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        化學(xué)灌漿在修復(fù)混凝土壩裂縫中的應(yīng)用

        2010-04-05 13:24:43張炳芳
        東北水利水電 2010年1期
        關(guān)鍵詞:水泥砂漿丙酮水溶性

        張炳芳

        (中國(guó)水電第四工程局有限公司基礎(chǔ)分局,青海 貴德 811700)

        幾乎所有的大壩混凝土工程均存在不同程度的裂縫,只是存在的部位、程度、大小、范圍不同而已,對(duì)大壩安全運(yùn)行埋下了隱患。因此,必須對(duì)其進(jìn)行修復(fù)處理,以保證大壩的安全運(yùn)行.

        1 處理方法一

        1.1 裂縫分類及處理方法

        首先,在處理裂縫之前,先要對(duì)裂縫進(jìn)行普查、統(tǒng)計(jì),按其裂縫的寬度進(jìn)行分類。統(tǒng)計(jì)內(nèi)容包括部位、類別、縫寬、縫長(zhǎng)、裂縫位置及走向示意圖,根據(jù)普查結(jié)果,按照裂縫寬度不大于0.2 mm和縫寬大于0.2 mm逐塊分類。

        其次,按照裂縫寬度不大于0.2 mm、縫寬大于0.2 mm選取典型的裂縫,分別進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

        最后,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,選擇合理的處理參數(shù),指導(dǎo)后期的裂縫處理。

        裂縫寬度不大于0.2 mm的處理方法較多,常見的方法為裂縫兩側(cè)混凝土的鑿除→清理刷環(huán)氧樹脂(或涂底膠)→粘貼土工布(或粘貼GB三元乙丙復(fù)合板)→封邊處理(粘貼土工布可不進(jìn)行封邊處理)。

        裂縫寬度大于0.2 mm處理,常見的處理方法:清理裂縫表面→裂縫處打孔→鑲嵌灌漿管→水泥砂漿抹面→化學(xué)灌漿→水泥砂漿抹平。

        1.2 施工工藝

        (1)鑿槽。沿裂縫摳一深10 cm、寬10 cm的V型槽,要求V型槽長(zhǎng)度兩端各超出裂縫末端10~15 cm,摳槽時(shí)遇到鋼筋處將鋼筋保留,用鋼絲刷等工具清除裂縫表面的浮土、附渣及污物等,然后再用刷子沾上酒精、甲苯等溶液清洗混凝土表面,使之保持清潔、干燥。

        (2)嵌PVC半圓管。將1″PVC塑料管剖成兩半,將裂縫按其裂縫大?。ㄒ话惆? m)進(jìn)行分段,將1″PVC半圓管騎縫壓在裂縫上,并用堵漏王進(jìn)行壓緊、固定,半圓管兩端插入6′進(jìn)回漿PVC管,并用堵漏王進(jìn)行封堵及固定。

        (3)M30干硬性水泥砂漿抹面。用M30干硬性水泥砂漿(摻加速凝劑、錨固劑、堵漏王)分次將裂縫填滿、抹平,每次間隔時(shí)間3~6 h。

        (4)化學(xué)灌漿。水泥砂漿抹面后待凝3~5 d即可進(jìn)行化學(xué)灌漿:

        配漿。根據(jù)縫面漏水量的大小,在施工現(xiàn)場(chǎng)配置所需的LW水溶性聚胺脂化學(xué)漿材,存放在施工現(xiàn)場(chǎng)留待灌漿。

        壓丙酮。灌漿開始前須向縫內(nèi)壓入一定量的丙酮,壓力為0.3 MPa,待回漿管溢出丙酮后將回漿管扎住,保持設(shè)計(jì)壓力不變,向縫內(nèi)壓丙酮。

        結(jié)束條件:

        ①達(dá)到設(shè)計(jì)壓力后,縫內(nèi)注入丙酮注入率為0 L/min時(shí),持續(xù)30 min結(jié)束。

        ②未達(dá)到設(shè)計(jì)壓力,丙酮注入量已達(dá)50 L時(shí),即可結(jié)束。

        灌漿。壓丙酮結(jié)束后,即可向縫內(nèi)注入LW水溶性聚胺脂化學(xué)漿材,將配好的漿材中加入固化劑(水),然后立即進(jìn)行灌漿,從6′進(jìn)漿管壓漿,待回漿管溢出漿材后扎住回漿管,保持設(shè)計(jì)灌漿壓力0.5 MPa,進(jìn)行壓漿。

        結(jié)束條件:

        ①達(dá)到設(shè)計(jì)壓力,縫內(nèi)漿液注入率為0 L/min,持續(xù)1 h后結(jié)束。

        ②未達(dá)到設(shè)計(jì)壓力,縫內(nèi)累計(jì)注入量達(dá)到50 L時(shí),即可結(jié)束灌漿。

        2 處理方法二

        聚氨脂灌漿補(bǔ)縫的施工工藝:裂縫部位鑿槽→預(yù)埋灌漿管→通水洗縫→配漿及灌漿→封閉待凝→拆除灌漿管→砂漿補(bǔ)平。

        (1)鑿槽。沿裂縫人工鑿成深60~80 mm、寬50 mm的梯形槽,鑿成后用清水洗凈,汽油噴燈烘干。注意不要在縫面上留下油污、煙塵。每隔0.8~1.5 m設(shè)一根灌漿管,視裂縫寬度,若縫較寬,則可設(shè)稀一點(diǎn),反之則需加密。填埋預(yù)縮砂漿時(shí),先涂一層環(huán)氧基液,預(yù)縮砂漿要逐層夯實(shí),為加速施工進(jìn)度,可在砂漿中摻加少許水玻璃。待凝后,在灌漿管上連接軟管,通水洗縫,水壓0.1~0.3 MPa。通水的目的:一是檢查裂縫砂漿密封情況,二是沖洗縫內(nèi)淤泥,三是潤(rùn)濕裂縫,提供聚胺脂膠凝所需的水。若發(fā)現(xiàn)某些部位漏水,可重新進(jìn)行砂漿密封,確保灌漿順利進(jìn)行。

        (2)干硬性沙漿分層夯實(shí)。干硬性預(yù)縮砂漿配比方法為:水泥為普硅42.5級(jí),砂的細(xì)度模數(shù)為1.6~1.8,水灰比 0.32~0.34,灰砂比 1∶2~1∶2.5,引氣劑0.2/萬(wàn),木鈣摻量0.25%。預(yù)縮砂漿的水灰比很重要,一般在氣溫10~15℃左右情況下,砂漿拌好后應(yīng)靜置1~1.2 h后方可使用,目的是讓砂漿充分收縮,避免產(chǎn)生干縮裂縫。預(yù)縮砂漿每層2 cm厚,分層夯實(shí),外部用泥板收平,用42.5級(jí)普硅水泥拌制的預(yù)縮砂漿的抗壓強(qiáng)度可達(dá)50~60 MPa,粘接力好,可承受超過(guò)1 MPa灌漿壓力不崩裂。

        (3)注漿。漿液主劑為HW,LW水溶性聚胺脂,暫定混合物配合比為3∶7。水溶性聚胺脂材料為含有過(guò)量異氰酸根基團(tuán)的高分子化合物,該材料注入裂縫后,以水為膠聯(lián)劑立即進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),放出CO2,逆水而上,進(jìn)行擴(kuò)散,并與周圍的砂、石、泥土等固結(jié)成彈性的固結(jié)體,最終達(dá)到止水目的。采用單液法注漿,注漿設(shè)備為J系列計(jì)量泵。

        灌注時(shí)控制注漿壓力在0.3~0.5 MPa范圍內(nèi),若鄰管串漿則應(yīng)堵塞,根據(jù)縫寬、縫深以及灌漿管間距確定每管注入量,當(dāng)注入量達(dá)到預(yù)定值或進(jìn)漿量很小時(shí),換一管灌注,灌后將灌漿管封堵嚴(yán)實(shí)。灌漿完畢后待凝1~2 d,割除外露的灌漿管,用砂漿抹平。

        水溶性聚胺脂初始膨脹率能夠達(dá)到100%以上,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(lái)講,水溶性聚胺脂灌漿技術(shù)適用于處理穩(wěn)定型(非活動(dòng)型)裂縫的防滲工程,并在裂縫開展最寬的時(shí)機(jī) 為當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁叵率┕ばЧ詈谩?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)反應(yīng)并膨脹,在很短的時(shí)間內(nèi)形成密實(shí)的彈性膠凝體,堵塞裂縫,達(dá)到防滲的目的。由于水溶性聚胺脂灌漿材料成膠時(shí)間很短,對(duì)于大體積混凝土來(lái)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):裂縫越寬,漿液流速越大,進(jìn)入裂縫就越深,灌漿效果越好。

        [1]龔召熊.水工混凝土的控制與防裂[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,1999.

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