丙烯酸鹽灌漿液在混凝土構(gòu)件裂縫整治中的應(yīng)用

池啟貴

（福建華源陽光工程管理有限公司，福建福州 350008）

混凝土作為建筑工程施工中經(jīng)常使用到的施工材料，受到原材料質(zhì)量、施工工藝和施工環(huán)境等因素的影響，混凝土構(gòu)件會出現(xiàn)各種裂縫病害，影響混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。20%丙烯酸鹽灌漿液作為一種裂縫填補材料，在混凝土構(gòu)件裂縫修補中，其提高混凝土抗?jié)B效果和耐久性的優(yōu)點，已在混凝土構(gòu)件裂縫病害整治中的應(yīng)用。

1 混凝土裂縫成因概述

1.1 溫度裂縫

溫度裂縫主要是由于混凝土中含有大量水泥，混凝土澆筑完成后，水泥在硬化過程中，會產(chǎn)生大量的水化熱，在這個過程中，混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部溫度不斷升高，外部迅速脫水，內(nèi)外部溫差不斷增加，外部結(jié)構(gòu)由于水分的蒸發(fā)不斷收縮，內(nèi)部結(jié)構(gòu)由于溫度的升高而不斷膨脹，從而導(dǎo)致裂縫。

1.2 荷載裂縫

如圖1 所示，荷載裂縫主要包括結(jié)構(gòu)計算模型不合理、存在漏算問題；結(jié)構(gòu)受力分析與實際受力不符；荷載少算或漏算；內(nèi)力計算與配筋計算錯誤；結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠；結(jié)構(gòu)設(shè)計時未考慮施工的可行性；設(shè)計斷面不足；鋼筋設(shè)置偏少或布置錯誤；結(jié)構(gòu)剛度不足；構(gòu)造處理不當(dāng)。另外，施工工藝、質(zhì)量達不到設(shè)計要求：施工機具、材料堆放不合理；預(yù)制結(jié)構(gòu)翻身、起吊、運輸、安裝不當(dāng)，沒有嚴(yán)格按設(shè)計圖施工，擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序及受力體系轉(zhuǎn)換。

1.3 收縮裂縫

混凝土收縮裂縫主要成因是結(jié)構(gòu)混凝土開始初凝之后，表層水分不斷蒸發(fā)，位于混凝土內(nèi)部的水分在表面硬化后，速度會逐漸變慢，導(dǎo)致混凝土表面和內(nèi)部收縮量的差異，不對等的結(jié)構(gòu)混凝土收縮會造成混凝土面裂縫的出現(xiàn)。

2 20%丙烯酸鹽灌漿液在混凝土構(gòu)件裂縫整治中的應(yīng)用要點

2.1 20%丙烯酸鹽灌漿液配置

2.1.1 原材料選擇

圖1 荷載裂縫

20%丙烯酸鹽灌漿液作為主要的施工材料，在對其進行應(yīng)用時，原材料的合理選擇屬于基礎(chǔ)性的工作內(nèi)容之一。在對漿液進行拌和時，所使用到的原材料包括丙烯酸鹽、新型交聯(lián)劑、三乙醇胺、過硫酸銨、表面活性劑和水。在材料篩選的過程中，也需要做好材料質(zhì)量的檢查工作，例如在拌和用水的選擇中，應(yīng)以自來水為主，如果使用天然水體資源，則需要對礦物質(zhì)含量、酸堿度等內(nèi)容進行測定，若滿足要求，那么可以直接進行使用，反之則需要更換水體或?qū)ζ溥M行處理后再進行使用，確保漿液最終的拌和質(zhì)量。

2.1.2 混合比例控制

20%丙烯酸鹽灌漿液在拌和過程中，各原材料的拌和比例應(yīng)控制在以下范圍內(nèi)：①丙烯酸鹽作為漿液中的主劑材料，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)控制在20%左右；②新型交聯(lián)劑在拌和過程中，起到交聯(lián)劑的作用，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)控制在1%～5%；③三乙醇胺在拌和過程中，起到促進劑的作用，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)控制在1%～3%；④過硫酸銨在拌和過程中，起到引發(fā)劑的作用，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)控制在1%～2%；⑤表面活性劑在拌和過程中，起到乳化劑的作用，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)控制在0.05%～0.1%；⑥水在拌和過程中，起到溶劑的作用，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)控制在69.0%～85.0%。合理控制好材料添加順序，提高漿液的拌和質(zhì)量。拌和后漿液物理指標(biāo)如表1 所示。

2.2 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫修復(fù)

進入混凝土裂縫修復(fù)階段后，需要注意的內(nèi)容如下：①控制好漿液的注漿壓力，拌和好的20%丙烯酸鹽灌漿液一般都會通過壓力注漿的方式填充到裂縫當(dāng)中，在此過程中，其壓力應(yīng)控制在0.3～0.5MPa 之間；②控制好漿液的注入速度，根據(jù)混凝土裂縫參數(shù)，對漿液注入速度進行控制，通常情況下，注漿速度應(yīng)控制在1.5L/min，待裂縫被填滿后停止繼續(xù)注漿[1]；③控制好注漿期間外界溫度和濕度，避免氣泡混入裂縫當(dāng)中，影響最終的注漿效果。

表1 丙烯酸鹽灌漿液物理性能

2.3 混凝土養(yǎng)護階段

完成混凝土裂縫注漿操作后，需要做好相應(yīng)的養(yǎng)護工作，以增強裂縫治理效果。一般情況下，可以在表面覆蓋上一層土工膜（混凝土裂縫較大的部位應(yīng)選用保溫材料），同時借助水冷法或者真空氣化法，對于整個凝結(jié)過程的溫度進行合理控制。20%丙烯酸鹽灌漿液在早期的流動性相對較高，因此要做好早期的養(yǎng)護工作，保持空氣濕度和溫度，避免材料收縮后無法貼合裂縫周圍，干擾到材料的應(yīng)用效果。同時也需要做好養(yǎng)護時間的控制工作，總結(jié)以往的施工經(jīng)驗可以了解到，其養(yǎng)護時間不應(yīng)低于7d，以確保結(jié)構(gòu)最終的成型效果。除此之外，做好混凝土面的清理工作，避免雜質(zhì)混入影響最終的成型效果[2]。

2.4 性能測試階段

在20%丙烯酸鹽灌漿液完成凝結(jié)之后，進入性能測試階段，對于處理效果進行評估。具體的評估內(nèi)容如下：①裂縫填充度，可以借助一些無損探傷技術(shù)，對于裂縫內(nèi)材料填充的充實度進行檢查，這也是基礎(chǔ)測試內(nèi)容。目前應(yīng)用較多的無損探傷技術(shù)包括超聲波探傷技術(shù)、射線探傷技術(shù)等，做好采集數(shù)據(jù)信息的分析工作，提高采集數(shù)據(jù)的合規(guī)性；②對于修復(fù)后材料強度、力學(xué)參數(shù)進行試驗評估，將采集數(shù)據(jù)進行科學(xué)化處理。將處理結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范內(nèi)容進行比對，從而科學(xué)評估此次裂縫修復(fù)效果，為后續(xù)技術(shù)的應(yīng)用和完善提供數(shù)據(jù)參考[3]；③做好各實驗過程中實驗數(shù)據(jù)的整合工作，借助數(shù)據(jù)庫技術(shù)對其進行存儲，這也是完善材料性能檢測體系的基礎(chǔ)條件，提升應(yīng)用體系的可靠性。

3 結(jié)構(gòu)混凝土裂縫處理防滲過程中的注意事項

3.1 裂縫表面的清理工作

在混凝土裂縫處理防滲過程中，裂縫表面的清理工作，屬于非常基礎(chǔ)的工作內(nèi)容，在具體的操作中，需要對裂縫表面進行清掃，根據(jù)混凝土表面裂縫的長度、深度、寬度，選擇不同的處理方法，例如，針對寬度和深度較大的裂縫，需要利用銑槽的方式對其進行處理，深度和寬度略大于裂縫參數(shù)，而且銑槽過程中，也需要將裂縫內(nèi)松動的混凝土塊清除掉，隨后利用風(fēng)機將碎屑吹出，并且利用水進行浸潤，為后續(xù)處理工作的開展提供便利[4]。需要注意的是，在混凝土裂縫的清洗中，應(yīng)控制好用水量，確保混凝土裂縫濕潤，對于積水的情況也需要做好處理，以免處理不當(dāng)影響灌漿效果。

3.2 裂縫縫面的加強處理

對于一些裂縫較大、裂縫密集的區(qū)域，除了做好裂縫修復(fù)工作外，還需要做好裂縫縫面的加強處理工作。在具體的處理過程中，可以沿著裂縫表面進行雙層并縫鋼筋片的布設(shè)，網(wǎng)格的尺寸為15cm×15cm，沿著混凝土結(jié)構(gòu)進行鋪設(shè)，搭配著增加的鋼筋結(jié)構(gòu)，提升混凝土整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。另外，需要在裂縫面位置設(shè)置測縫計，對于修復(fù)后混凝土形變情況進行監(jiān)督，從而增強裂縫修復(fù)效果。完成上述工作內(nèi)容后，進入基面清理環(huán)節(jié)，其主要目的是避免雜質(zhì)混入影響最終的成型效果。在具體的處理過程中，可以簡單清掃基面表面，隨后用水進行沖洗，在表面覆蓋土工膜，在上面進行灑水。待材料成型后將土工膜去除，完成該環(huán)節(jié)的清理工作[5]。

4 20%丙烯酸鹽灌漿液在混凝土構(gòu)件裂縫整治中的成功案例

沿山1-7 弄棚戶區(qū)改造（沿山家園）安置房項目，為現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，地下2～3 層，總建筑面積為256936.4m2，占地面積61176.5m2。屬于1 類高層，耐火等級為1 級，主體結(jié)構(gòu)合理使用年限為50 年，屋面防水等級為1 級。建筑抗震設(shè)防類別為丙類，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，所在地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度，設(shè)計基本地震加速度為0.10g。結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50年。2014 年3 月18 日開工，2017 年12 月28 日竣工驗收。在竣工驗收后局部混凝土樓板出現(xiàn)裂縫，采用丙烯酸鹽灌漿液處理效果良好。丙烯酸鹽化學(xué)灌漿液是一種新型防滲堵漏材料，它可以灌入混凝土的細微孔隙中，生成不透水的凝膠，充填混凝土的細微孔隙，達到防滲堵漏的目的。丙烯酸鹽漿液通過改變外加劑及其加量可以準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)其凝膠時間，從而可以控制擴散半徑。丙烯酸鹽灌漿液凝膠后的技術(shù)指標(biāo)如下：

表2 丙烯酸鹽灌漿液凝膠后的性能

5 結(jié)束語

在混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中，裂縫病害屬于常見的施工質(zhì)量問題，采用20%丙烯酸鹽灌漿液對混凝土結(jié)構(gòu)裂縫病害整治的過程中，作者通過多年的裂縫病害整治，將其裂縫預(yù)處理、漿液混合比例控制、裂縫修復(fù)、養(yǎng)護及修復(fù)質(zhì)量評估進行歸納總結(jié)，以供各位同仁在從事類似工作時參考。