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结构混凝土初期裂缝处理的应用

2013-04-13姜会玲张大强

科技视界 2013年12期
关键词:注胶结构胶灌浆

姜会玲 张大强

(驻马店市公路规划勘测设计院,河南 驻马店 463000)

随着混凝土在国家建设的大力应用,一些大型的基础设施建设几乎都涉及到混凝土,混凝土在施工中具有高强耐久,配合模版和钢筋使用,有良好的可塑性,方便满足各种结构工程使用,并且价格低廉,原材料丰富,并能利用矿渣、粉煤灰等工业废料,增加环保性,但其也有自重大、养护期长、容易产生裂缝等的缺点。笔者结合在襄阳汉江三桥遇到的混凝土在初期裂缝及后来参与处理的施工,针对混凝土裂缝修补写出自己的心得体会。

襄阳江汉三桥索塔呈H形,桥面有效宽度为31.5m,顺桥向标准索距为6m,主桥箱梁外腹板板厚从2m渐变为5.05m,内腹板厚度从0.4m渐变为0.7m,顶板从0.3m渐变为0.6m,主梁采用前支点挂篮现浇悬臂施工。主梁悬浇标准节段长6m,砼设计强度等级为C55。

该桥29#墩主梁1-7节段和30#墩主梁1-7节段于2012年8月浇筑完砼,同年8月发现箱梁发现各段接合面均出现长度不等的裂缝,非接合面处也有裂缝,主要为横向裂缝。

依据《襄阳江汉三桥主塔箱梁可测裂缝状况检测》(武汉港湾工程质量检测有限公司检测报告2012年9月20日)及现场勘察情况,对于<0.15mm的裂缝采用表面封闭法,对于≥0.15mm的裂缝采用压力灌注法灌注结构胶液,现场采用两班人员同时施工加快施工进度,进口灌缝胶未到前主要工作为封缝、粘贴注胶嘴,进口灌缝胶进场可进行流水作业,裂缝施工记录按照裂缝编号图进行;梁底施工设置制作专用工作平台做好安全防护。

对于<0.15mm的裂缝,不粘贴加固材料时,首先沿裂缝方向凿一条“V”型槽,槽宽约1-3cm,深约2cm,之后用毛刷和空压机清除槽内浮尘,在槽内均匀涂刷一道结构胶胶液,然后将配制好的结构胶泥将“V”型槽填满,用铲子抹平,养护24小时,养护期间不得受外力撞击。对于≥0.15mm的裂缝,采用压力灌注法,施工方法如下:

1)裂缝表面处理

(1)用钢丝刷沿裂缝走向清理宽约5cm范围的混凝土表面,使混凝土表面保持清洁;

(2)用锤子和钢钎凿除两侧疏松的混凝土块和砂粒,露出坚实的混凝土面;

(3)用略潮湿的抹布清除表面的浮尘,并彻底晾干,用丙酮清除表面的油污,如缝内潮湿,要等其充分干燥,必要时可用喷灯烘干。

2)粘结注入座和密封裂缝

(1)调制好封口胶,搅拌均匀,用抹刀将少许胶刮在注入座底面的四边,将注入座固定在混凝土上;

(2)注入座的布置应掌握以下原则:沿缝的走向,每米约布置3个,裂缝分岔处的交叉点应设注入座,选混凝土表面平整处设置,避开剥落部位,对贯通缝缝深≥1m时,上下均布置注入座,对贯通缝缝深<1m时可在一侧布置注入座,另一侧完全封闭,缝宽较大且内部通畅时,可以按每米2个的密度来布置;

(3)用封口胶将裂缝密封,与注入座衔接的地方要特别注意。灌缝前,逐一加压检查灌胶嘴的连通和裂缝封闭效果即试漏,试漏需待封缝胶有一定强度时进行。

3)封口胶的固化

(1)密封完成后,让封口胶自然固化,注意固化过程中防止其接触水;

(2)固化时间:约 12小时(气温 20℃时)、约 6 小时(气温 30℃时)。

4)注入灌注胶

待封缝胶达到强度后,将注入器安装在注入座上,用0.1-0.4MPa压力注胶,对贯穿缝缝深≥1m时,为了保证浆液充满在注浆后约半小时可进行二次注浆,当最后一个出胶口出胶且出胶速率保持稳定后,保持压注10min左右即可停止灌胶。

(1)灌缝用胶必须按照所选用产品确定的配合比进行拌和,准确称量各组成材料并均匀搅拌。灌缝胶配置好后,尽快将其注入到裂缝中,并在该产品规定的适用期内使用完毕;

(2)灌缝施工在产品规定施工操作温度下进行;

(3)灌胶顺序,贯穿性裂缝先下部再上部,竖缝、斜向裂缝必须自下而上,平缝可自一端向另一端逐一进行(低向高端进行);

(4)缝隙全部注满后按材料要求进行养护,待灌缝胶液固化后,拆除灌浆嘴,并对混凝土表面进行修整。

5)自灌胶开始24小时内严禁大型机械作业、大宗材料堆放。

6)注入材料的固化用手直接触摸检查材料的硬化强度,硬化后敲掉注入座。

7)灌胶的效果可采用钻芯取样及超声波探测的方法进行检验,检验操作方法详见相关规范。

压力灌注法的施工工艺流程如下图:

图1 压力灌浆的工艺流程图

8)裂缝灌注胶应选用粘度低、可灌性好、韧性好、固化后体积收缩小、固化时间短及耐久性好的灌胶材料。其具体性能指标要求如下:

表1 结构胶基本性能指标

裂缝修补施工主要采用的原材料有日本进口结构胶、K-801结构胶、水泥等;主要采用的设备和工具有角磨机、灌胶设备等。

K-801裂缝修补胶系两组分改性环氧树脂类低粘度液状胶粘剂。产品技术达到《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2006)和《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T J22-2008)技术要求,主要用于桥梁结构细微裂缝的修补。

其主要特点是:

(1)极强的渗透力,粘度很低,能注入0.05mm宽的微裂缝;

(2)不含挥发性溶剂,硬化时基本不收缩;

(3)结构灌缝胶粘接强度高,韧性及抗冲击性好;

(4)独特的高性能聚合物增韧改性技术,耐冲击、抗疲劳,特别适合于桥梁等动荷载加固;

(5)抗老化性及耐介质(酸、碱及水等)性好;

(6)固化温度范围广,环境温度5℃以上即可很好固化;特殊要求的可以在-20℃也可以正常固化;

(7)A、B配胶比例较宽,便于现场操作;

(8)可操作时间长,使用方便、无毒。

在施工中对较小的混凝土构件的裂缝,用钢丝刷等工具清除混凝土裂缝表面的灰尘、浮渣及松散层等污物,刷去浮灰,用酒精或丙酮将沿缝两侧2-3cm范围擦拭干净。对较大的混凝土构件中较深的裂缝,为有效封缝,可沿裂缝凿“V”形槽。对体积较大的混凝土构件或较深的裂缝,可沿裂缝采取钻孔灌浆,以使浆液进入裂缝有更广的通路。

在裂缝的交错处、裂缝较宽处及裂缝端部必须设置灌浆嘴,灌浆嘴的间距根据裂缝大小、走向及结构形式而定,一般缝宽0.3-0.5mm时灌浆嘴间距为30-50cm,在一条裂缝上必须设置有进浆、排气或出浆口。灌浆嘴可先用K-801封边胶粘贴在预定位置,也可在封缝时一同粘贴。应特别注意防止堵塞灌浆嘴。

封缝质量的好坏直接影响灌浆效果与质量,应特别予以重视。裂缝的封闭使用K-801封边胶,按推荐配胶比例称取并调配K-801封边胶,用油灰刀沿裂缝往复涂刮后均匀涂抹一层厚约1-2mm、宽2-3cm的胶泥,注意防止小气泡及密封不严。

一般情况下,K-801封边胶封缝后12小时后即可进行试漏检验,以检查裂缝的密封效果及贯通情况。若用压缩空气进行试漏试验,可沿裂缝涂刷一层肥皂水,从灌浆嘴吹入压缩空气(压力与灌浆压力相同),漏气处可再行封闭;若用压力水进行试漏试验,检验完毕后应用压缩空气吹净积水,并留有足够的时间让裂缝干燥。对重要构件或走向复杂的裂缝,建议进行试漏检验,以确保注胶效果。

注胶操作应使用专用的注胶器具。注胶前,应用压缩空气将孔缝吹净,达到无水干燥状态。根据裂缝区域大小,可采用单孔灌浆或分区群孔灌浆。在一条裂缝上的灌浆可由浅到深,由下而上,由一端到另一端。灌浆压力常采用0.2MPa,在保证灌浆顺畅的情况下,采用较低的灌浆压力和较长的灌浆时间,可获得更好的灌浆效果。当最后一个出浆口出胶且出胶速率保持稳定后,再保持压注10分钟左右即可停止灌浆。拆除管路,并注意防止流胶。

K-801裂缝修补胶应在5℃以上的环境中固化,固化时间视环境温度而定。一般情况(25℃)下固化2-3天即可。

灌浆结束后应检验灌浆效果及质量,凡有不密实等不合格情况,应进行补注。灌浆效果一般可采用压水检查,在裂缝较多、灌浆质量较差的部位设置检查孔,水压值一般为灌浆压力的70-80%,基本不吸水、不渗漏即可认为合格。对大型构件,还可选择适当部位进行钻芯取样检查,并可将芯样加工成试件进行力学性能试验。

SHO-BOND BL-GROUT(裂缝修补专用胶 )

测试技术数据

规格值(测试条件:20℃,养生 7天)

施工注意事项:

(1)使用时必须着戴保护目镜、手套和口罩或面罩。

(2)施工时要保持空气流通,注意换气,严禁烟火。

(3)本品粘着到皮肤时可能出现过敏症状,要用肥皂立即清洗。

(4)剩余涂料要密封保存于阴凉防火处。

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