修补灌浆材料

修补灌浆材料（精选六篇）

修补灌浆材料 篇1

混凝土是一种非均质的脆性材料,当受到温度变化、干湿变化、不均匀沉降、结构损伤等因素作用时,将产生裂缝,从而引起渗漏、保护层剥落、钢筋锈蚀、混凝土碳化、结构持久强度降低等问题。

随着我国近几年混凝土现浇结构的增多,混凝土裂缝出现问题的现象也在逐步增加,影响到房屋的使用功能和长期安全性,成为目前工程质量投诉的一个重点。

混凝土结构出现裂缝时,需要恢复其整体性和使用功能。混凝土裂缝修补灌浆材料主要是重新粘接混凝土,恢复其整体性,重新建立力的传导。上世纪80年代,国内已开始使用裂缝灌浆材料修复混凝土结构。随着近几年裂缝灌浆材料的大量使用,一些假冒、伪劣产品开始充斥市场,其性能根本达不到使用要求,造成裂缝灌注后重新开裂,严重影响了该材料在用户中的可信度,使该行业处于混乱的状态。而混凝土裂缝修补灌浆材料的性能标准及检验方法的缺失,是造成这些问题的一个重要原因。

早在20世纪90年代,日本和我国的台湾省都已先后制定了该材料的标准,2005年欧盟也制定了类似的标准。因此,国内有必要制订相应的标准,规范混凝土灌浆材料的性能指标、检验方法和质量保证体系,促进混凝土裂缝修补技术在国内的正常发展,确保结构安全可靠,满足市场的迫切需求。

根据住房和城乡建设部建标[2006]78号文的要求,由中国建筑科学研究院会同有关单位共同制订建筑工程行业产品标准《混凝土裂缝修补灌浆材料技术条件》。

2 编制过程

在标准编制初期,鉴于国内缺乏相应的标准可以借鉴的情况,主编单位组织力量查找翻译了30多部国外的相关标准、规范。由于国外的产品分类和行业划分和国内是不同的,不能将国外标准直接引用,因此,主编单位根据多年在该行业的科研、生产、施工方面的经验,结合我国的实际,制订了标准的编制大纲。

根据编制工作的进度计划,主编单位协调相关单位组成标准编制工作组,并于2007年9月18日在北京召开了编制组成立暨第一次工作会议。共有来自国内相关材料生产、科研、检测、施工等单位的专业人员近20人参加了会议。会议确定了标准的编制大纲及分工,编制工作正式全面启动。

由于标准涉及的新测试方法较多,国内又无相应的检测仪器,需要寻找国内仪器厂家进行有关检测仪器的研制,因此标准的验证试验花费了大量的时间。另外,在本标准的编制过程中,陆续有几部国内相关标准发布,还需与这些标准协调。

经过试验验证和准备后,编制组于2010年11月提出了标准的征求意见稿,并于2010年11月26日在国家工程建设标准化信息网上面向社会公开征求意见,同时采用邮寄文稿和发电子邮件的方式向全国相关单位的54位专家发出征求意见函。截至2010年12月26日,共收到18家单位及专家提出的反馈意见和建议共计80余条。编制组对其进行汇总处理后,又仔细修改了征求意见稿,最终提出了送审稿。

2011年4月26日在北京召开了标准送审稿的专家审查会,审查专家一致认为该标准中提出的灌注能力、与混凝土的相容性和体积收缩率的试验方法具有创新性,标准总体上达到国际先进水平。编制组按照审查会意见对标准的送审稿进行了修改,形成了报批稿,并报送建设主管部门批准。

2011年8月9日,住房和城乡建设部发布了第1125号公告,批准《混凝土裂缝修补灌浆材料技术条件》为建筑工业行业产品标准,标准号为JG/T 333—2011,自2012年2月1日起实施。本标准由中国标准出版社出版发行。

3 编制的原则

根据管理部门要求,“技术条件”类标准属于建筑工程标准体系中的通用标准(介于基础标准和专业标准之间),是针对一个专业领域(如混凝土裂缝修补灌浆材料)的宏观技术门槛,具有很强的概括性。鉴于此,编制组专家从各自的实践经验出发,提出了编制原则:

1)坚持从工程应用角度出发提出对材料的技术要求,这是区别于现行的专业材料标准的关键点;

2)对现有材料进行详细梳理,按类分别提出技术要求;

3)既便于编制又便于使用,应注重与现行产品标准及工程标准的协调。

4 标准的内容概要

标准的主要内容包括范围、术语和定义、分类、技术要求和试验方法。

在“适用范围”和“术语和定义”两章中根据国内外有关文献及本标准需要,强调了“混凝土裂缝修补灌浆材料”的加固补强目的,以区分堵漏材料。

混凝土裂缝修补灌浆材料按材料组成分为两类:聚合物基料类灌浆材料和水硬性基料类灌浆材料,基本涵盖了目前国内市场上的产品。

聚合物基料类灌浆材料性能应符合表1的规定。

水硬性基料类灌浆材料的性能应符合表2的规定。

5 重点内容解读

5.1 灌注能力

黏度曾经被认为是决定浆液可灌性的因素,随着工程实践经验的丰富,浆液对基层的浸润能力也被认为是影响灌浆效果的重要因素。因此不能仅凭黏度大小来判断浆料的灌注能力,应寻找一种更接近实际使用条件的衡量灌注能力的检测方法。编制组查找了国内的相关标准都没有相类似的方法,最后参考标准《混凝土结构防护与修补用灌浆材料和体系试验方法用砂柱试验法测定可灌注性》(DIN EN 1771:2004),结合我国的实际,研制成灌注能力试验装置和相应的试验方法,进行了验证试验,重复性很好,达到了预期的目的。根据验证试验和欧洲的标准将修补灌浆材料的灌注能力指标定为小于等于8 min。

1)试验原理

在透明的塑料管中填充分级砂并垂直放置。在恒定压力下,产品从这个圆柱较低的末端灌注;测试产品沿管道流出的时间,获得不同的参考值。

2)仪器及材料

(1)试验装置

a)灌注能力测试装置见图1(单位:mm):

1—灌注砂柱;2—弹性连接管;3—压力表;4—压缩空气源;5—压力调节阀;6—上升管;7—压力容器;8—金属容器;9—安全阀;10—量筒;11—溢出管;12—尺子

上升管和弹性连接管(硅胶管:直径6 mm,长600 mm)的总长度为(900±5)mm,内直径为(6±0.1)mm。灌注砂柱底部和压力容器底部相距(400±5)mm。上升管的末端和金属容器底部之间的距离为(20±1)mm。灌注砂柱为内直径(22.2±0.3)mm,长度390 mm,不会被产品侵蚀的透明塑料管。金属容器的直径近似为80 mm、高175 mm。压力容器的容积为3 L。压力表应至少能准确测量到0.075 MPa的压力,精确度为0.0 025 MPa。

b)精确度为0.1 g的天平1个;

c)可精确到1/10 s的秒表1个;

d)刻度从0°C到200°C且精确度在1°C以内的温度计1个;

e)供应压力至少为0.5 MPa的空气压缩机;

f)0.5 mm网孔的铜网(模量为28),根据ISO565;

g)刻度为毫米级的400 mm长的尺1把。

(2)砂

将符合GB/T 14684规定的天然砂,按筛孔分别为0.63 mm,0.80 mm,1.00 mm,1.25 mm的筛子进行分级。砂的级配见表3。

3)试验步骤

(1)灌注砂柱的制备

在透明塑料管的一端安放一个带孔橡胶塞和一个圆形的铜网;把250 g(精确到0.1 g)级配砂装入管子中,将砂按三等份分3次加入,每次横震数次,每一层都相等从而获得总高为(360+1)mm的压实的砂子。将一个圆形铜网放在压实的砂子上,再安放第2个带孔橡胶塞。

(2)试验条件

测试在标准状态下进行。测试前至少24 h,在测试间放置好所有的灌浆材料组分、砂和全部的设备,并保持测试条件。

(3)仪器调试

仪器安装完毕后,打开提供的压缩空气并检查是否有渗漏。调整压力调节阀直到压力为(0.075±0.0 025)MPa。

(4)灌注

按照厂商的说明混合测试材料的各个组分。将(500±1)g混合料倒入测试容器,并将测试容器放入压力容器。释放弹性管子上的夹子,当产品达到由较低的金属网的高度定义的砂的“零”高度时,开启秒表计时。当量筒中收集到的灌浆材料达到20 mL时,停止计时,记录其时间。

4)试验结果

每个产品灌注3个砂柱,试验结果取3次测试时间的平均值。

5.2 体积收缩率

根据多年的科研和施工经验,体积收缩率是一个重要的指标。市场上有些产品注入裂缝后,经过一段时间由于灌浆材料本体的收缩过大,造成裂缝的重新开裂,没有达到灌注的目的。由于灌浆材料的体积收缩率比较小,我们比较了目前测定收缩率的方法,最后参考《混凝土结构防护与修补用灌浆材料和体系试验方法第2部分:聚合物基裂缝灌浆材料的收缩:体积收缩》(BS EN 12617—2:2004);通过测定固化前后密度的变化计算体积收缩率,达到了预期的效果。根据欧洲的标准和我们的验证试验最后确定修补灌浆材料的体积收缩率小于等于3%。

5.3 与混凝土的相容性

本标准另外增加的一个关键性能是修补灌浆材料与混凝土的相容性。因为混凝土是高碱性的,而有些厂家为了降低成本,采用不耐碱的基料制作灌浆材料,这样就会使材料在长期的高碱性环境下力学性能下降,达不到力的传递要求。参考《混凝土结构的保护和维修用产品和系统定义、要求、质量控制和合格评价第5部分混凝土修补灌浆材料》(EN 1504—5:2005),采用试件在浓度为0.1 M的KOH溶液中浸泡后测定正拉粘结强度的方法,要求修补灌浆材料与混凝土相容性指标为正拉粘结强度大于等于2.5 MPa。

6 结束语

本标准是对国内混凝土裂缝修补灌浆材料多年的经验总结和升华,其编制和实施对规范混凝土裂缝修补灌浆材料的生产和使用,保证混凝土裂缝修补工程质量等方面具有指导意义。

随着混凝土裂缝修补技术的进步,修补灌浆材料品种的不断增加,主编单位及编制组将适时地对本标准进行修订,不断完善该标准,以适应我国工程建设及经济发展的需要。

摘要：介绍了建筑工程行业产品标准《混凝土裂缝修补灌浆材料技术条件》的编制背景、编制原则、编制过程和标准的主要内容概述,并重点对混凝土裂缝修补灌浆材料的灌注性能、体积收缩率、与混凝土的相容性进行了说明。标准的编制对规范混凝土裂缝修补灌浆材料的生产和使用,保证混凝土裂缝修补工程质量等方面具有指导意义。

修补灌浆材料 篇2

混凝土结构裂缝使用水泥灌浆修补怎么做?

一般用于大体积混凝土结构的修补,主要施工程序是钻孔、冲洗、止浆、堵漏、埋管、试水、灌浆，

钻孔孔距为1m～1.5m，钻孔轴线与裂缝呈30°～40°斜角,当有两排或两排以上的孔时,宜交错或呈梅花形布置;钻孔完毕后自上而下逐孔冲洗;冲洗干净后，在裂缝表面用水泥砂浆(或环氧胶泥) 涂抹;进行埋管安装，孔口管壁用水泥砂浆封堵，防止冒浆或灌浆管从孔口脱出;用0.1MPa～0.2MPa 压力水由灌浆孔压水、排气孔排水作渗水试验，检查裂缝和管路畅通情况;关闭排气孔，检查止浆堵漏效果，并湿润缝面，以利于粘结;采用42.5以上硅酸盐水泥灌浆，压力为0.3MPa～0.5MPa，每条裂缝应按压浆顺序依次进行，压浆完毕后堵塞灌浆孔，

神奇的自动修补材料 篇3

简单原理大应用

美国伦斯勒理工学院的科学家尼基尔·科拉特卡利用树脂和碳纤维等物质与纳米技术合成了这种特殊的材料。这种材料巧妙地利用了一个简单的物理学原理，即物质的电阻值与导电性成反比。由于碳纤维的存在，该材料具有一定的导电性。当平常完好无损时材料內部的电阻值很稳定，若一旦材料中某个地方出现了裂缝，由于碳纤维的断裂，裂缝周围材料的电阻值就会迅速升高，这样材料就可以感知到裂缝的存在。

与此同时，裂缝附近的材料由于受力不均匀，压力作用于碳纤维，加上材料内部的电阻值有差异，使材料内部产生了电流。根据物理学的基本原理我们知道，功率等于电流值乘以电压值。伴随着电压的升高和电流的产生，裂缝附近的材料内部开始产生热效应。而当裂缝材料温度升高到一定程度时，材料中一种低熔点的特殊粉末就会受热融化，并流入裂缝。当裂缝中充满该种液态物质时，由于这种液态物资中混合有碳纤维，具有一定的导电性，因此材料的电阻值降低，热效应消退，随着材料本身的降温，流入裂缝的液体也将会快速凝固。根据实验检测，凝固后的材料机械强度可以恢复到原有水平的一半。经过这样的修补，材料的裂缝得到了修复，而其余未受损的部分则不会受到影响。

由于这种材料(包括特种粉末)不溶于水和一般的有机溶剂，附着性、黏性很强，不易脱落，因此这种技术非常适用于航空、航天、航海等技术要求很高的高风险领域，如喷涂于航空器、航天器，船体的外表，用于在无法人工检修时和维修条件差、环境恶劣时进行简单快速地自动修复受损表层，以避免可能的更大危险，2003年2月1日美国“哥伦比亚”号航天飞机失事，从外部燃料箱脱落的泡沫绝缘材料击中左翼造成防热层破损是“哥伦比亚”号返回地球时失事的直接原因，如果当时“哥伦比亚”号外表喷涂有这样能自动检测和自动修复功能的材料，失事的惨剧就很可能避免。

另外，这种技术也可以广泛应用于民用领域。当它应用在民用领域时，如果住宅，办公大楼等建筑物外表敷设了这样的材料，就不用担心日晒雨淋导致建材开裂了，它可以自动检查和修补裂缝，避免室内渗水和漏雨。这不但大大减轻物业工人维修和保养的工作量，而且避免了雨水对建筑物内部钢筋的腐蚀，延长了建筑物的使用年限。同样，室内墙壁涂上有自动修复功能的墙漆，业主再也不用担心墙壁上施工洞与墙体其他部分之间的间隙所造成的不美观，这种特殊材料能自动弥补缺陷。喷涂有自动修复车漆的汽车也不用有一点擦碰就需要重新喷漆或作钣金了，车漆可以自动修复伤痕，既减少了支出，又节约了时间。采用这项技术生产的汽车和自行车轮胎使用寿命也将得到延长，从而更好地节约资源、保护环境，喜爱郊游的人们穿着采用自动修复材料制造的衣服和背包到野外旅行时不怕穿行树林或灌木对衣物表面的划伤，因为它会自动修复。而在医学领域，采用自动修复材料生产的人工关节、人工心脏内辦膜的使用期也将大大延长，不但减少了病人更换器械的痛苦，也减少了病人面临的手术风险，提高了病人的生活质量。这种技术同样可以应用在文物保护方面。故宫等木制建筑物的表层涂上这种材料后也能非常有效地抵抗日晒和风雨的侵蚀，特别值得一提的是对于中国这样地域辽阔、水患频繁的国家来说，采用自动修复材料和技术建设的大坝将在大水来临时有效地预防管涌、渗漏等小事故，防止它们转化为危害堤坝，甚至导致堤坝崩溃的大事故，更好地保障人们生命和财产的安全。

商用尚需时日

目前自动修复材料的研究在全世界范围内蓬勃展开，除了美国暂时居于领先地位外，日本、德国、中国、韩国等也纷纷在进行相关或类似技术的研发。例如德国就研发出一种能自动监测和修补大楼、桥梁等混凝土建筑物的系统，当建筑物內有断裂时，事先安装好的多个监控器感受到的压力和测量的数值就会发生变化，分布在混凝土内的管道就会释放出修补剂渗入裂隙，并快速凝固，完成对混凝土的修补，这种技术对于弥补一般情况下难以察觉的建筑物内部损伤将是非常有帮助的，能有效地预防桥梁及建筑物的内部断裂和倒塌。

虽然这项技术的应用前景和市场非常广阔，但从实验室走向社会尚需时日。目前这项技术的推广应用还存在几方面的问题。首先是技术问题，大规模的商业应用要求自动修复材料能耐日晒、雨淋，能抵抗酸碱的侵蚀和空气的氧化作用，只有这样才能经久耐用。而目前的实验室产品测试仅仅满足一般民用材料的基本要求，距离达到商业化开发的技术要求尚需时日。其次，针对某些特殊的应用领域，不但必须根据不同领域的要求研制不同种类合成材料的配方和生产工艺、流程，而且要经过严格的测试，不但耗资巨大，而且需要相当长的时间和无数次的试验，难度很大。如果具备自动修复功能的人工心脏辦膜要进入医疗第一线，就需通过各种长期临床实验的检验。而专门用于航天器和航空器的特殊材料也必须经过严格的测试，达到极高的技术指标和特殊要求，如耐压力、耐辐射和能忍受外层空间白昼黑夜上千度温差的严峻考验。而可以自动修补船舶、潜艇表面的材料必须能经受含盐、氯等强氧化因素的海水腐蚀和在海底数十个大气压的压力下能正常工作。最重要的是从商业化的角度来看，如果这项技术要得到大规模的应用，必须要将它的生产成本降低到社会可以广泛接受的程度。只有这样才能推动、促进这项技术的普及和发展。

修补灌浆材料 篇4

关键词：混凝土输水管,化学灌浆材料,修补

0前言

混凝土输水管广泛用于调水工程、引水工程、城市给排水工程、农田灌溉及水利工程等领域。在使用中,管体既要承受上面回填土及路面上车辆、行人的荷载,同时还要经受管内介质和管外环境水、土的腐蚀。因此,对混凝土输水管的质量有严格的要求,管材在制作、搬运、安装及使用等环节中往往由于受到不可控因素的影响而出现质量缺陷(或瑕疵),必须经过修补方能进入到下一环节,因而修补成了一项不可或缺的工作,对修补的操作方法也逐步形成制度化、标准化。早在1802年,法国工程师Charles Bérigny成功地利用灌浆技术将黏土浆压入地层,此后黏土灌浆、水泥灌浆一直占据着主导地位。直到1887年,Jezio rsky发明了化学灌浆———双液浓硅酸钠化学灌浆,化学灌浆才发展起来[1]。尤其自20世纪60年代以来,有机高分子化学浆材得到迅速的发展,各国大力发展和研制化学灌浆材料及其灌浆技术。但是,自从1974年日本福冈发生丙烯酰胺灌浆引起环境污染造成中毒事故后,化学灌浆材料及其技术的研究和应用曾一度跌入低潮,日本禁止水玻璃之外的所有其它化学浆液的应用,世界各国也禁止使用毒性较大的化学浆材[2,3,4]。20世纪80年代,由于化学浆材的改性,化学灌浆技术又得到继续发展。化学灌浆对于细而深裂缝具有极为重要的技术价值,它可以较好地达到恢复结构整体性、耐久性及防水性的目的,现已成为混凝土结构渗漏水修补的重要手段之一[5]。本文着重介绍混凝土输水管修补中所使用化学灌浆材料的常见品种、主要性能指标、使用方法等,并对实际操作过程中的注意事项给予分析,供混凝土输水管的质量缺陷修补参考。

1 混凝土输水管质量缺陷与修补方法

1.1 混凝土输水管质量缺陷分析

目前,国内混凝土输水管的品种主要有自应力管、预应力管(一阶段管、三阶段管)、PCCP管。不同品种的管材,由于其在原材料、生产工艺、产品结构等方面存在差异,管材在外观检测、内水压检验及通水运行中可能出现的质量缺陷也不尽相同。即使是同一品种的管材出现了同一质量缺陷,其形成的原因也不尽相同,因此,在实际生产中应根据具体情况作具体分析。笔者根据多年在混凝土管厂的实践经验,对混凝土输水管在制作过程中出现的常见缺陷及产生的主要原因进行分析。

1.1.1 蜂窝、粘皮、麻面

产生蜂窝的直接原因是缺陷部位缺少料浆而引起,此现象大多集中在承插式离心工艺管材的承口部位以及采用震动挤压成型的一阶段管拐脖部位。

出现粘皮的主要原因是混凝土脱模强度低、钢模内壁清理不干净,造成管体表面小部分混凝土容易与模具内表面粘连。麻面则更多是由于管模过热以及拌合料未及时成型所致。

1.1.2 保护层脱落

三阶段管保护层是在管芯缠丝后再进行喷浆制作,其整体性相对于自应力管和一阶段管来说要差些,容易出现保护层脱落现象。主要原因是砂浆层与管芯外表面间的粘结力不足以及两者强度增长不同步所引起。

1.1.3 空鼓

空鼓是混凝土输水管保护层混凝土(或砂浆)与管芯混凝土局部相分离的现象。引起空鼓的主要原因是拌合用水量过大,混凝土成型后仍有较多水分聚集,待水分蒸发后形成水囊型空鼓。另外,一阶段管还可能由于在结构层与保护层交界处混凝土的抗拉强度不能保证保护层与结构层的同步收缩时,产生应力型空鼓。

1.1.4 管内壁坍落、凹坑、内裂缝

离心管(自应力管、三阶段管)易出现管内壁坍落现象,大多由于离心力不足或模具跳动而引起;震动挤压管(一阶段管)易出现内壁局部凹坑现象,主要是由于拌料、布料不匀或是内模胶囊膨胀不匀而引起。PCCP管往往由于管芯内层混凝土干缩率过大而出现内裂缝的现象。

1.1.5 露筋

造成此缺陷的原因大致有3方面:一是钢筋骨架尺寸偏大或焊接、绑扎不牢引起外露筋;二是骨架尺寸偏小、偏心或混凝土投料不足引起内露筋;三是张拉、升压(一阶段管)时预应力钢筋拉断或墩头断裂造成内露筋现象。

1.1.6 砂眼漏水、管身潮片、管体开裂

这3种缺陷是在输水管水压检验时观察到的,属于内在质量缺陷。形成的原因是多方面的,总体来看,砂眼漏水、管身潮片与缺陷部位混凝土的抗渗性能差有关,而管体开裂(俗称纵裂、环裂)与混凝土抗拉强度和预压应力不足有关。

1.2 混凝土输水管质量缺陷的修补方法

在实际工作中应根据管材产生质量缺陷的原因,依照产品标准的相关规定,采用合适的修补材料与操作方法对管材进行修补。用于修补的材料大体可分为2类:一是水泥浆材,二是化学浆材。混凝土输水管常见缺陷的几种修补方法阐述如下。

1.2.1 蜂窝、麻面、粘皮的修补方法

此症状在一阶段管、三阶段管、PCCP管管芯外壁较为常见,一般采用普通水泥净浆或砂浆修补即可。考虑到普通水泥修补后颜色与管体混凝土的差异,可选用相同强度等级的白水泥。由于白水泥与普通水泥性能上存在较大差异,自应力管若有此缺陷,一般采用化学灌浆材料修补,如用环氧树脂类。

1.2.2 保护层脱落、管身空鼓的修补方法

对上述缺陷,常见的修补方法是先铲除缺陷部位的混凝土或砂浆层,用普通水泥砂浆进行填充后,再用水泥净浆抹面,由于大多是在自然条件下进行,强度增长很慢,一般需要3 d以上的养护。如果改用环氧树脂砂浆修补,一般24 h即可达到出厂强度要求,可大幅度缩短修补工期,加快生产周期。另外,化学灌浆技术特别适合于解决大面积空鼓缺陷,通过压力灌浆技术,可将环氧树脂、聚氨酯等化学浆材注入细而深的缝隙中,这样不仅可大幅度降低工作量,还可提高修补质量、降低材料成本。

1.2.3 管内壁凹坑、露石、内裂缝的修补方法

这3种现象分别为一阶段管、三阶段管和PCCP管的内壁质量检测项目,也是常见的缺陷修补内容,考虑到修补材料本身对水质的影响,多数采用无毒树脂水泥砂浆进行修补。一阶段管内壁凹坑,其表面往往沾有内模胶套上的油脂而影响粘结力,须首先对其表面进行凿毛、清洁处理,用改性环氧树脂砂浆填充后,再对其表面涂覆1层改性环氧树脂胶。内壁露石,一般先敲掉石子后清理孔洞周边的粉尘、碎屑,再用环氧树脂胶泥填充孔洞后,涂覆1层改性环氧树脂胶。内裂缝的修补基本上采用改性环氧树脂、水溶性聚氨酯等无毒或低毒的化学浆材,采用填充法、灌浆法及表面覆盖法进行修补。

1.2.4 砂眼漏水、管身潮片、管体开裂的修补方法

混凝土输水管(除PCCP管)在抗渗性能检测时往往会出现此类现象,严重者即可判为不合格品,是影响管材合格率的主要因素。而多数属于轻微缺陷,可以通过人为修补来消除,当然必须选用合适的修补材料与手段。砂眼漏水和管身潮片一般是选用环氧树脂类化学浆材,采用填充法修补,而对管体开裂的修补,可选用低黏度的化学灌浆材料,如改性环氧树脂、丙烯酰胺(丙凝)、水溶性聚氨酯等,用填充法、灌浆法进行修补。

2 化学灌浆材料基本性能与施工特性

2.1 化学灌浆材料基本性能

化学灌浆材料的流动性良好,能灌入比较细微的缝隙,还可根据需要调节凝结时间,起到加固、防渗、堵漏的作用。而水泥浆材由于所填缝隙宽度受固体颗粒粒度的限制,一般不适合用于细裂缝和渗漏水的修补。因此,化学灌浆材料比水泥浆材具有更好的修补效果而广泛地用于混凝土输水管的缺陷修补中。在混凝土输水管行业中,常见的化学灌浆材料有:环氧树脂类、丙烯酰胺类浆液(丙凝浆液)和水溶性聚氨酯类等。

2.2 化学灌浆材料的组成和性能指标

用于混凝土输水管修补的常见化学灌浆材料其组成及性能指标见表1。

2.3 化学灌浆材料的施工特性

2.3.1 环氧树脂类

环氧树脂类浆液在混凝土输水管修补中应用最广、用量最大,不仅可用在补强加固,还可用于防渗、堵漏。但是传统的环氧树脂类浆液存在黏度大、可注性差、憎水性强,与潮湿裂缝的粘结力差等弱点。为改进环氧树脂的缺点,近20年来,国内进行大量试验研究和工程实践,已逐渐形成一套具有低黏度、高亲水性的改性环氧树脂浆材,其浆液黏度在6～20 mPa·s可调。另外,还应该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,活缝应选用弹性环氧浆材或聚氨酯浆材等。

2.3.2 丙凝类

丙凝类浆液是以有机化合物丙烯酰胺为主剂,配合其它辅(助)剂而制成的水溶性双组分浆液。这种浆液具有黏度低(仅1.2 mPa·s)、渗透能力好、抗渗性能好、耐久性强、凝胶时间可准确控制在几秒至几小时之间等优点,但是它也同时具有毒性、结石体强度低和价格昂贵等缺点。丙凝固化后本身强度不高,只能用于堵漏,不能用于补强,对于较大缝隙或空洞,需与环氧树脂配合使用,才能收到较好的效果[6]。

2.3.3 水溶性聚氨酯类

水溶性聚氨酯类浆液遇水后发生化学反应,体积迅速膨胀,生成一种不溶于水、有较高强度和弹性的凝胶体,从而达到止水目的,起到堵水、防渗、加固的作用,是新一代的防水、堵漏、补强材料。其优点在于具有弹性止水和膨胀止水的双重作用,可修补活裂缝。目前,该材料已成功应用于地铁涵洞、电站大坝、水运船闸等工程的混凝土裂缝修补,但在混凝土输水管渗漏水修补中尚处于起步阶段。

3 化学灌浆材料的修补方法及施工

混凝土输水管对混凝土的强度、抗渗性及耐久性等都有较高的要求,而且修补是在已有较高强度的混凝土缺陷部位进行,为了提高新旧层材质间的粘结力,防止修补层出现裂纹、开裂或脱落等质量问题,厂家往往根据不同的缺陷,选用不同的化学浆材组分,采用不同的配方和方法进行修补,达到既能保证修补质量,又能降低成本之目的。

3.1 填充法

这是一种常见的修补方法,可用来修补管身外观缺陷、渗漏水以及较宽的裂缝(δ>0.5 mm)。填充材料可用环氧树脂胶(或胶泥、砂浆)、弹性环氧砂浆、聚合物水泥砂浆等。现以环氧树脂类为例介绍具体的修补方法。

3.1.1 蜂窝、麻面、内壁凹坑

可用环氧树脂砂浆或环氧树脂胶泥填平抹实,待其硬化后涂1～2遍环氧树脂胶。传统环氧树脂类配方见表2。

%

注:(1)乙二胺属低毒、挥发性大、刺激性极强的化合物,在环氧浆材中起固化剂作用。目前,国内现有环氧树脂浆材都已改用无公害固化剂,如810、T31、X-89系列和脂环胺。乙二胺已基本被取代。

3.1.2 管体潮片、砂眼漏水

先在管体外壁上做好渗水点标记,对于内径大于800 mm管材,一般是进入管内修补,在管内壁相应部位清理干净后涂以环氧树脂胶泥,待其干后再涂1遍环氧树脂胶。

3.1.3 管体裂缝

沿裂缝处凿“U”形或“V”形槽,槽顶宽5～8 cm,吹净浮灰,用丙酮清洗修补面,涂抹环氧树脂胶,再用环氧树脂胶泥抹平,8 h后再涂1～2遍环氧树脂胶。

3.2 灌浆法

用填充法对渗漏水部位修补大多属于表面堵漏,其结果往往是堵住这里,那里又开始渗漏。因为混凝土内部的裂缝是完全无规则的,水可以在混凝土内部裂缝中无规则运动,从相对薄弱部位渗出。灌浆法是利用高压灌注机或是真空泵将渗透性强的化学浆材压入或吸入较深较细裂缝,从而达到防渗堵漏的目的。在混凝土输水管修补中应用较多的灌浆材料有水泥浆材、普通环氧浆材、弹性环氧浆材、弹性聚氨酯浆材、水溶性聚氨酯浆材等。

3.2.1 压力灌浆法

(1)清理:详细检查、分析渗漏情况,确定灌浆孔位置及间距。清理干净需要施工的区域,确保表面干净。

(2)钻孔:使用电锤等钻孔工具沿裂缝两则进行钻孔,钻头直径选用范围为5～15 mm,钻孔间距20～60 cm。钻孔必须穿过裂缝,但其深度不大于管芯厚度的2/3,并不得伤及主筋。

(3)埋嘴:在钻好的孔内安装灌浆嘴(又称之为止水针头),针头后带膨胀橡胶,并用专用内六角扳手拧紧,使灌浆嘴周围与钻孔之间无空隙,不漏水。

(4)封缝:将裂缝表面用环氧类快干水泥进行封闭处理,目的是在灌化学浆时不跑浆。

(5)灌浆:使用高压灌浆机向灌浆孔内灌注化学灌浆料。立面灌浆顺序为由下向上;平面可从一端开始,单孔逐一连续进行,一般灌浆压力为0.2～0.5 MPa,保持压力3～5 min,当相邻孔开始出浆后,即可停止本孔灌浆,改注相邻灌浆孔。

(6)拆嘴:灌浆完毕,确认不漏即可去掉或敲掉外露的灌浆嘴。清理干净已固化的溢漏出的灌浆液。

(7)封口:用快干水泥对灌浆口的修补、封口处理。

(8)防水:用聚氨酯类防水材料将化学灌浆部分涂3遍(底涂、中涂、面涂)以作表面防水处理。

3.2.2 真空灌浆法

这种方法适用于含有大量表面裂缝的混凝土修补处理。(1)把需要处理部分用不透气塑料膜覆盖,四周密封;(2)采用真空泵把已覆盖混凝土内所有孔隙中的空气抽去;(3)灌入树脂浆液,依靠大气压使浆液浸渍到混凝土表面的裂缝和孔隙中去。

3.3 表面覆盖法

这是一种在微细裂缝(δ<0.2 mm)的表面上涂膜,以提高其防水性及耐久性为目的的修补方法。这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部,对延伸裂缝难以追踪其变化。

表面覆盖法所用材料视修补目的及其建筑物所处环境不同而异,通常采用弹性涂膜防水材料、聚合物水泥膏、聚合物薄膜(粘贴)等。施工时,首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛、清除表面附着物,用水冲洗干净后充分干燥,然后用树脂充填混凝土表面的气孔,再用修补材料涂覆表面。

4 注意事项

(1)目前,化学灌浆材料不同程度的存在微毒、有毒或强刺激性等问题,所有操作施工都应在通风条件良好的环境下进行。为防止有毒浆液溅到皮肤或眼睛等部位,施工人员应穿着防护工作服,配戴防护眼镜、口罩、橡胶手套和专用袖套。

(2)现场施工弃浆、废料以及冲洗设备管路的废液都应集中、科学、妥善地处理,不得任意抛洒或丢弃,污染环境。化灌浆材大多是溶剂性材料,施工时须注意通风及远离火源,材料未固化前施工区周围不得使用明火。

(3)混凝土输水管缺陷部位修补后,应严格按标准重新进行外观与抗渗性检测,仔细观察和记录修补部位及周边是否有如下症状:二次裂缝、管身冒汗、潮片、漏水等,并根据产品标准对修补管材进行等级判定。

5 结语

传统的水泥和水玻璃类灌浆材料由于粒度大,固结强度低,可灌性低,难以满足各种缺陷修补的要求。但化学浆材的研发与灌浆技术的不断创新,为混凝土输水管的缺陷修补,特别是对裂缝修补带来了显著进步。与水泥和水玻璃类浆材相比,化学灌浆材料的优点主要表现在:(1)加固管体强度,起到补强作用,可用于蜂窝、麻面、空鼓、凹坑等缺陷的修补;(2)凝结硬化快,节省修补时间,加快生产进程;(3)超强的防渗、堵漏性能,可用于砂眼漏水、潮片、微细裂缝等的修补。

然而,就目前用于混凝土输水管修补的化学浆材而言,尚存在以下不足:(1)改进型化学浆材如无毒性环氧类浆材因成本偏高,厂家难以大量使用;(2)大多数高分子化学浆材都有不同程度的毒性,易污染环境并危及施工人员的身体健康。因此,研制综合性能好、低成本和施工方便的绿色新型化学灌浆材料是今后材料学界和工程界的共同课题。

参考文献

[1]Robert Bowen.Grouting in engineering practice[M].2nd ed.NewYork:Applied Science Publishers Ltd.,1981:2-26.

[2]电力工业部华东勘测设计院科学研究所.化学灌浆技术[M].北京:中国水利水电出版社,1980.

[3]杜嘉鸿,泰明武,肖荣久.国外化学灌浆教程[M].北京:中国水利水电出版社,1987.

[4]刘嘉材.化学注浆[M].北京:中国水利水电出版社,1987.

[5]蒋正武.国外混凝土裂缝的自修复技术[J].建筑技术,2003,34(4):261-263.

某安居房小区板底灌浆修补加固 篇5

工程名称为某安居房小区六期一区。本工程由于房屋中剪力墙设计厚度为200mm, 现场抽测局部实测值为185~190mm, 小于设计值, 必须进行修复。

2 修复方案

采用某H-40无收缩灌浆料, 现场使用某品牌D-20灌浆机灌注。目前, 国际上普遍将高强灌浆料应用于机械设备安装和加固修补工程中。70年代改革开放之初, 为了满足进口设备的需要, 我国开始了灌浆料的研制工作, 并于1977年研制成功, 开始在冶金设备安装中大量应用。经过20多年的研究、实践, 我国灌浆料的技术性能逐步提高, 其各项技术性能已达到国际水平。在灌浆料的使用上, 已从传统的用于机械设备安装的二次灌浆发展到用于混凝土结构的加固修补方面, 并获得了良好的效果。H-40无收缩灌浆料是一种高强、高流态、免振捣、自密实、高耐久性及粘结强的混凝土修补加固料, 与水作用后材料中含有的活性物质通过载体在混凝土中形成致密、抗渗的网络, 以此提高旧混凝土的性能。

3 施工程序

定位放线→种植锚栓 (模板固定) →新老混凝土结合面处理→钢丝网片绑扎→安装模板→H-40无收缩灌浆料灌注→养护→拆模板。

4 施工方法

(1) 新老混凝土结合面处理:清除原结构混凝土表面酥松层、浮浆、油污、杂质, 清水湿润涂刷界面剂。

(2) 安装模板:安装摸板前要检查模板及其支架是否具有足够的承载能力、刚度和稳定性。H-40无收缩灌浆料灌注前, 木模板应浇水湿润且模板内没有积水。模板与混凝土接触面清理干净并涂刷隔离剂。

(3) 钢丝网片加工:钢丝网片加工前先检查材料, 钢丝网片应平直、无损伤, 表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。钢丝网片加工的形状、尺寸应符合设计要求, 其偏差应符合规范要求。

(4) 在板面中央部位开设灌浆孔 (孔径50mm) , 间距1m设置。不得损伤原楼板钢筋, 在板底四角开设出浆孔 (孔径20mm) 。浆满溢出即封堵出浆孔。

(5) H-40无收缩灌浆灌注采用摩泰克D-20灌浆机灌注。灌注前工作:凿除混凝土保护层、混凝土表面清理、安装模板、灌注前新老混凝土结合面先涂刷高粘结性能的界面剂。

5 无收缩灌浆料灌注的施工质量控制要求

(1) H-40无收缩灌浆料灌注材料的流动度比普通混凝土高很多, 流动度≥270mm, 同时其自身水灰比很低, 强度较高, 因而其浸润能力高、新旧混凝土界面过渡区强度高。

(2) 根据最紧密堆积原理复合使用了矿物掺合料和超细火山灰质材料, 这些材料可同水泥浆体中以及界面过渡区中的Ca (OH) 2发生火山灰反应, 降低界面区中Ca (OH) 2含量, 改善孔结构分布, 增加界面间的作用力。

(3) H-40无收缩灌浆料使用了膨胀剂, 凝胶状钙钒石的吸水肿胀和孔缝中的钙钒石结晶生长即构成了膨胀驱动力也可强化C凝胶的填充率。

(4) 水溶性聚合物和矿物微纤维的使用, 增加了材料的确定性, 减少了离析、分层。

(5) 施工中使用消泡剂, 并采用了对结合面适度插捣的工艺也减少了气泡、骨料等的聚集。

(6) 灌注加固料前应涂刷一层高强度等级水泥砂浆或涂混凝土界面剂, 以增加新老混凝土基础的粘结力。

6 施工工艺的各个环节的质量控制要求

(1) 支模:模板应按结构的要求进行支设, 模板应接缝严密, 防止加固料浆体漏出。模板支设应坚固, 防止涨模。模板上应留好合适的排气孔。采用灌浆料加固修补时, 对模板支设要求比较严格, 模板安装应当坚固、稳定、不漏水。本次修补工程中采用新模板, 模板边均刨光呈直线, 以保证平整严密接触。模板与混凝土表面的接缝, 用425号水泥拌制成干稠水泥浆, 用手指抹成断面45°角的封缝灰浆条。抹缝时用手指边压边抹, 以做到严密不漏水。水泥浆抹缝在灌浆前24h完成。竹模板与竹模板之间的接缝用塑料基粘胶带贴封。粘胶带贴在模板内侧效果最好。模板内侧不能贴时, 可贴在接缝外侧。粘胶带均要贴平压实。贴粘胶带前将贴粘胶带处的浮灰清除干净。封缝后要检查封堵情况。检查方法是用手电筒从外向模板内侧照射。如果模板内有手电筒光线, 表明此处没封堵严密, 需要重新封堵。也可用灌水方法检查, 漏水处则需重新封堵。模板支设严密是灌浆料灌注充分以及和老混凝土密切结合的保证。

(2) 搅拌:根据施工进度安排和现场机具、人员条件确定每盘搅拌量。搅拌设备应采用强制式混凝土搅拌机, 搅拌时间不得少于3min。粗骨料和搅拌水的用量, 应严格按照厂家推荐用量加入, 不允许私自改变, 尤其是严禁多加水。材料搅拌完应马上使用。

(3) 灌注:灌注前应将混凝土界面浇水湿润, 所需设备应提前准备好。将拌和好的加固料用泵管从一端灌入模板, 直到另一侧灌满为止。

(4) 养护:灌注后H-40无收缩灌浆料, 无离析、沁水现象。因自身含水量较低, 应加强保水养护。养护方法与普通混凝土相同, 可采用浇水、草袋覆盖、塑料布覆盖、喷涂养护剂等方法。

(5) 模板拆除:侧模拆除时的混凝土强度要保证其表面及棱角不受损伤, 拆除后的模板和支架应分散堆放并及时清运。

7 结语

经过本工程实践证实, 用灌浆料进行结构加固修补, 具有易于施工、工期快和加固修补效果好的特点。在施工过程中, 认真确定灌注方案, 严密支设模板, 合理布置灌浆孔与排气孔, 并保证灌浆料膨胀率及强度增长所需的温度条件等, 是结构加固修补成功的必要条件。灌浆料, 由于其早强、高强、微膨胀和自流等性能特点, 已在结构加固修补技术中得到愈来愈多的应用。

参考文献

[1]GB50367-2006, 混凝土结构加固设计规范[S]

[2]蒋元驹, 韩素芳混凝土工程病害与修补加固[M]海洋出版社, 1996

修补灌浆材料 篇6

1 技术原理

CGM即Cementitious (水泥基材) 、Grout (灌浆) 、Materialbn (材料) 的缩写, 是无收缩自流平预拌型干粉砂浆材料。其特点是强度高、高流态、泌水率低, 防离析、微膨胀且对环境适应性好, 具有多种用途。CGM灌浆料的设计、使用应符合GB 50204-2011混凝土结构工程施工及验收规范, GB J50010-2010混凝土结构设计规范, CECS 25混凝土结构加固技术规范及YB/T 926-98水泥及灌浆材料施工技术规程中的有关规定。

1) CGM灌浆料适用范围。设备基础安装灌浆、预制施工中的柱、钢结构柱安装基础、混凝土锚固、地脚螺栓锚固、桥体支座、岩基灌浆、洞穴、沟缝、凹处等任何需要填充但施工受限制的沟缝。

2) CGM灌浆料具有的优点。CGM灌浆料原材料经济, 施工简单 (只需加水搅拌就可以) 。通过拌合料添加材料的优化可以达到:稠度可调、流动性好、泌水率低、强度增长快、钢筋握裹强度 (GZQ) 高、微膨胀的效果。还可调配成抗油渗、抗冲击、耐震动、无毒、无腐蚀性、不含铁离子和氯盐的拌合料。

3) 灌浆方法。a.自重法:利用材料自身流动性好的特性, 满足灌浆要求。b.高位漏斗法:靠流动性尚不能满足灌浆要求时, 提高灌浆落差增加压力以满足灌浆要求。c.压力灌浆法:当上述两种方法都不能满足要求时, 可利用灌浆压力设备增压以满足灌浆要求。

2 工程应用实例

2.1 工程概况

山西阳翼高速公路某合同段位于山西省晋城市境内, 桥梁上部构造为35 m先简支后连续箱梁 (箱梁为空心薄壁肋梁, 单侧腹板厚18 cm) 。由于地质灾害, 预制场一侧山体边坡发生坍塌, 巨石将一片箱梁砸成一孔洞。孔洞中心距箱梁中隔板2.5 m, 腹板外侧40 cm×40 cm范围受损, 内侧100 cm×100 cm范围混凝土松动。受损箱梁截面如图1所示。

2.2 加固技术方案的分析确定

为确保梁体质量和安全, 业主、设计、施工、监理各单位会同山西理工大学相关技术人员, 共同确定了采用CGM灌浆料处理受损孔洞的加固处理方案:将受损区松散混凝土清理干净, 在箱室内支模板, 用自流型高强、膨胀灌浆料 (CGM-80型) 将孔洞填实补齐。CGM-80型高性能灌浆材料的强度比较高, 适用于高速公路桥涵结构物的缺陷修补应用。

2.3 CGM-80高性能灌浆材料的性能

CGM-80高性能灌浆材料的性能指标见表1。

2.4 施工方法

1) 表面准备。施工前认真清理混凝土表面, 确保无油污、浮浆、松散结构及任何不利于粘结的颗粒, 金属 (铁和钢材) 表面须除锈。

2) 灌浆料拌合。通常每袋50 kg加水6.5 L, 根据所需的稠度, 在预拌好的粉状产品中加入适量水, 用慢速电动搅拌器 (速度不超过500 r/min) 搅拌均匀。采用人工搅拌时, 应先加入总用水量2/3的水拌合, 再将剩余用水量加入, 拌合均匀。现场拌合时严禁再加入外加剂, 拌合地点应靠近灌浆地点。

3) 施工。灌浆料搅拌好后, 要及时灌入模中, 避免时间过长拌合料硬化。灌浆料自身流动性较好, 可采用自重法灌入。先从腹板外侧徐徐灌入受损部位, 灌满外侧表面混凝土之后, 用竹胶板撑住, 再从内侧灌料, 将孔洞部分填充密实。拌合料禁止采用机械振捣, 宜用人工插捣排除气泡。侧面灌浆时, 尽量从一处灌入, 减少灌浆料外露表面。进行底板灌浆时, 需保持足够的压力促进灌浆料流动。为了加快灌浆进度, 采用木棍不停地往复拉动, 疏导拌合物, 促使拌合物流进模板内各个角落。当因故中断灌浆时, 要加强往复拉动、插捣, 以延长可流动时间, 避免使已灌入的拌合物凝结, 失去流动性无法继续灌浆。灌浆过程中, 应检查模板情况和排气情况, 发现问题及时处理。为了降低水化温度, 在进行较大体积灌浆时, 应在CGM灌浆料中加入较大粒径的级配骨料。骨料采用优质、洁净的碎石, 最大粒径不超过10 mm, 加入量为CGM灌浆料重量的50%~100%。灌浆时应在施工现场制作试块, 按现场同条件和标准条件分别进行养护。

4) 养护。浇筑完成后, 及时用湿润土工布覆盖暴露部分, 定时浇水养护7 d以上。施工和养护期间如最低气温低于5℃, 应采取措施进行保温保湿养护。大体积混凝土可采用塑料薄膜覆盖, 待混凝土硬化后, 宜采用蓄水法养护或者用湿土工布覆盖养护, 养护时间大于14 d。修补的构件在灌浆后24 h内不得移动或受到振动。

5) 验收标准。CGM自流型高强、膨胀灌浆料验收标准见表2。

3 施工要点

灌浆修补不适用于长期工作温度为80℃以上的工程。灌缝宽度要大于10 mm, 灌浆前将与灌浆料接触的旧混凝土表面清理干净, 旧混凝土构件必须打磨出新鲜的骨料。将需修补的部位清理干净, 不应有油污、浮灰、粘贴物、木屑等杂物。如有钢筋裸露, 应将钢筋表面油污或粘着物一同清理。灌浆料使用后立即用水清洗, 固化后的砂浆只能用机械方法清除。对桥梁的特殊部位及较大的孔洞, 还应考虑采用碳纤维布加固。

4 结语

工程实践应用的灌浆料1 d强度达到45 MPa, 3 d强度为51.2 MPa, 与梁体设计强度50 MPa接近, 弹性模量基本一致, 且与梁体结合良好, 四周无裂纹出现。灌浆7 d后对梁体进行张拉, 张拉应力和伸长量均满足《公路桥涵施工技术规范》的要求, 梁体未发生异常情况, 证明采用“灌浆料”的处理方案是有效的。该加固技术施工简便, 成本低廉, 质量可靠, 对高速公路桥涵混凝土结构物的缺陷加固是可行、有效的。

摘要：介绍了CGM灌浆料具有强度高、高流态、泌水率低、防离析、微膨胀及对环境适应性好的优点, 结合工程实践, 对其技术原理、材料性能、施工方法、施工要点进行了分析, 并论述了其在高速公路施工修补中的推广应用价值。

关键词：灌浆料,高速公路,修补,应用

参考文献