论文部分内容阅读
摘要：本文通过对峰峰矿区滏阳河橡胶坝泵房工程混凝土裂缝产生原因进行分析，采取的措施；重点对水泥基渗透结晶型防水材料的施工工艺及施工方案的优缺点进行阐述。
关键词：混凝土裂缝原因分析措施施工工艺
中图分类号：U215.14 文献标识码：A 文章编号：
1、工程概况
峰峰矿区滏阳河橡胶坝坝高6.5米，为我国最高橡胶大坝，该橡胶坝枢纽由橡胶坝、观景平台、泄水渠道和管理房四部分组成。橡胶坝在河床底部宽度为81.6 m，顶部宽度为108.4m，坝顶高程选定为114.0m，橡胶坝高度为6.5m；泄水渠道布置在左岸，宽度为12.6m，长度为73m ；观景平台布置在泄水渠道上，长度为89m，宽度为14.8m。左岸护坡桩为88根，保护长度为105m，在护坡桩之间设两排土锚索。管理用房布置在左岸河道转弯处。枢纽建筑物沿坝轴线总宽度为126.0m。当滏阳河橡胶坝充水到4m左右坝高时，发现在左岸泵房顶板出现一道贯穿型裂缝，裂缝是沿斜坡方向的横缝，缝宽在0.1---0.2mm，缝长10.5m，沿缝有渗水，个别点有射水，渗水量在0.5—1m3/d。
2、裂缝产生原因分析
混凝土产生裂缝产生的原因有结构受力、基础不均匀沉陷和施工温度应力、干裂。
2.1结构受力：
泵房頂板沿斜坡方向的长度为10.6m，纵向长度为21m，板的长边与短边的比值为1.98，基本属于单向板。板的荷载为混凝土的自重和水荷载，从板的弯矩分布看，弯矩最大断面在板的下角，如果是结构受力产生的裂缝，这个裂缝应为水平纵向缝。现在发现的缝为横向缝，所以这条缝不是因受力产生的。
2.2基础不均匀沉陷：
在现场检查了泵房左右侧立墙和底板，均未发现裂缝，所以顶板裂缝不是由于基础不均匀沉陷造成的。
2.3施工中的温控和混凝土的干缩
混凝土在凝固的过程中会产生水化热，混凝土中水泥用量越多，产生的水化热越大。峰峰矿区商品混凝土的骨料中缺少粗砂，对同一标号混凝土，水泥用量就多，水化热也多，根据初步计算，混凝土在这一段的龄期内绝热温升在40℃，由于施工中没有冷却水系统，混凝土中的温度降不下来，混凝土中产生的温度应力，会使混凝土产生裂缝；另外，混凝土的干缩也会产生裂缝。
3、裂缝修补施工工艺
从现场情况看，顶板出现裂纹为施工中水泥温控不到位，因为天气温差原因，混凝土随着冷热受力不均，出现了混凝土裂缝的状况，从裂缝处向泵房内漏水。根据现场施工经验，拟采用两种防水工艺进行施工，第一种用水泥基渗透结晶型防水材料，填缝处理，待防水材料凝固后，进行第二种用发泡聚氨酯注浆堵漏，注浆后，再用防水材料在裂纹处刮两遍5mm厚防水材料，这样能更有效的防止再次出现漏水现象。
3.1首先根据水泥基渗透结晶型防水材料能够提高混凝土强度、具有自我修复能力、抗渗压高、防腐性能优异、透气性好、稳定性高的性能和特点采用水泥基渗透结晶型防水材料，填缝处理。
3.1.1施工要点
施工要点是把混凝土细小裂纹处进行人工剔凿，剔凿面为5cm左右、深度3cm左右，用水泥基渗透结晶型防水材料加胶来填补裂纹处，修补裂纹处。根据现场的混凝土厚度分二步分别植入10cm和30cm的针头部分注浆的方法来确保不再漏水
3.1.2施工材料及机具
施工材料为：水泥基渗透结晶型防水材料。
材料器具为：刮板、抹子、开刀、打料电钻、水桶。
3.1.3施工步骤
a、基层处理。施工基面必须完整、坚固、干净、无积水、无尘土、油渍及其他污染物，基面应修凿、清理，进行堵缝、补强、找平处理。
b、刮涂用刮板压抹。先做边角和结构复杂部位，后做平整表面，每两遍之间刮涂方向相互垂直，使相互衔接厚度均匀，必须在上一遍终凝后（以不沾手为准）。因该材料的活性成分是以水为载体，才能向混凝土内部渗透和结晶，因此在涂刷前应充分湿润混凝土基层，（可用刷子将水刷在混凝土上），但注意不得有明水。
3.2用发泡聚氨酯注浆堵漏
根据发泡聚氨酯止水剂与水接触立刻起化学反应而膨胀、高膨胀剂、高硬度、低韧性、不干缩，与基材黏着力强且抗化学性佳的性能。以高扭力低转速电钻（750w280-650rpm）钻孔后，用快扭紧装置将高压拟止注射器与钻孔牢固结合，并以6000psi之注射力，快速连接至高压管装置，将药剂在短时间内注入混凝土微裂缝内，与水作用后迅速分散、乳化、膨胀、固结，形成固结弹性体填充混凝土裂缝，达到止水堵漏目的。
3.2.1施工要点
待防水材料凝固后，发泡聚氨酯注浆堵漏，用高压注射修补工法系在一定时间内将修补材料以高压泵加压20MPA ---40MPA的方式注入微裂缝内，修补材料在压力泵作用下能渗透至微裂缝，从而达到真正止水堵漏的目的。
3.2.2注浆机具
使用材料及机具；高压注射机、高压拟止注射器（注射针头）、灌注材料（发泡聚氨酯）、快干水泥、电钻。
3.2.3施工步骤
a、把原有基层清洗干净、无积水、尘土、及污物；
b、找出混凝土裂纹处，用电镐剔凿裂纹处；
c、用水泥基渗透结晶型防水材料填补裂纹处，待其凝固后植入注浆针头；
d、机械注浆；
e、注浆后用抹子刮板刮此防水材料。
3.2.4施工工艺流程：裂纹处剔凿处理-水泥基渗透结晶型防水材料-填补裂纹处-电锤打孔植入注浆针头机械注。
3.2.5养护：喷水、盖湿物、涂养护液等。涂层不会被洒水损坏时可以用水养护，养护期不少于72小时。
4、方案的优缺点
虽然水泥基渗透结晶型防水材料适用于需要永久防水的各种混凝土结构的内外表面或本体的防水与修缮，其活性化合物向混凝土内部渗透，在孔隙和裂缝中形成大量不溶于水的长链状结晶，填表塞毛细孔道，从而使混凝土致密、防水。但是在长期有水压存在的情况下采用水泥基渗透结晶型防水材料大面积运用于泵房防水工程上尚属首次，其属于刚性防水材料，一旦结构开裂，防水涂层就会失去效果。因为防水材料是用来防水的，不是用于防止结构开裂的，即便是柔性防水材料，一旦受到牵拉变形，谁也不能保证其是否还有防水效果。
4、建议与结论
裂缝是混凝土工程中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，建议对峰峰矿区滏阳河橡胶坝泵房工程混凝土裂缝进行认真研究，采用合理的方法进行处理，有效的防止再次出现漏水现象，才能保证建筑物安全、稳定地工作。
关键词：混凝土裂缝原因分析措施施工工艺
中图分类号：U215.14 文献标识码：A 文章编号：
1、工程概况
峰峰矿区滏阳河橡胶坝坝高6.5米，为我国最高橡胶大坝，该橡胶坝枢纽由橡胶坝、观景平台、泄水渠道和管理房四部分组成。橡胶坝在河床底部宽度为81.6 m，顶部宽度为108.4m，坝顶高程选定为114.0m，橡胶坝高度为6.5m；泄水渠道布置在左岸，宽度为12.6m，长度为73m ；观景平台布置在泄水渠道上，长度为89m，宽度为14.8m。左岸护坡桩为88根，保护长度为105m，在护坡桩之间设两排土锚索。管理用房布置在左岸河道转弯处。枢纽建筑物沿坝轴线总宽度为126.0m。当滏阳河橡胶坝充水到4m左右坝高时，发现在左岸泵房顶板出现一道贯穿型裂缝，裂缝是沿斜坡方向的横缝，缝宽在0.1---0.2mm，缝长10.5m，沿缝有渗水，个别点有射水，渗水量在0.5—1m3/d。
2、裂缝产生原因分析
混凝土产生裂缝产生的原因有结构受力、基础不均匀沉陷和施工温度应力、干裂。
2.1结构受力：
泵房頂板沿斜坡方向的长度为10.6m，纵向长度为21m，板的长边与短边的比值为1.98，基本属于单向板。板的荷载为混凝土的自重和水荷载，从板的弯矩分布看，弯矩最大断面在板的下角，如果是结构受力产生的裂缝，这个裂缝应为水平纵向缝。现在发现的缝为横向缝，所以这条缝不是因受力产生的。
2.2基础不均匀沉陷：
在现场检查了泵房左右侧立墙和底板，均未发现裂缝，所以顶板裂缝不是由于基础不均匀沉陷造成的。
2.3施工中的温控和混凝土的干缩
混凝土在凝固的过程中会产生水化热，混凝土中水泥用量越多，产生的水化热越大。峰峰矿区商品混凝土的骨料中缺少粗砂，对同一标号混凝土，水泥用量就多，水化热也多，根据初步计算，混凝土在这一段的龄期内绝热温升在40℃，由于施工中没有冷却水系统，混凝土中的温度降不下来，混凝土中产生的温度应力，会使混凝土产生裂缝；另外，混凝土的干缩也会产生裂缝。
3、裂缝修补施工工艺
从现场情况看，顶板出现裂纹为施工中水泥温控不到位，因为天气温差原因，混凝土随着冷热受力不均，出现了混凝土裂缝的状况，从裂缝处向泵房内漏水。根据现场施工经验，拟采用两种防水工艺进行施工，第一种用水泥基渗透结晶型防水材料，填缝处理，待防水材料凝固后，进行第二种用发泡聚氨酯注浆堵漏，注浆后，再用防水材料在裂纹处刮两遍5mm厚防水材料，这样能更有效的防止再次出现漏水现象。
3.1首先根据水泥基渗透结晶型防水材料能够提高混凝土强度、具有自我修复能力、抗渗压高、防腐性能优异、透气性好、稳定性高的性能和特点采用水泥基渗透结晶型防水材料，填缝处理。
3.1.1施工要点
施工要点是把混凝土细小裂纹处进行人工剔凿，剔凿面为5cm左右、深度3cm左右，用水泥基渗透结晶型防水材料加胶来填补裂纹处，修补裂纹处。根据现场的混凝土厚度分二步分别植入10cm和30cm的针头部分注浆的方法来确保不再漏水
3.1.2施工材料及机具
施工材料为：水泥基渗透结晶型防水材料。
材料器具为：刮板、抹子、开刀、打料电钻、水桶。
3.1.3施工步骤
a、基层处理。施工基面必须完整、坚固、干净、无积水、无尘土、油渍及其他污染物，基面应修凿、清理，进行堵缝、补强、找平处理。
b、刮涂用刮板压抹。先做边角和结构复杂部位，后做平整表面，每两遍之间刮涂方向相互垂直，使相互衔接厚度均匀，必须在上一遍终凝后（以不沾手为准）。因该材料的活性成分是以水为载体，才能向混凝土内部渗透和结晶，因此在涂刷前应充分湿润混凝土基层，（可用刷子将水刷在混凝土上），但注意不得有明水。
3.2用发泡聚氨酯注浆堵漏
根据发泡聚氨酯止水剂与水接触立刻起化学反应而膨胀、高膨胀剂、高硬度、低韧性、不干缩，与基材黏着力强且抗化学性佳的性能。以高扭力低转速电钻（750w280-650rpm）钻孔后，用快扭紧装置将高压拟止注射器与钻孔牢固结合，并以6000psi之注射力，快速连接至高压管装置，将药剂在短时间内注入混凝土微裂缝内，与水作用后迅速分散、乳化、膨胀、固结，形成固结弹性体填充混凝土裂缝，达到止水堵漏目的。
3.2.1施工要点
待防水材料凝固后，发泡聚氨酯注浆堵漏，用高压注射修补工法系在一定时间内将修补材料以高压泵加压20MPA ---40MPA的方式注入微裂缝内，修补材料在压力泵作用下能渗透至微裂缝，从而达到真正止水堵漏的目的。
3.2.2注浆机具
使用材料及机具；高压注射机、高压拟止注射器（注射针头）、灌注材料（发泡聚氨酯）、快干水泥、电钻。
3.2.3施工步骤
a、把原有基层清洗干净、无积水、尘土、及污物；
b、找出混凝土裂纹处，用电镐剔凿裂纹处；
c、用水泥基渗透结晶型防水材料填补裂纹处，待其凝固后植入注浆针头；
d、机械注浆；
e、注浆后用抹子刮板刮此防水材料。
3.2.4施工工艺流程：裂纹处剔凿处理-水泥基渗透结晶型防水材料-填补裂纹处-电锤打孔植入注浆针头机械注。
3.2.5养护：喷水、盖湿物、涂养护液等。涂层不会被洒水损坏时可以用水养护，养护期不少于72小时。
4、方案的优缺点
虽然水泥基渗透结晶型防水材料适用于需要永久防水的各种混凝土结构的内外表面或本体的防水与修缮，其活性化合物向混凝土内部渗透，在孔隙和裂缝中形成大量不溶于水的长链状结晶，填表塞毛细孔道，从而使混凝土致密、防水。但是在长期有水压存在的情况下采用水泥基渗透结晶型防水材料大面积运用于泵房防水工程上尚属首次，其属于刚性防水材料，一旦结构开裂，防水涂层就会失去效果。因为防水材料是用来防水的，不是用于防止结构开裂的，即便是柔性防水材料，一旦受到牵拉变形，谁也不能保证其是否还有防水效果。
4、建议与结论
裂缝是混凝土工程中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，建议对峰峰矿区滏阳河橡胶坝泵房工程混凝土裂缝进行认真研究，采用合理的方法进行处理，有效的防止再次出现漏水现象，才能保证建筑物安全、稳定地工作。