最后聚集在裂缝附近 促进裂缝的自愈合 结晶沉淀技术是指在有水存在的条件下 利用物理 热学 力学过程对混凝土的自修复作用 是一种自然过程 它的发生必须要有水的存在 但是水流速度过大会导致反应生成的晶体不能及时沉淀而被水冲走 水压梯度越大 裂缝自修复的容许宽度越小 在相同的水压梯度作用下 裂缝的宽度变化量越大 裂缝自修复的容许宽度越小 自然的结晶沉淀对于粉煤灰混凝土裂缝修复的作用较普通混凝土更大 掺粉煤灰混凝土比普通混凝土的裂缝少而浅 若加强养护 裂缝的产生将会更少 可以在工程中以结晶沉淀自修复取代部分常用的混凝土裂缝的处理措施 来减少经济损失 渗透结晶技术是指在混凝土中掺加渗透结晶型防水剂或在其表面涂刷一层渗透结晶型防水涂料 在有渗透水存在的条件下 渗透结晶型防水材料中的活性化学物质将会与混凝土中未水化反应的水泥颗粒或游离的Ca OH 2 CaO等碱性物质发生反应生成不溶性针状晶体 这些针状晶体会填充混凝土中的毛细孔隙和微裂纹 对于修补宽度在0 4mm以下的裂缝效果显著 混凝土未开裂时 渗透结晶防水材料处于休眠状态 一旦有渗透水的介入 就会发生反应生成晶体 若晶体完全封闭裂缝 防水材料又会进入休眠状态 直到水的再次介入才会继续反应 如此反复 这一点可以作为智能修补材料来使用 现在常用的水泥基渗透结晶防水材料是以硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥和精制石英砂 硅砂 等为基材 掺入特殊的活性化学物质制成的一种防水材料 它属刚性防水材料系列 电解层积技术就是利用电解作用 把某种物质层积在混凝土的表面或裂缝中达到封堵裂缝的目的 提高混凝土的抗渗性 电解层积技术特别适用于水下钢筋混凝土裂缝的修补 20世纪80年代后期 日本对海上结构的研究表明 施加电流可封闭钢筋混凝土结构的裂缝 实践证明这种方法对海上混凝土结构修补十分有效 1 5 4 压力注浆法 压力注浆法 又称 壁可法 是利用注浆器上加力器的压力 将修补材料注入到裂缝的末端 同时 缓慢均匀的压力可以将裂缝中积存的空气压入混凝土的毛细孔中 并通过混凝土的自然 呼吸 作用排出 有效地避免混凝土内产生气阻 从而确保修补质量 壁可法有如下特点 修补效果可靠 压力控制均匀 材料性能稳定 硬化强度耐久 操作简便易行 注浆法可用于修补较深的裂缝 根据灌浆时压力和速度的大小可分为高压快速灌浆法和低压慢速灌浆法 前者适用于以电动泵灌浆 灌浆压力可达2MPa 后者适用于手动泵灌浆 其压力为0 4MPa 依据灌浆时是否设灌浆管可分为有管灌浆法和无管灌浆法 多数使用有管灌浆法 采用有管灌浆法 在裂缝修补之前首先要沿裂缝以10 30cm的间距设置灌浆管 然后将裂缝的其他部位用胶粘带予以密封以防漏浆 灌浆管分有垫圈和无垫圈的 前者用于开 U 形槽的裂缝灌浆 后者则用于 V 形槽的宽裂缝灌浆 一般 对混凝土结构中的裂缝灌浆 可根据裂缝的宽度和深度对裂缝进行分类 制定相应的灌浆方法 灌浆技术选择参考下表 修补混凝土裂缝施工条件 环境温度为10 35 时进行 温度对浆液粘度有较大影响 温度较低时 一般粘度较大 不利于浸润渗透 温度过高 则固化速度过快 会影响浸润渗透深度而影响修补效果 一般的压力注浆法修补混凝土裂缝工艺流程如下 1 调查裂缝情况 2 基层处理 3 设置灌浆嘴 4 封缝 5 检查封缝质量 6 灌浆 7 超声波检测灌浆效果 8 清理表面 灌浆法堵漏优点 1 压力可调 一般在0 4 2 0Mpa范围 且稳定可靠 可让化学浆液完全进入砼结构深层微小裂缝内部 止水效果好 2 灌浆液技术成熟 品种齐全 基本上都已实现了单组份成品化生产 不需现场调配 质量稳定 开桶即可使用 浆液耐化学腐蚀 固化后无毒 环保 可永久防水 3 施工工艺简单 易行 施工速度快 止水效果立竿见影 一劳永逸 工人劳动强度小 施工效率是传统施工方法的5 10倍 4 施工不受季节 天气限制 可用于各种工程 包括检修 抢修工程 饮用水工程 且施工综合费用低 经济效益好 1 6 堵漏防水方案中应注意的问题 地下室工程防水的方案 既要考虑材料选择 做法等 更要综合考虑外部环境 做到因地制宜 综合防治 防水方案很重要 它是一项综合技术的体现 是搞好施工的先决条件 在堵漏防水方案中 就应抓好几个环节 1 设计者应深入现场调查 查看渗水的位置及形式 查找渗水源 流量大小 给方案设计提供有关数据 2 合理选择防水材料 3 堵防结合 刚柔结合 4 要用发展的观点处理渗水 5 施工缝变形处理 在方案中 施工缝应以刚性材料为主 刚柔结合 变形缝以柔性材料为主 柔刚结合 6 先补强后防水 工程渗水是多方面因素造成的 当结构已损坏时 应先补强 再堵漏防水 2 裂缝的补强加固技术 目前 混凝土结构常用加固补强方法主要有 粘钢加固法 增大截面加固法 外部钢加固法 预应力加固法 外贴纤维加固法 辅助结构加固法等 相关技术包括托换技术 植筋技术 裂缝处理技术 结构表面处理技术等4大类技术 基本形成了比较全面的技术和工艺 但相应的检测设备技术水平低 普遍缺少对检测后的综合分析与评价 特别是与国外发达国家相比 在检测软件及设备系统方面存在着较大的差距 混凝土结构补强加固的一般原则 1 对加固内容 范围及加固结构上作用力的确定应以现场结构的实地调查和检测结果为依据 其取值应符合 建筑结构荷载规范 和 混凝土结构加固技术规范 的规定 2 加固设计应与施工方法紧密结合 并采取有效措施保证加固构件与原结构连接可靠 协同工作 3 应尽量不损伤原结构 保留具有利用价值的结构构件 避免不必要的拆除及更换 4 为适应加固结构应力 应变滞后的特点 加固钢材应选用比例极限变形较小的低强钢材 加固用水泥和混凝土要求收缩小 早强 与原结构粘结好并有微膨胀 以确保新旧混凝土共同受力 2 1 常用的裂缝加固补强方法的基本工艺特点和存在的问题 1 粘钢加固法该加固法是在混凝土结构构件表面用特质的建筑结构胶粘贴钢板 以提高结构的抗弯和抗剪能力 增强结构安全度 一般适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯构件的加固 是近年来发展较快的一种加固方法 其基本工艺流程括 胶粘剂配制 混凝土和钢板表面处理 涂布胶粘剂 粘贴钢板 固定加压 固化 防腐粉刷等 其特点是胶黏剂硬化时间快 周期短 工艺简单 施工速度快 可以不动明火 现场湿作业量少 且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响 施工时对周围的生产 生活影响较小 但对环境的温度 湿度要求较高 加固质量很大程度上取决于胶粘材料和工艺水平高低 特别是粘钢后一旦发现空鼓 进行补救比较难 粘钢加固法的施工工艺流程 2 增大截面加固法通过增加原构件的受力钢筋 同时在外侧重新浇注混凝土 以增加构件的截面尺寸和粘结保护钢筋 来达到提高承载力的目的 不仅可以提高被加固构件的承载能力 而且可以加大截面刚度 改变截面的自振频率 改善构件的使用性能 该方法是较为传统的加固方法 具有成熟的设计和丰富的施工经验 工程成本相对比较低 可用于梁 板 柱 墙和一般构造物等多种混凝土结构的加固 其主要缺陷是 加固时 构件若不完全卸载 为二次受力构件 不但计算较复杂 而且新加钢筋的受力要滞后于原钢筋 强度优势难发挥 设计时需注意受压区高度的变化 以保证新加钢筋的屈服 新旧混凝土的连接问题 现场施工的湿作业时间长 对在用建筑的正常使用环境有较严重的影响 截面尺寸的加大会使构件自重加大 建筑物使用空间明显减小 增大截面加固法的施工工艺 3 外部钢加固法是采用乳胶水泥 环氧树脂化学灌浆或焊接等方法在结构构件承载力不足区段的一侧或四周包以型钢进行加固的方法 该法的使用面较广 一般在要求不显著增大原构件截面 同时又可大幅度提高结构承载能力的情况下采用 特别是结构柱周围裹钢 结构受力比较可靠 同时现场的工作量也较小 结构截面增加也不大 该方法适用于构件的工作环境 温度 60 相对湿度 70 无化学腐蚀且构件仅承受静力作用 设计方案时 需注意 钢板强度的利用率 钢板的应力滞后问题及钢板的锚固问题 粘贴范围 承载力不足区的长度 两端的锚固长度 外包钢加固法可分为干式外包钢和湿式外包钢两种形式 干式外包钢需按刚度分配 分别独立计算 而湿式外包钢按正截面构件计算 4 预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆 分为水平拉杆 下撑式拉杆或组合式拉杆 或撑杆对结构进行加固的方法 该法的优点 可在几乎不改变使用空间的条件下 提高结构的正截面和斜截面的承载力 消除或减缓后加构件的应力滞后现象 使后加构件有效地参与原构件一起工作 而且还能较大幅度地提高结构整体承载力 预应力产生的负弯矩可以抵消部分荷载弯矩 减小远构件的挠度 缩小原构件的裂缝宽度 甚至可使裂缝完全闭合 因此 广泛应用于混凝土梁 板等受弯构件和混凝土柱 预应力顶撑加固 的加固 是一种加固效果好且费用低的方法 缺点 加固后对原结构外观有一定影响 比较适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力 高应变状态下的混凝土构件的加固 不宜用于混凝土收缩徐变大的结构 加固后需要注意预应力筋的防腐问题 施工的工序和设备多 技术要求高 预应力拉杆或压杆与原构件的连接 锚固处理复杂 难度大 在设计和施工方面一般应该由专业技术实力较强的企业来完成 施工工艺如下 5 增加支承加固法该加固法是通过增加支承构件 以减少结构构件的计算跨度 降低计算弯矩 大幅度地提高结构构件的承载力 减小挠度和裂缝宽度 增加结构的稳定性 来达到加固结构的效果 当对增设的支点施加预应力时 效果更佳 该方法比较简单 而且效果可靠 多用于大跨度结构 但加固工作量较大 易损害建筑物的原貌和使用功能 通常还会减小建筑的使用空间 由于所增加的支撑构件一般需要将荷载传递到基础上 这种方法比较适用于整个建筑的加固 6 外贴纤维加固法碳纤维材料加固修复混凝土结构技术是近年来发展比较快的一项新型结构加固技术 是指在构件表面粘贴碳纤维材料 使碳纤维与混凝土牢固地粘结在一起并共同工作 达到加固结构 提高结构承载力和抗震性能 修补构件缺陷的目的 主要用到碳纤维材料和粘结胶两种材料 以碳纤维材料为代表的高性能纤维复合材料作为一种优质的结构材料 其性能特点主要有以下几个方面 1 具有良好的物理力学性能 2 现场施工方便 3 具有良好的耐久性和耐腐蚀 抗磁性 抗紫外线等性能特点 4 使用范围广 5 施工质量易保证 可操作性强 碳纤维片材粘贴加固的工艺流程 根据材料及工艺的特点应特别注意以下事项 1 碳纤维片材为导电材料 施工时应远离电气设备及电源或采取可靠措施 2 各种粘贴剂应在规定的环境温度中密封储存 远离火源 避免日光直射 3 粘贴剂应在室内配制 配制环境及施工现场均应保持良好的通风 且搅拌时间不得少于3分钟 为避免混入空气 形成气泡 搅拌时宜沿同一方向进行 4 各种粘贴剂材料不得污染生活水源 废弃物不得倒入下水道 应按有关规定处理 施工宜在环境温度为5 以上 60 以下的条件进行 并应符合配套树脂要求的施工使用温度 当环境温度低于5 时 应采用适用于低温环境的配套树脂或采取升温措施 5 碳纤维片材粘贴完后需48小时以上的养护 养护过程中 避免过度的震动 冲击和水分 养护完毕后再进行表面防火处理 7 灌浆法该方法也可用于裂缝的补强加固 与前面防渗堵漏中不同的是 采用的浆液不同 一般水泥基的浆液和化学浆液中的环氧树脂和甲基丙烯酸醋类均可作为补强材料 对于聚氨醋 国外有部分报导说 也可作为补强材料 灌浆压力和灌浆量是补强灌浆控制的中尤为重要的指标 8 钢锚栓法类似缝合裂缝的方法 首先沿裂缝两侧适当位置凿孔 用普通砂浆 无收缩砂浆或树脂砂浆将钢制骑马锚钉锚固于孔内 然后将修补材料填入裂缝 钢锚栓法多半兼作补强用 用于裂缝较宽而又必须恢复结构物连续性的场地或结构体 由于此法能限制活动裂缝伸缩 故只宜用于锁闭裂缝而又不会导致其它部位损害的修补 根据锚栓植入方式不同 可以分为机械性锚栓法 注射式化学锚栓法 管式化学锚栓法 以注射式化学锚栓法为例 其施工工艺 9 喷射混凝土法是借助喷射机械 利用压缩空气或其他动力 将一定比例配合的砂浆或混凝土通过管道输送并以高速喷射到混凝土空穴处或表面上 凝结硬化形成喷射层 从而达到恢复或提高结构的承载力 刚度和耐久性等加固效果的修补的方法 分湿法和干法两种 湿法是把配料预先混合 然后用压缩空气输送到喷嘴喷出 干法是把配料输送到喷嘴与水混合后再喷出 此法适宜于大面积较浅凹坑 深度小于10cm 的修补 靠颗粒冲击速度使修补材料致密 喷射层与原结构的粘结力强 特别是与混凝土 砖石 钢材具有很高的粘结强度 可以在结合面上传递拉应力和剪应力 可获得高强低渗的修补面 同时 施工方便 修补无需模板 对梁板底部的修补尤为适宜 所以在固工程中应用十分广泛 其缺点是需要专门设备 10 聚合物浸渍法可以有效地浸渍 修复裂缝的单体系统是一种含有能形成固体塑料的有机小分子 有不同程度的挥发性 毒性和易燃性 且不能与水混合的液体 它含有一种催化剂或引发剂和基本单体 也可含有交联剂 在加热时 单体聚合在一起 形成坚硬的 耐久性好的塑料体 可增强混凝土的性能 如果混凝土裂缝干燥 将单体倒在其上在就地聚合后 裂缝就可充填 并得到结构上的修复 若裂缝潮湿有水 单体就不能吸进混凝土裂缝中 该修复就不会达到效果 如挥发性大的单体在聚合前挥发掉 也不会有好的效果 聚合物浸渍法还没有广泛应用到细裂缝修复中 具体工艺 将裂缝处干燥 临时绑上一个水密性的金属片绑带 将单体吸入裂缝 是单体聚合 大孔隙或在压缩部位破裂的地方 可以在倒入单体前 用细的或粗的骨料充填 然后形成一个聚合物混凝土修补 11 高性能复合水泥砂浆钢筋网薄层加固法高性能复合水泥砂浆 是在普通水泥砂浆中掺入聚丙烯纤维 钙矾石型膨胀剂 减水剂 以及硅灰 粉煤灰等超细掺合料制作而成 其不仅具有很高的抗拉 3 5MPa 抗压 40Mpa 强度 而且具有良好的粘结强度 韧性 延展性和较大的极限拉