CN101994306B - 一种水工混凝土表层切缝封闭处理方法 - Google Patents
一种水工混凝土表层切缝封闭处理方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种水工混凝土表层切缝封闭处理方法，属于水工混凝土切缝封闭处理方法。包括下列配方和方法：通用硅酸盐水泥PO42.5，1000～1400份，中粗砂1100～2000份，瓜子石，0～600份，水300～360份和复配材料；方法：(1)混凝土表层裂缝切割，(2)清理混凝土裂缝基面，(3)按配方比例配置好复配材料，并与水泥、中粗砂、水搅拌，搅拌速度2000～2500R/min，搅拌3分钟，形成水泥胶状材料后灌入切缝中。本发明用于水工混凝土坝面切缝处理具有较好的效果。
Description
技术领域
本发明属于水工混凝土切缝封闭处理方法。
背景技术
目前，吉林省多座水库大坝护面混凝土出现了较大的裂缝，其裂缝产生的原因为：我省地处季节冻土区，温差较大。大坝混凝土浇筑后，往往由于较大的温差引起裂缝，而该裂缝对水库工程运行安全影响较大。
由于水工混凝土工程裂缝对渗漏、工程耐久性有较大影响，封缝的效果直接影响工程的使用性能，常规处理方法不能有效的解决该问题，必须有专门的处理技术。工程要求切缝处理材料应同时具备与旧混凝土有较好的粘结效果、足够的强度、收缩小或无收缩的性能。并根据施工期温度、气候条件的限制，处理材料还应具备抗冻、早强、耐腐蚀等适应能力强特点。目前，虽可用于水工混凝土切缝处理的材料较多，但还没有效果理想的处理材料。可用的材料也大多为胶性材料，虽具有较好的粘性，但价格较高、施工要求较高，对于带水情况施工难度更大。而普通的水泥材料则缺少足够的粘接效果，收缩性大，水泥砂浆中水分很容易被两侧混凝土吸附，使水泥浆材料变得干硬，水化后产生收缩与两侧混凝土粘结不好，仍会出现裂缝，对工程运行仍存在威胁。
发明内容
本发明提供一种水工混凝土表层切缝封闭处理方法，以解决水工混凝土工程裂缝处理过程中存在的价格较高、施工要求较高、对于带水情况施工难度更大、与两侧混凝土粘结不好，仍会出现裂缝，对工程运行仍存在威胁的问题。本发明采取的技术方案是包括下列配方和方法：
配方：各组分的重量份数比为：
通用硅酸盐水泥PO42.5 1000～1400份，
中粗砂 1100～2000份，
瓜子石，粒径0.5～1cm 0～600份，
水 300～360份，
复配材料包括下列重量份数比的原料：
聚羧酸高效减水剂 8～15份，
水泥防水剂 20～30份，
低粘度降稠保塑剂，粘度在50～100cps 0～5份，
砂浆伴侣 2～15份，
可再分散乳胶粉 1.5～15份；
方法：
(1)混凝土表层裂缝切割，切割宽度为5cm～10cm，切割深度为5cm～10cm；
(2)清理混凝土裂缝基面，清除沟槽内所有碎石块、尘土及杂质，用清水浸泡冲洗，用风机吹干，达到旧混凝土基材内部保水，外部面干，结合面无多余水分，然后进行切缝处理材料的灌注；
(3)按配方比例配置好复配材料，并与水泥、中粗砂、水搅拌，搅拌速度2000～2500R/min，搅拌3分钟，形成水泥胶状材料后灌入切缝中。
本发明一种实施方式还包括以下重量份的：
粉煤灰，1级 100～300份。
本发明一种实施方式还包括以下重量份的：
微硅粉，SiO2含量83-96％、比表面积300～400m2/kg，50～100份，
本发明一种实施方式还包括以下重量份的：
渗透结晶材料 100～150份。
本发明一种实施方式的方法中步骤(3)，还加入粉煤灰一起搅拌。
本发明一种实施方式的方法中步骤(3)，还加入微硅粉一起搅拌。
本发明一种实施方式的方法中步骤(3)，还加入渗透结晶材料一起搅拌。
本发明作用机理是利用水泥材料及添加材料的化学特性，采用普通混凝土浇筑方法浇筑。由于具有与原混凝土基材有较好的相容性，接缝区粘结无收缩，与两侧混凝土粘结较好，表层混凝土封闭性好，并具有抗裂、防水、防腐、抗冻、耐磨、耐老化及防氯离子渗透的性能。可以通过调整参量改变混凝土或砂浆的强度、韧性及流动性。
采用本材料制作的水泥砂浆切缝处理材料与方法，具有粘结性较高、保塑性好、无收缩、强度可调、耐久性好、水分不易被外界吸附的优点，施工方便、价格较其它切缝处理材料低，尤其适用于水工混凝土裂缝切缝处理工程。经实践证明，本发明用于水工混凝土坝面切缝处理具有较好的效果。
具体实施方式
实施例1
配方：各组分的重量份数比为：
通用硅酸盐水泥PO42.5 1000g，
中粗砂 1100g，
水 300g，
复配材料包括下列重量份数比的原料：
聚羧酸高效减水剂 8g，
水泥防水剂 20g，
砂浆伴侣：沙浆流变助剂BANAQUA4000 2g，
可再分散乳胶粉 1.5g；
方法：
(1)混凝土表层裂缝切割，切割宽度为5cm，切割深度为5cm；
(2)清理混凝土裂缝基面，清除沟槽内所有碎石块、尘土及杂质，用清水浸泡冲洗，用风机吹干，达到旧混凝土基材内部保水，外部面干，结合面无多余水分，然后进行切缝处理材料的灌注；
(3)按配方比例配置好复配材料，并与水泥、中粗砂、水搅拌，搅拌速度2000R/min，搅拌3分钟，形成水泥胶状材料后灌入切缝中。
实施例2
配方：各组分的重量份数比为：
通用硅酸盐水泥PO42.5 1200g，
中粗砂 1560g，
瓜子石，粒径0.5cm 300g，
水 330g，
复配材料包括下列重量份数比的原料：
聚羧酸高效减水剂 12g，
水泥防水剂 25g，
低粘度降稠保塑剂，粘度75cps 2g，
砂浆伴侣：沙浆流变助剂BANAQUA4000 8g，
可再分散乳胶粉SWF-05 8g；
方法：
(1)混凝土表层裂缝切割，切割宽度为8cm，切割深度为8cm；
(2)清理混凝土裂缝基面，清除沟槽内所有碎石块、尘土及杂质，用清水浸泡冲洗，用风机吹干，达到旧混凝土基材内部保水，外部面干，结合面无多余水分，然后进行切缝处理材料的灌注；
(3)按配方比例配置好复配材料，并与水泥、中粗砂、瓜子石、水搅拌，搅拌速度2300R/min，搅拌3分钟，形成水泥胶状材料后灌入切缝中。
实施例3
配方：各组分的重量份数比为：
通用硅酸盐水泥PO42.5 1400g，
中粗砂 2000g，
瓜子石，粒径1cm 600g，
水 300g，
复配材料包括下列重量份数比的原料：
聚羧酸高效减水剂 15g，
水泥防水剂 30g，
低粘度降稠保塑剂，粘度 100cps 5g，
砂浆伴侣，沙浆流变助剂BANAQUA4000 15g，
可再分散乳胶粉SWF-05 15g；
方法：
(1)混凝土表层裂缝切割，切割宽度为10cm，切割深度为10cm；
(2)清理混凝土裂缝基面，清除沟槽内所有碎石块、尘土及杂质，用清水浸泡冲洗，用风机吹干，达到旧混凝土基材内部保水，外部面干，结合面无多余水分，然后进行切缝处理材料的灌注；
(3)按配方比例配置好复配材料，并与水泥、中粗砂、瓜子石、水搅拌，搅拌速度2000～2500R/min，搅拌3分钟，形成水泥胶状材料后灌入切缝中。
实施例4
在实施例1的配方中，分别还加入粉煤灰，1级，100g。
方法中步骤(1)、(2)与实施例1相同，
步骤(3)按配方比例配置好复配材料，并与水泥、中粗砂、粉煤灰、水搅拌，搅拌速度2000R/min，搅拌3分钟，形成水泥胶状材料后灌入切缝中。
实施例5
在实施例2的配方中，分别还加入粉煤灰，1级，200g。
方法中步骤(1)、(2)与实施例2相同，
步骤(3)按配方比例配置好复配材料，并与水泥、中粗砂、瓜子石、粉煤灰、水搅拌，搅拌速度2200R/min，搅拌3分钟，形成水泥胶状材料后灌入切缝中。
实施例6
在实施例3的配方中，分别还加入粉煤灰，1级，300g。
方法中步骤(1)、(2)与实施例3相同，
步骤(3)按配方比例配置好复配材料，并与水泥、中粗砂、瓜子石、粉煤灰、水搅拌，搅拌速度2500R/min，搅拌3分钟，形成水泥胶状材料后灌入切缝中。
实施例7
在实施例1的配方中，还加入微硅粉，SiO2含量83％、比表面积300m2/kg，50g。
方法中步骤(1)、(2)与实施例1相同，
步骤(3)按配方比例配置好复配材料，并与水泥、中粗砂、微硅粉、水搅拌，搅拌速度2000R/min，搅拌3分钟，形成水泥胶状材料后灌入切缝中。
实施例8
在实施例2的配方中，还加入微硅粉，SiO2含量90％、比表面积350m2/kg，75g。
方法中步骤(1)、(2)与实施例2相同，
步骤(3)按配方比例配置好复配材料，并与水泥、中粗砂、瓜子石、微硅粉、水搅拌，搅拌速度2200R/min，搅拌3分钟，形成水泥胶状材料后灌入切缝中。
实施例9
在实施例3的配方中，还加入微硅粉，SiO2含量96％、比表面积400m2/kg，100g。
方法中步骤(1)、(2)与实施例3相同，
步骤(3)按配方比例配置好复配材料，并与水泥、中粗砂、瓜子石、微硅粉、水搅拌，搅拌速度2500R/min，搅拌3分钟，形成水泥胶状材料后灌入切缝中。
实施例10～12
在实施例4～6的配方中，分别还加入实施例7～8中的微硅粉，
方法中步骤(1)、(2)与实施例4～6相同，
步骤(3)按配方比例配置好复配材料，并与水泥、中粗砂、瓜子石、微硅粉、微硅粉、水搅拌，搅拌速度2000～2500R/min，搅拌3分钟，形成水泥胶状材料后灌入切缝中。
实施例13
在实施例1的配方中，还加入渗透结晶材料：水泥基渗透结晶母料TC-900，100g。
方法中步骤(1)、(2)与实施例1相同，
步骤(3)按配方比例配置好复配材料，并与水泥、中粗砂、渗透结晶材料、水搅拌，搅拌速度2000R/min，搅拌3分钟，形成水泥胶状材料后灌入切缝中。
实施例14
在实施例2的配方中，还加入渗透结晶材料：水泥基渗透结晶母料TC-900，120g。
方法中步骤(1)、(2)与实施例2相同，
步骤(3)按配方比例配置好复配材料，并与水泥、中粗砂、瓜子石、渗透结晶材料、水搅拌，搅拌速度2200R/min，搅拌3分钟，形成水泥胶状材料后灌入切缝中。
实施例15
在实施例3的配方中，还加入渗透结晶材料：水泥基渗透结晶母料TC-900，150g；
方法中步骤(1)、(2)与实施例3相同，
步骤(3)按配方比例配置好复配材料，并与水泥、中粗砂、瓜子石、渗透结晶材料、水搅拌，搅拌速度2500R/min，搅拌3分钟，形成水泥胶状材料后灌入切缝中。
实施例16～18
在实施例4～6的配方中，分别还加入渗透结晶材料：水泥基渗透结晶母料TC-900，100～150g
方法中步骤(1)、(2)与实施例4～6相同，
步骤(3)按配方比例配置好复配材料，并与水泥、中粗砂、瓜子石、粉煤灰、渗透结晶材料、水搅拌，搅拌速度2000～2500R/min，搅拌3分钟，形成水泥胶状材料后灌入切缝中。
实施例19～21
在实施例7～9的配方中，分别还加入渗透结晶材料：水泥基渗透结晶母料TC-900，100～150g
方法中步骤(1)、(2)与实施例7～9相同，
步骤(3)按配方比例配置好复配材料，并与水泥、中粗砂、瓜子石、微硅粉、渗透结晶材料、水搅拌，搅拌速度2000～2500R/min，搅拌3分钟，形成水泥胶状材料后灌入切缝中。
实施例22～24
在实施例10～12的配方中，分别还加入渗透结晶材料：水泥基渗透结晶母料TC-900，100～150g；
方法中步骤(1)、(2)与实施例10～12相同，
步骤(3)按配方比例配置好复配材料，并与水泥、中粗砂、瓜子石、粉煤灰、微硅粉、渗透结晶材料、水搅拌，搅拌速度2000～2500R/min，搅拌3分钟，形成水泥胶状材料后灌入切缝中。
应用实例1：
吉林省内某水库大坝混凝土路面有不规则的混凝土裂缝，裂缝为贯穿缝，且宽窄不一，裂缝走向杂乱，为保证工程质量，决定先将裂缝按原走向切割成10cm宽、10cm深的沟槽，然后用本项材料处理技术进行切缝混凝土表层处理，经工程运行观测，灌缝材料与两侧混凝土粘结较好，未有新的裂缝产生。达到了封闭混凝土坝坡裂缝的目的，确保了该工程的运行安全。
经过吉林省水利水电工程质量检测中心的材料检测，3组试块抗折、抗压强度分别为：第一组试件3天抗折强度为8.77MPa、3天抗压强度为40.59MPa、7天抗压强度50.52MPa、28天抗压强度为54.4MPa；第二组试件3天抗压强度为39.2MPa、7天抗折强度为4.47MPa、7天抗压强度44.22MPa、28天抗折强度为9.57MPa、28天抗压强度为50.82MPa；第三组试件3天抗压强度为48.72MPa、7天抗折强度为5.20MPa、7天抗压强度53MPa、28天抗折强度为10.7MPa、28天抗压强度为59.13MPa；各项指标完全达到并超过原工程设计要求。检测结果详见下表：
应用实例2：
2009年采用了该种切缝处理材料，进行了某水库大坝迎水坡混凝土板块裂缝切缝封闭处理，处理后裂缝混凝土封闭饱满，该工程现已运行1年多，经观测，目前迎水坡坝面混凝土未发现有裂缝产生。
结论：
1.该种水工混凝土裂缝切缝处理材料的组配材料购买容易，在各生产资料市场均有销售。
2.该种水工混凝土切缝处理材料配比简单，易操作，效果好。
混凝土切缝处理材料与旧混凝土结构易于结合，粘结性较好，充填切缝凝结后，膨胀系数与旧混凝土结构相当，材料不产生收缩。可作为水工混凝土不规则裂缝的切割填缝专用材料，界面层强度好，混凝土材料封闭效果好。
3.施工工艺简单
该混凝土裂缝切缝处理施工工艺简单，技术成熟、可操作性强、施工较简便。
Claims (4)
1.一种水工混凝土表层切缝封闭处理方法，其特征在于：包括下列配方和方法：
配方：各组分的重量份数比为：
通用硅酸盐水泥PO42.5 1000～1400份，
中粗砂 1100～2000份，
瓜子石，粒径0.5～1cm 0～600份，
水 300～360份，
复配材料包括下列重量份数比的原料：
聚羧酸高效减水剂 8～15份，
水泥防水剂 20～30份，
低粘度降稠保塑剂，粘度在50～100cps 0～5份，
砂浆伴侣 2～15份，
可再分散乳胶粉 1.5～15份；
方法：
(1)混凝土表层裂缝切割，切割宽度为5cm～10cm，切割深度为5cm～10cm；
(2)清理混凝土裂缝基面，清除沟槽内所有碎石块、尘土及杂质，用清水浸泡冲洗，用风机吹干，达到旧混凝土基材内部保水，外部面干，结合面无多余水分，然后进行切缝处理材料的灌注；
(3)按配方比例配置好复配材料，并与水泥、中粗砂、水搅拌，如配方中的瓜子石组分不为0，则瓜子石与水泥、中粗砂、水一并加入搅拌，搅拌速度2000～2500R/min，搅拌3分钟，形成水泥胶状材料后灌入切缝中。
2.根据权利要求1所述的水工混凝土表层切缝封闭处理方法，其特征在于：方法步骤(3)中，还加入重量份100～300份的1级粉煤灰一起搅拌。
3.根据权利要求1或2所述的水工混凝土表层切缝封闭处理方法，其特征在于：方法步骤(3)中，还加入重量份50～100份、SiO2含量83-96％、比表面积300～400m2/kg的微硅粉一起搅拌。
4.根据权利要求1或2所述的水工混凝土表层切缝封闭处理方法，其特征在于：步骤(3)中，还加入重量份100～150份的渗透结晶材料一起搅拌。
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