化学灌浆及开槽嵌缝加固法在混凝土现浇板裂缝处理的应用

　　　摘要：混凝土裂缝问题一直是困扰施工质量及建筑物功能安全的通病，结合我公司近年来施工的一些工程，只要对混凝土裂缝原因进行科学的分析认识，在施工过程中进行早期的预防、过程中的混凝土质量控制、事后的补救措施（在本文重点通过化学灌浆及开槽嵌缝加固技术来阐述事后补救措施），有效的预防、控制、弥补混凝土裂缝对建筑物主体带来的缺陷。
　　关键词：混凝土裂缝预防控制化学灌浆开槽嵌缝
　　1混凝土裂缝产生原因及早期预防
　　1.1混凝土裂缝产生原因
　　（1）温度裂缝。温度裂缝产生的主要原因：混凝土浇筑后在混凝土初凝及终凝过程中，由于水化热而形成大量热量，从而形成混凝土的温度升高，混凝土表面散热较快、内部热量不易散发，这样形成的内外温差大，容易产生温度应力。由于混凝土的龄期短，抗拉强度低，如果温差产生的表面应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。
　　（2）沉降裂缝。沉降裂缝产生的主要原因：混凝土浇筑后在初凝过程中，由于钢筋下沉、模板支撑体系下沉及基础下沉而导致混凝土在初凝过程中发生深陷，造成混凝土在初凝前产生裂缝。
　　（3）收缩裂缝。收缩裂缝产生的主要原因：混凝土浇筑后，表面水分过早遗失造成的。裂缝为表面出现，形状不规则、深度浅。产生的原因主要是混凝土浇注后表面没有及时覆盖保湿，自然蒸发和混凝土吸收水分的速度过快，混凝土表面塑性收缩形成裂缝。
　　1.2混凝土裂缝早期预防
　　（1）设计人员应灵活地运用‘抗一放’结合设计原则，合理选择结构方案和使用的材料，设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中，使用抗裂性混凝土外加剂，增加混凝土抗裂钢筋，合理设计混凝土结构后浇带及伸缩缝。
　　（2）严格控制粗细集料含泥量；选用合理的集料颗粒级配、水泥等级及品种、水灰比、水泥用量、坍落度、砂率等保证混凝土原材料及配合比质量要求。
　　2混凝土裂缝过程控制
　　（1）现场浇捣混凝土时，合理振捣，防止漏振、少振及过份振捣，保证混凝土振捣的密实性和均匀性。
　　（2）混凝土浇筑后及时进行覆盖，对混凝土进行保湿，减少水分留失。
　　（3）进行二次抹面，减少裂缝。
　　（4）大体积混凝土浇注，加强混凝土降温及保温工作，降低混凝土内外温差，减少混凝土产生温度裂缝。
　　（5）混凝土浇筑12h内进行养护，养护间隔不得超过2h，混凝土养护时间不得少于7d，抗掺混凝土养护时间不得少于14d，预防混凝土由于早期脱水，引起收缩裂缝。
　　（6）严格按照规范要求时间及同条件试块强度，按要求确定混凝土拆模时间。
　　（7）不得过早对混凝土结构加载，避免由于荷载引起的变形。
　　（8）避免野蛮装修、随意拆除承重墙或凿洞等，避免引起结构裂缝。
　　3化学灌浆及开槽嵌缝加固法的应用
　　在某中学1#，2#、3#楼主体施工完毕后，在混凝土现浇板出现部分不规则裂缝，根据现场察看并与相关专业技术人员会诊，初步分析此部分裂缝为温度裂及干缩裂缝，属不影响结构安全的裂缝，经认真研究根据混凝土裂缝宽度及深度，提出对裂缝部位分别采用混凝土裂缝化学灌浆加固法及开槽嵌缝加固法进行处理。
　　3.1加固方式的使用
　　根据裂缝开裂宽度及深度，采用不同的处理方式：①当裂缝开裂宽度小于0.3mm，为确保建筑物的安全性能和使用年限的耐久性进行修补恢复，其修复方法采用表面封闭法；②当裂缝开裂宽度宽度在0.3~10mm之间，其修复方法采用裂缝化学压力灌浆法；③当裂缝开裂宽度宽度在超过10mm时，其修复方法采用裂缝化学压力灌浆法后并在表面粘1层碳纤维布予以加强，使结构联结成整体，粘贴宽度为一般为20mm，须搭接时搭接长度不小于50mm。
　　表面封闭法利用混凝土表面细微裂缝，吸收具有良好渗透效果的修补胶液，封闭裂缝通道，在卫生间、厨房部位时，在混凝土表面同时粘贴纤维复合材料以增强封护效果。
　　裂缝化学压力灌浆加固采用低黏度、高粘结强度的结构胶，通过压力灌浆（0.2~0.4MPa）注入混凝土构件的裂缝中，扩散、浸渗，达到粘接、键合、恢复构件整体性的目的。适用于修补温度缝、收缩缝、受力缝、沉降缝，恢复建筑物其整体性和使用功能。
　　3.2裂缝处理工艺流程
　　根据施工需要，结合工程具体情况，对该工程裂缝处理采用如下工艺流程：
　　（1）表面封闭法：裂缝表面清理→配置修补胶液→涂抹在混凝土裂缝表层→粘贴纤维复合材料以增强封护。
　　（2）裂缝化学压力灌浆加固：裂缝表面清理→埋设灌浆嘴→封缝→密封检查→配制浆液→灌浆→封口固化。
　　3.3裂缝处理施工方法
　　3.3.1表面封闭压力注浆法
　　表面封闭法施工：主要在裂缝表面清理要处理彻底，无油污及混凝土碎沫等，配置修补胶液要求同压力灌浆的浆液配置要求，涂抹修补胶液时要多次涂抹，确保浸透均匀，粘贴纤维复合材料以增强封护时，基底必须平整，素浆等浮层必须清理干净彻底。
　　压力灌浆施工，压力灌浆补强施工前，按标定灌浆孔眼、钻孔做灌浆嘴、封堵裂缝、灌水、压力灌浆等顺序进行。标定灌浆孔距按以下间距：①当裂缝宽度为1mm以下的细微缝时，孔距为200～300mm；②当裂缝宽度为1～5mm的中缝时，孔距为300～400mm；③当裂缝宽度为5～15mm的粗缝时，孔距为400～500mm；④在裂缝纵横交叉时，必须在裂缝交叉处设灌浆嘴。
　　封缝采取在沿裂缝200mm范围采用环氧腻子封闭，封缝前，沿裂缝两侧涂刷一层环氧树脂基液，保证封缝可靠，不得有鼓泡、气孔与波纹。封缝胶泥或水泥砂浆达到一定强度后，应进行充气试压，发现漏气，及时修补，确保缝隙畅通及周边密封，在一条裂缝上，必须有进浆嘴和出浆嘴。灌浆嘴，应骑缝用环氧胶泥粘结固定在预定位置上。浆液时严格按本浆材配方及配制工艺严格进行，在灌浆前事先检查灌浆机具，保证正常运行。
　　灌浆从裂缝的一端至另一端。灌浆时，应待下一个排气嘴出现浆液时，关闭进浆嘴，依次顺序进行。根据材料说明，本化学灌注压力为0.2MPa，灌浆时，压力逐渐升高，达到规定压力后，使压力保持稳定。当吸浆率小于0.1L/min时，再继续灌注数分钟，即可停止灌浆。灌浆结束后，进行检查补强效果与质量，发现问题及时补救，灌化学浆液时，用运丙酮等将管道与设备冲洗干净。当浆液初凝不外溢时，拆下灌浆嘴，并及时抹平封口。
　　3.3.2低压慢注修补法
　　低压慢注修补法：采用低压慢注修补法(注射法)修补混凝土结构裂缝时，应按下列步骤进行：①清理裂缝表面，使用干燥无油的压缩空气清除裂缝内部的粉尘、浮渣；②使用JN-F封口胶在裂缝两侧的混凝土表面上每隔一定距离粘接固定一注射筒的底座，并同时沿裂缝的全长进行封缝；③待JN-F固化后，即可进行注胶操作；④利用专用注射器将低粘度的JN-L灌缝胶液以低压注入裂缝腔内并保持压力（JN-L低压慢注法）；⑤待注入裂缝的胶液固化后，撤去注射筒，卸下其底座，必要时用砂轮磨平混凝土表面。
　　采用注射法的现场环境温度及构件温度不宜低于120℃，且不应低于50℃。低压慢注修补法(注射法)施工所用主要材料为JN-L低粘度结构灌缝胶或JN-LE弹性灌缝胶，辅助材料为JN-F封口胶，施工耗材为注胶底座、专用注射器等。材料性能及具体施工步骤参见JN-L低粘度灌缝胶。
　　3.3.3填充密封法
　　采用填充密封法修补混凝土裂缝时，应先按2.1条的要求清理混凝土构件表面，然后沿裂缝走向骑缝凿出“V”形槽或“U”形槽，槽的深度和宽度应符合下列要求：①对静止裂缝，可采用“V”形槽或“U”形槽。当为“V”形槽时，其槽宽不宜小于10mm，槽深不应小于15mm。②对活动裂缝，应凿成“U”形槽，槽宽应根据预测的裂缝张开量t确定，通常取10mm+5t，槽深不应小于20mm。
　　当有钢筋锈胀裂缝时，应凿至锈蚀部分完全露出，以能进行除锈和防锈处理为止。若遇到下列情况，还应剔除钢筋周围混凝土，并对钢筋进行除锈和阻锈处理：①钢筋严重锈蚀，与混凝土的粘结已破坏；②混凝土不密实或有蜂窝状缺陷；③钢筋裸露部分超过其周长的1/2。剔除钢筋周围混凝土的深度不应过大，避免过度损害原构件。
　　填充密封材料前，应用洁净的压缩空气将沟槽内碎渣、粉尘消除干净，活动裂缝的槽底，还应铺设隔离层（可用塑料薄膜、蜡纸等）。对静止的受力裂缝和锈蚀裂缝，可使用JN-F封口胶或JN-X修补胶等进行填充并用纤维织物或弹性涂料加以封护；必要时可在槽壁和槽底先涂刷底胶。对活动裂缝，可采用JN-LE弹性灌缝胶或JN-XF裂缝封闭胶等弹性和延性良好的密封材料进行填充封护。填充密封完成后，应在密封材料层外做好防护层。
　　3.4裂缝处理施工注意事项
　　使用灌浆材料时，必须按配合比及配料顺序计量准确，拌合均匀，方可使用。灌浆堵漏前，应将基层的积尘、油污处理干净，裂缝剔凿成“V”形边坡沟槽，灌浆孔应视缝隙的大小，分布状况设置，孔径应大于满浆嘴30～40mm，孔深不小于50mm，灌浆嘴应稳固于孔中。灌浆缝道沿缝应通长放置，并各孔眼、通道畅通无漏水时，方可灌浆。
　　灌浆时待邻近灌浆孔见浆后，立即关闭其孔，仍持续压浆，灌到不再进浆时立即关闭注浆嘴阀门，停止压浆。逐个进行至完毕，拔除灌浆嘴，用水泥胶浆将孔眼堵塞平整。
　　3.5胶浆使用注意事项
　　注意事项为：①主剂及硬化剂必须按规定比例搅拌均匀后才可使用；②主、硬剂混合后，应在可用时间内使用完毕，以免材料胶化无法使用。③使用后的刮铲、搅拌器及容器等，应于硬化前以丙酮洗净。④施工期间，应避免与皮肤接触，必要时得穿上防护衣及戴上防护手套。
　　3.6裂缝修补质量保证措施
　　（1）作好施工记录，注胶顺序应设计正确，以确保裂缝内注胶饱满。建议由有经验的专业施工队伍施工。
　　（2）对有防渗要求的裂缝，可在胶粘材料完全固化后蓄水进行渗漏检验。
　　（3）对重要结构，当采用注射法或注浆法修补裂缝且有混凝土补强要求时，可在胶粘材料完全固化后钻取芯样进行检验，或进行超声波检验。
　　4结语
　　通过工程实践，混凝土裂缝虽然是建筑工程中的质量通病，但只要经过施工人员事前合理预防，过程严格控制、事后有效弥补，一定能预防、控制及弥补混凝土裂缝对结构主体造成的缺陷，保证了建筑工程施工质量，达到了各方预期的效果。