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结构加固系统

混凝土裂缝修补灌缝胶

 

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混凝土裂缝修补灌缝胶

混凝土裂缝修补灌缝胶

1. 建筑结构裂缝灌浆补强加固概述

1.1 裂缝类型划分

    混凝土结构的裂缝,按其成因可分为结构性裂缝和非结构性裂缝,按其表现形式可划分为静止裂缝、活动裂缝和尚在发展的裂缝。

(1)结构性裂缝:由外荷载引起的裂缝,其分布及宽度与外荷载有关。这种裂缝出现,预示着结构承载力可能不足或者存在其它严重问题。

(2)非结构性裂缝:由变形引起的裂缝,如温度变化、混凝土收缩等因素引起的裂缝。这种裂缝对桥梁的承载能力影响较小。

(3)静止裂缝:形态、尺寸和数量已稳定不再发展的裂缝。

(4)活动裂缝:宽度在现有环境和工作条件下始终不能稳定、易随着结构构件的受力、变形或环境温度、湿度变化而时张、时闭的裂缝。

(5)尚在发展的裂缝:长度、宽度和数量尚在发展,但经历一段时间后发展将会终止的裂缝。

1.2 裂缝形态检查:一般以裂缝两端的实际走向长度定为裂缝长度,可用钢尺丈量测量。

1.2.2 裂缝宽度检查:一般以裂缝宽处的尺寸作为裂缝宽度,可用钢尺、裂缝卡、裂缝读数放大镜逐条测量。

1.2.3 裂缝深度检查:一般以构件表面到构件未裂部位的距离尺寸作为裂缝深度,可由钻芯取样法、超声波法(含地质雷达法)和灌注彩色液体法进行测量。

1.2.4 裂缝发展检查:混凝土结构裂缝的发展,通过检查裂缝的数量增加,裂缝长度、宽度和深度的增大,确定裂缝的发展。

1.3 裂缝成因分析

内因:混凝土结构、构件材料质量缺陷,截面尺寸不足、设计、施工、养护失误等。

外因:结构超载、位移约束、温度、收缩、徐变影响、灾害损坏影响等。

    注意:混凝土结构、构件因承载力不足而产生的裂缝,开裂只是结构、构件承载力下降的一种表面征兆和构造性的反应,并非导致其承载力下降的实质性原因,故不可能通过单纯的裂缝修补来恢复其承载功能。  

1.4 裂缝修补作用

(1)抵御诱发钢筋锈蚀的介质侵入,延长结构使用时长;

(2)通过对混凝土补强保持结构、构件的完整性;

(3)恢复结构的使用功能,提高其防水、防渗能力;

 

(4)摆脱裂缝对人们形成的心理压力;

(5)改善结构外观。

1.5 裂缝修补技术规范

(1)中国标准《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367-2006);

(2)行业建议性标准《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T J22-2008 );

(3)行业建议性标准《公路桥梁加固施工技术规范》(JTG/T J23-2008 );

2. 裂缝补强加固技术混凝土裂缝灌缝胶修补料

2.1 裂缝补强加固原则

2.1.1 规范原则

(1)可靠性鉴定确认必须修补的裂缝,应根据裂缝的种类进行修补设计,确定修补材料、修补方法和时间。

(2)混凝土结构因承载力不足引起的裂缝,除按规范规定的适用修补方法进行修补外,还应采用适当的加固方法对结构进行补强和加固。

2.1.2 技术原则

——静止裂缝

    1)可即时进行修补;

2)依据裂缝粗细和干湿环境选择修补材料和修补方法。

——活动裂缝

    1)修补时,应先除去其成因,并观察一段时间,确认已稳定后,再按静止裂缝的处理方法进行修补;

    2)对于不能除去所有成因的裂缝,但确认对结构、构件不构成危害时,可使用具有弹性和柔韧性的材料进行修补。

——尚在发展的裂缝

    1)不可即时进行修补;

    2)应待裂缝停止发展后再进行适应方法的修补或加固。

2.2 裂缝修补方法

(1)规范规定且工程常用的4种裂缝修补方法如表2.2所示。

(2)根据工程需要,4种裂缝修补方法可组合使用,以求达到好的修补结果。

混凝土裂缝灌缝胶修补料

 

表2.2  混凝土结构裂缝修补方法一览表

方 法

名 称

方  法  特  点  和  功  能

方法适用条件

表面封闭

修补法

利用混凝土表层微细独立裂缝或网状裂纹的毛细作用吸收低粘度且具有良好渗透性的裂缝封闭修补胶液封闭裂缝通道,提高结构的耐久性。对有防渗要求的结构部位,还应在裂缝表面粘贴玻璃纤维布(GF布)或碳纤维布(CF布)以增强封护作用。

裂缝宽度w<0.15mm

灌缝胶注射

修补法

 以一定的压力将低粘度、高强度的高分子聚合物裂缝灌缝胶注射入裂缝内,胶液固化后将开裂两侧的混凝土连接成结构整体;胶液还能进一步渗透到裂缝周围的混凝土毛细缝隙中,形成较宽的加固带,并能沿着钢筋走向渗透,保护钢筋和增加钢筋与混凝土的粘合力,起到对裂缝修整和恢复并对结构局部增强并提高耐久性的作用。

0.1mm≤ w ≤1.5mm的静止型独立裂缝、贯穿性裂缝以及蜂窝状混凝土局部缺陷的补强和封闭

压力注浆

修补法

 在一定的时间内,以较高的压力将修补裂缝的超细无收缩水泥注浆料、改性聚合物水泥注浆料及不回缩微膨胀水泥注浆料压入裂缝腔内,填实混凝土结构裂缝空间形成结构整体。

w ≥0.15mm的静止型裂缝、大型结构的贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷以及深而蜿蜒的裂缝

填充密封

修补法

 在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出或切出槽深和槽宽分别≮20mm和15mm的U型沟槽,然后用改性环氧树脂或弹性填缝材料充填,并粘贴GF布或CF布封闭其表面;当为活动裂缝时,槽宽按15mm+5 w max确定。

w ≥0.5mm的活动裂缝和静止裂缝

 

2.3 裂缝修补材料

2.3.1  JGN804改性环氧树脂灌缝胶

(1)性能特点:

l 粘度很低、渗透力强,能注入0.1mm宽的微裂缝。

l ·抗老化、耐介质(酸、碱、水)性能好。

l ·不含挥发性溶剂、硬化时不收缩。

l ·固化后韧性和抗冲击能力优异。

(2)性能指标

GB/T50728-2011《工程结构加固材料签定技术规范》Ⅰ类A级胶

检验项目

性能指标

胶体性能

抗拉强度(MPa)

≥25

受拉弹性模量(MPa)

≥1.50×103

伸长率(%)

≥1.7

抗弯强度(MPa)

≥30,且不得呈破裂状破坏

抗压强度(MPa)

≥50

无约束线性收缩率(%)

≤0.3

粘结能力

钢对钢拉伸抗剪强度标准值(MPa)

≥15

钢对钢对接抗拉强度(MPa)

≥20

钢对干态混凝土正拉粘结强度(MPa)

≥2.5,且为混凝土内聚破坏

钢对湿态混凝土正拉粘结强度(MPa)

≥1.8,且为混凝土内聚破坏

 

2.3.2 CGM聚合物水泥柱酱料

(1)裂缝修补的CGM聚合物水泥注浆料的性能指标如下:

聚合物水泥注浆料的性能指标

序号

检验项目

性能指标

1

竖向膨胀率(%)

3h

≥0.10

4h与3h之差值

≥0.020

2

流动度(mm)

初始值

≥380

30min保留值(%)

≥90

3

抗压强度(MPa)

3d

≥25

7d

≥35

28d

≥55

4

抗折强度(MPa)

7d

≥5

28d

≥8

5

劈裂抗拉强度(MPa)

7d

≥3

28d

≥4

6

泌水率(%)

0

7

与混凝土的正拉粘结强度(MPa)

28d

≥1.5,且为混凝土内聚破坏

 

 

(2)CGM聚合物水泥注浆料是一种以高强度水泥、聚羧酸类超塑化剂、多元矿物质材料为主要改性组分的水泥基灌浆材料,具有流动性好、微膨胀、有一定韧性、与混凝土粘结力强、防腐耐久的特点,适用于混凝土结构裂缝宽度大于3mm以上裂缝的灌注修补及外包钢加固等。

2.3.3 改性环氧树脂封缝胶

检验项目

技术要求

检验结果

粘结力

钢对钢拉伸抗剪强度

≥15MPa

15.8MPa

钢对C45混凝土

正拉粘结强度

≥2.5MPa,且为混凝土内聚破坏

2.8MPa,混凝土内聚破坏

不会发物含量,%

≧99

99.2

 

2.3.4 活动裂缝修补材料

(1)主要采用无流动性的硅酮、聚硫橡胶、改性丙烯酸酯、聚氨酯等柔性的嵌缝密封胶类修补材料。

(2)活动裂缝修补材料还可用于混凝土与其它材料接缝界面干脆性裂隙的封堵。

2.3.5 潮湿环境裂缝修补材料

(1)含水率>8%的混凝土构件,裂缝修补材料应选用JGN804改性环氧树脂灌缝胶(水下固化型)、灌缝胶(水中固化型);

(2)含水率>8%的混凝土构件,有条件干燥使其含水率下降时,可选用一般的通用型JGN804改性环氧树脂灌缝胶和封缝胶。

2.4  裂缝修补施工技术

2.4.1 裂缝表面封闭施工技术

2.4.1.1 涂刷树脂胶液表面封闭施工技术

(1)先对裂缝封闭范围的混凝土表面采用手提砂轮机打磨除去表层污渍,打磨范围应超出裂缝四周各200mm,打磨到露出混凝土新面,经检查合格后,再用吹风机或空压机吹风清洁,并用丙酮涂刷或擦拭进一步清洁裂缝封闭范围的混凝土表面。

(2)按照设甲∶乙=3∶1的质量比配兑环氧树脂封缝胶,用毛刷或胶辊粘胶涂刷于要求裂缝封闭的混凝土表面。封缝胶应分两次纵横向涂刷,后次纵向(或横向)涂刷应在前次横向(或纵向)涂刷胶液成膜并指触干燥时进行。每次涂刷应细密重迭和均匀,保证涂刷胶液不流淌或流淌后应即时补刷,胶液固化后胶膜均匀、密实封闭裂缝。

2.4.1.2 刮涂JGN806改性环氧树脂修补胶表面封闭施工技术

(1)先对裂缝封闭范围的混凝土表面打磨除去表层污渍,打磨范围应超出裂缝四周各200mm,打磨到露出混凝土新面为止,然后吹风清洁和用丙酮擦拭清洁干净混凝土表面。

(2)按照A∶B=3∶1的质量比设计要求配制JGN806改性环氧树脂修补胶,每次配兑的胶泥数

 

量以1小时内能刮涂施工完毕为宜,配好的修补胶的黏稠度,应既便于施工,又能保证工程质量。

(3)采用灰刀和刮板将修补胶拌和均匀、密实地刮涂和抹压在裂缝封闭范围的混凝土表面,修补胶应纵横向刮涂和反复抹压,刮涂、抹压次数不小于3次;先刮涂、抹压的方向应垂直于裂缝走向,使尽可能多的胶泥抹压进入裂缝内部,并与混凝土粘接牢固;修补胶固化(硬化)后膜层应密实和均匀,无裂缝和孔洞。

(4)封缝胶泥硬化后,构件表面应打磨平顺。

2.4.2 裂缝压注灌缝胶修整、恢复施工技术

(1)骑缝打磨裂缝范围的混凝土表面并吹风清洁干净,打磨范围应超出裂缝四周各50~100mm。

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(2)骑缝粘贴固定专用注射器的基座,要求基座正中对准裂缝正中,基座间距一般为200~400mm(即每延米裂缝粘贴3~6个),基座间裂缝表面刮涂环氧树脂改性环氧树脂封缝胶进行严密封闭防止压注时灌缝胶从基座间裂缝中溢出。

 (3)按设计要求和产品说明书要求配兑干燥型或水下型JGN804该项环氧树脂灌缝胶,每次配兑的灌缝胶数量以一次压注完胶液不在注射器内发热、变稠和凝胶为限,做到专人配兑、专人检核、称量准确、搅拌均匀、即配即用。

 (4)先将灌缝胶吸入注射器并用活动卡条固定,再将注射器装入基座拧紧固定,全部注射器安装完毕后松开固定卡条,使灌缝胶在注射器配套专用压力筋作用下低速低压连续自动地将灌缝胶源源不断地压入裂缝深处,一个注射器的灌缝胶注射完毕,立即换上另一个预先吸满灌缝胶的注射器继续压注,直到裂缝灌满为止。

 (5)灌缝胶固化8小时后撤除注射器,剔除封缝胶,用手提砂轮机打磨平顺并吹风清洁干净,自检后报工程监理和质监单位检查验收。

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2.4.3 裂缝注浆修补施工施工技术

(1)注浆孔分为直接在裂缝表面固定注浆嘴(适用于一般结构缝深≤1.2m的裂缝)和钻孔埋管两种。钻孔埋管方式又分为骑缝孔(适用于缝深1~2m的裂缝)和穿缝斜孔(适用于深层裂缝)两种。

(2)钻孔的孔径为Φ20,孔深为100~150mm,孔距为800~1000mm,为避免钻孔底部偏离缝面,管底距孔底要保留1/3孔深距离,即灌浆管仅埋入孔深的2/3左右,并防止砂浆堵孔。

(3)注浆嘴设置间距一般为200~500mm,应设置在裂缝交叉点,裂缝较宽处和端部;注浆嘴或埋管固定好后,其间裂缝用环氧树脂封缝胶进行封缝。

(4)进行压浆设备的适用性检查和试压,保证其流动度和适应性,试压在封缝胶泥固化后进行。若试压气压达到0.5MPa时某注浆嘴仍不通气,则说明该部位与其它压浆嘴未连通,应重新埋设注浆嘴,并缩短注浆嘴的间距;若封缝处肥皂水鼓泡,则说明该处漏气,封缝不严密,应重新封缝。在压气检验中应注意吹净缝内及孔内灰尘及粉末。

(5)按照设计要求试配小批量注浆料送监理和质监单位试验检查合格后,正式配兑大批量注浆料,按设计压力对各压浆嘴逐个进行压浆。竖向裂缝压浆时,应按从下向上顺序进行;对板

面贯穿性裂缝,宜从下向上注浆。

(6)注浆过程中出现下列标志之一者,均表明裂缝处注浆饱满,可转入下一个注浆嘴继续注射,直到整条裂缝注满为止:

   1)在注浆压力下,上部注浆嘴有浆液流出,应及时以封缝胶或堵头堵孔封闭上部注浆嘴,并维持原工作压力1~2min;

   2)当存留在注浆器中的浆液(不得发热、变稠)>5min内未见注入,或吸浆率小于0.05L/min;

(7)裂缝内的注浆料全部凝固后,撤除压浆嘴,剔除封缝胶并打磨平顺、吹风清洁干净。

(8)深层裂缝注浆,一般情况下骑缝孔和穿缝斜孔两种钻孔并用。此时,骑缝孔先作排水、排气用,待穿缝斜孔灌浆后,再灌骑缝孔。建筑结构裂缝用什么材料修补、修补裂缝材料厂家单位名称:北京中德新亚建筑技术有限公司

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