1、关于砼构筑物抗裂防渗和结构碳化处理的方法探讨摘要:在建筑工程中砼的使用尤为重要。本文详细介绍了砼抗裂、防渗以及砼结构碳化治理的方法探讨。 关键词:砼;施工;方法探讨 中图分类号: TV47 文献标示码:A 文章编号: 建筑工程中砼占据着主导地位,在水利水电、隧道、地铁和地下工程中更加体现其重要作用,由于种种原因,均有不同程度的因裂缝产生而出现的渗漏,导致后期混凝土结构发生碳化破坏。直接影响混凝土自身的强度、耐久性和工程结构寿命。因此,本文就安徽省滁州市沙河集水库大(二)型除险加固溢洪道分部工程谈一谈关于砼构筑物抗裂防渗和砼结构后期碳化治理的问题。 一、关于砼抗裂、防渗的方法探讨 1、产生裂缝、
2、渗漏的原因:荷载作用、结构基础不均匀沉降和钢筋腐蚀膨胀引起的裂缝仅在后期出现。而早期施工工艺不当和养护不到位是主导原因。由于施工和易性的要求,砼拌制时需加入比水泥水化所需水更多的水,蒸发后会形成毛细孔通路及孔隙。尤其在施工期间,若缺少有效的监控与控温措施和施工工艺,常常不能抵抗因内外温差和干缩变形所引起的拉应力而导致开裂,在大厚度砼结构中,由于砼的塑性塌落受到模板或钢筋的抑制,模板沉陷、移动或在斜面浇筑砼向下流淌均会造成不同程度的裂缝。 2、裂缝防治:常见的方法一是采用压力设备将异氰酸脂与水溶性聚醚合成的聚氨脂或低粘度改性环氧聚合物灌入缝隙或孔洞中;二是采用塑性或刚性密封止水材料对沉降缝、变形
3、缝渗水进行处理;三是在裂缝和需要防渗部位涂刷合成高分子防渗涂料。但在重要的防渗结构中,在背水面处理时,采用速凝材料、防水涂料或刚性、塑性密封材料虽可使砼保持表面干燥,但砼中毛细孔通路及孔隙仍长期充水,仍会使砼内钢筋锈蚀膨胀而胀裂保护层产生渗水。因此,后期封堵是无法有效的保护砼建筑物的,笔者建议在早期的砼施工时,在砼中掺入占水泥含量 612%的HLC-型抗裂防渗剂(外加剂) 。抗裂防渗剂与水泥水化物发生化学反应,使砼早期产生适度膨胀,在钢筋、邻位砼约束下转变为予压应力,可大致抵消砼收缩及温度引起的拉应力;由于砼膨胀产物的内部作用,填充了砼的孔隙,提高了砼的密实性。另外能大幅度减少砼中有害的多余水
4、分,并增加砼坍落度、延缓砼初凝时间,因此可使砼更易振捣密实并减少施工中的冷缝,达到防止和减少裂缝的产生、抗裂、防渗的目的。 3、掺抗裂防渗剂后砼所具有的优越性:一是早期能产生微量膨胀,抵消砼干缩变形,不会引起危害性膨胀;二是砼的减水率可达到 20%左右,3 天抗压强度可提高 70%以上,砼和易性好,泌水小,坍落度损失小,可延缓初凝时间;三是施工简便,适用性强,可与硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥等混合使用;四是能提高砼的密实性,能有效的防止钢筋的锈蚀,抗碳化及氯离子等腐蚀介质的侵入,对后期砼的碳化、裂缝、渗漏等问题做到了早期预防。 4、抗裂防渗剂使用注意事项:抗裂防
5、渗砼配合比设计与普通水泥砼相同,有具体防渗设计要求的,应经现场试验后确定抗裂防渗剂的掺量,水泥、砂、碎石等原材料必须符合规范要求;尽可能使用强制式搅拌机,防渗剂应紧随水泥加入搅拌机中,不得预先溶于水中,拌和时间、振捣操作、养护时间必须按照砼工程施工规范执行。 二、关于砼结构碳化治理的方法探讨 1、提出问题:二十世纪七、八十年代建设的工程虽已运行至今,但也存在不少隐患。大多数工程在结构上均存在砼碳化和钢筋锈蚀问题。砼保护层对其内部钢筋具有保护作用,一旦发生碳化,钢筋将产生锈蚀膨胀,引起砼开裂至剥落,导致结构强度降低,影响结构安全。传统的修补办法是采用高标号砂浆或环氧树脂砂浆进行治理,但是粘结性能
6、差且达不到原设计标准,治理后仍会出现开裂和剥落的现象。 2、解决方法:为了避免重复建设的巨大浪费和不可行性,因此,在碳化处理时可利用由高分子聚合物的水份散体与水泥砂浆二者混合所形成的特殊修补材料,则可避免传统修补方法的缺陷。目前广泛使用且经济的修补方法是在水泥砂浆(或者砼)中掺入相应水泥比例含量的 NBS水泥改性剂丙烯酸脂共聚乳液,从而形成丙乳砂浆(或丙乳砼) ,该修补材料具有优异的粘结、抗裂、抗冻、防渗、防腐、耐老化等性能,与传统的环氧树脂砂浆相比,丙乳砂浆(砼)不仅成本低,而且施工方便,可人工涂抹,也可机械喷涂,并且适合在潮湿面施工,根据现场施工前试块(试块灰砂比 11,丙乳掺量 30%)
7、试验数据,丙乳砂浆与同灰砂比的普通水泥砂浆相比,丙乳砂浆抗拉、抗折强度分别可达到7.6Mpa 和 16.9Mpa,相应提高了 35%和 50%;与老砂浆、钢板的粘结强度分别达到了 8.0Mpa 和 1.3Mpa,相应提高了 4 倍以上。 3、使用方法及注意事项: 丙乳砂浆施工要求气温高于 5C; 水泥一般使用 425#以上的硅酸盐或普通硅酸盐水泥,砂子需过2.5mm 筛,水泥及砂子均需满足有关规范规定。 施工前需清基并对基面加以喷砂或人工凿毛(12mm) ,清水冲洗干净,在修补区的边缘宜凿一道宽 23cm,深 35cm 的深齿槽,用以增加修补面与老旧砼的粘结效果。 根据工程要求,防腐抗渗要求高
8、的,应选 11.52 砂浆,丙乳掺量为水泥用量的 2530%,要求较低者,丙乳掺量为水泥用量的1520%,施工前通过试拌确定水灰比,加水时其应考虑丙乳中已含水60%。 丙乳砂浆拌制时,材料称量必须正确,尤其是水和丙乳,先将水泥、砂子干拌均匀,再加入经试拌确定的水量和丙乳掺量,每次拌制的丙乳砂浆或丙乳砼,要求能在 3045 分钟内用完,免造成浪费。 涂抹时,修补面上需先用丙乳净浆打底(净浆配比为水泥丙乳2kg1kg) ,未硬化前铺筑丙乳砂浆(或丙乳砼) 。仰面或立面修补厚度超过 7mm 时,为防垂直落空,需分二次抹压,铺筑到位后用力压实并随手向一个方向抹面,不需二次抹光。修补面积较大时,隔块分段
9、施工或机械喷涂。 丙乳砂浆(或丙乳砼)表面略干后,宜用农用喷雾养护,或用薄膜覆盖,一昼夜后再洒水养护七天即可自然干燥,避免阳光直射和风口部位,注意遮阳和保湿。 4、施工方法 修补前应先对修复部位进行碳化测试,对砼表面已碳化开裂的部位将其凿除至钢筋露出止,其他部位可将表面凿 35mm,用 1%酒精酚酞试剂喷洒,显示红色表明未曾碳化,无色部位为已碳化。碳化部位用电钻随机打孔,测试碳化深度,将碳化部分凿去,碳化测试完毕后检测钢筋锈蚀情况,依次分出碳化严重、较严重、一般三个等级,并做好施工记录。如下列情况: 碳化严重:砼开裂,钢筋锈蚀严重,碳化深度超过保护层h2.5cm; 碳化较严重:砼未开裂,钢筋锈
10、蚀较严重,碳化深度超过保护层h2.5cm; 碳化一般:砼未开裂,钢筋轻微锈蚀,碳化深度未超过保护层h2.5cm; 对于、型,首先将已碳化砼凿去并对钢筋进行除锈,并单面焊接一根 12 钢筋,焊接长度 10d。锈蚀的箍筋也要进行除锈,严重的在原位置单面焊同号箍筋。注意钢筋焊接时产生高温受热膨胀,导致构件修复区边缘完好部位被钢筋涨裂产生新的裂缝,应密切注意修复区边缘部位的变化。接着丙乳净浆刷二次,未硬化前铺筑丙乳细石砼并压实,最后再抹 7mm 丙乳砂浆随手压实抹平。需强调的是构件结点部位修复补强施工时应特别注意结构整体受力稳定和结构安全。 对于碳化一般、钢筋轻微锈蚀、碳化深度未超过保护层的部位,在凿除、清洗之后先刷二次丙乳净浆,未硬化前铺筑丙乳砂浆。 三、结束语 砼抗裂防渗应先做好早期的预防,添加防渗抗裂外加剂,使承重与防水功能合二为一,实现防水年限与结构寿命等同;减少结构裂缝、渗水的隐患,避免后期因频繁修补造成大量人力、物力、资金的浪费,从根本上做到治本为主、治表为辅、表本结合、综合治理,将裂缝、渗漏等问题防患于未然。本文所提出关于砼建筑抗裂防渗和砼结构碳化处理的方法,希望能够对读者在今后的工程施工中略有帮助,而在实际中情况千差万别,因此,无论在抗裂防渗还是在碳化处理施工中,都应根据设计要求和防水等级要求综合分析,采用相应的施工工艺。