高渗透改性环氧在裂缝处理中的应用探讨

摘要：裂缝产生的原因是多方面，并不是由单一原因造成的，它的多因性也经常困扰着工程技术人员。通过对产生裂缝原因的分析，参照裂缝加固规范的方法，采取独特的处理方法，迎水面刚柔相济处理裂缝，是比较理想的防水和裂缝修补兼顾的材料。

关键词：裂缝；修补方法；高渗透改性环氧树脂；刚柔相济；防水补强。

一．概述

某大型培训中心地下室机电房板顶为钢筋混凝土结构，房顶板上是广场，荷载5.0KN/m2.,房顶混凝土板开裂漏水，危及机电设备安全，机电房顶板厚300mm，混凝土强度C30，顶板开裂造成三条约平行状的裂缝，通缝、裂缝宽度在0.2～0.4mm之间,每条长度在约10-15m之间，从接近板的右顶角与板长方向约成40～70角度放射状倾斜地跨越两、叁块钢筋混凝土板的短方向。如图00。

图00

板裂缝没有伸展到钢筋混凝土承重墙（地下室墙体），也没有施工荷载，因此，可以断定为由于施工状态异常而引起的板裂缝。

本工程裂缝部位既有承重要求又有防水要求，我们采用高渗透改性环氧树脂等系列材料进行防水和裂缝修补，取得了良好的效果。

板裂缝产生原因

（1）混凝土在硬化过程中，由于干缩引起体积变形、受到约束时产生的裂缝，这裂缝有时会很大，甚至会贯穿整个板厚。

（2）在厚度较大的构件中，由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。

（3）当有约束时，混凝土热胀冷缩所产生的体积收缩，因为受到约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝。再由于混凝土挠灌时太阳暴晒产生裂缝也是工程中常见的现象。

（4）混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应，析出的胶状碱――硅胶从周围介质中吸水膨胀，体积增大，从而使混凝土胀裂产生裂缝。

（5）在炎热大风天气，混凝土表面蒸发过快，造成混凝土内部水化热过高，在混凝土浇灌数小时后仍处于塑性状态，易产生塑性收缩裂缝。

裂缝修补的方法

规范中常用以下4种方法：

（1）表面封闭法：利用混凝土表层微细独立裂缝（裂缝宽度w ≤0.2 mm）或网状裂纹的毛细作用吸收低黏度且具有良好渗透性的修补胶液，封闭裂缝通道。对楼板和其他需要防渗的部位，尚应在混凝土表面粘贴纤维复合材料以增强封护作用。

（2）注射法：以一定的压力将低黏度、高强度的裂缝修补胶液注入裂缝腔内； 此方法适用于0.1mm ≤w ≤0.15 mm静止的独立、贯穿性裂缝以及蜂窝状局部缺陷的补强和封闭。

（3）压力注浆法：在一定时间内以较高压力将修补裂缝用的注浆料压入裂缝腔内；此法适用于处理大型结构贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷以及深而蜿蜒的裂缝。

（4）填充密封法：在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出槽深和槽宽分别为小于20mm和15mm的U形沟槽，然后用改性环氧树脂或弹性填缝材料充填，并粘贴纤维复合材料以封闭其表面，此法适用于处理w ＞0.5mm和活动裂缝和静止裂缝。

因本工程机电房房顶钢筋混凝土板属于非承载力引起的裂缝，按规定应采用适当的加固方法进行加固。参照上面4种裂缝修方法，我们根据所选材料特性进行迎水面、刚柔相济的裂缝修补方法：【1】采用高渗透改性环氧树脂进行无压力灌缝。它能在自然常温状态下渗入微细孔隙（0.005mm）中牢固粘结，并固结成高聚物，强度与混凝土相当，而且，固化时间和强度可以按需要进行调节3～15h或更长时间，可渗入K ≥10-5cm/s的介质中，起始粘度低2～12.5mpa・s；【2】开槽复位。将高渗环氧树脂调入水泥成糊状，填充裂缝开凿的槽位；【3】柔性材料涂膜2mm厚。将高柔聚脂涂布在开槽位宽度范围，若裂缝继续活动可以弹性地保持防水，断裂伸长率450%；【4】表面封闭。将聚合物防水添加剂与水泥、砂按比例拌合后作保护层进行封闭，抗压强度≥25Mpa,抗渗标号≥15Mpa。以上所用材料性能均满足相关规范的规定，其中高渗透改性环氧树脂技术性能满足《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006的相关规定。裂缝修补方法详见图01：

图01.

四．工程实例

工程施工过程：

①清理基面寻查裂缝――②钻孔开槽――③灌浆――④封闭孔洞、槽位修复――⑤高柔性防水材料涂膜――⑥表面复原――⑦检验

①清理基面寻查裂缝。凿开混凝土表面浮浆，清扫干净后用湿布轻轻擦印，理出裂纹。

②钻孔开槽。先钻孔：沿裂缝伸展方向约300mm处开始钻孔，钻孔间距200mm，稍倾斜一定的角度骑缝钻入,孔径12mm，孔深70mm；后开槽：开U型槽，宽60mm，深30mm。作用：沿裂缝伸展开始钻孔，能保证末清查的和稍有发展的裂缝在处理范围内，骑缝钻孔能较有保证地跨越裂缝面，有利于浆液的有效渗透。

③灌浆。采用高渗透性改性环氧树脂，双组份。灌浆后约1h机房顶板底部，顺着裂缝板底先出现水印（由于材料的憎水性，渗入后原结构内的水份被挤出），然后，接着慢慢出现浆液材料的棕色，经4h后固化（详见附图-02）。转下道工序。

附图-02 高渗环氧从板面孔内顺着裂缝渗透过板底。

④封闭孔洞、槽位修复。 用高渗透性改性环氧材料拌入水泥，调至糊状，灌入孔洞槽位深度达到原槽深度约2/3（详见附图-03）。用作补偿因钻孔开槽损失的体积和强度。固化后转下道工序。

附图-03左图为槽位修复附图-04右图为高柔聚脂防水涂料涂膜附图-05

⑤高柔聚脂防水涂料涂膜。涂膜2-3次，涂膜厚度2mm，在最后一遍涂膜尚未固化时撒布120目的砂粒约0.1kg/m2（详见附图-04）。经固化后转下道工序。

⑥表面复原。采用聚合物防水添加剂与一般水泥砂浆调和修补复原相同。作用为保护柔性防水层和开槽位置复原封闭（详见附图-05）。

⑦由于钢筋混凝土板属于非承载力引起的裂缝，按规范规定裂缝没有补强要求时，可以不进行钻蕊检验，仅进行一般的泡水试验，检查防水功能。

该裂缝修补工程经使用后至今没有漏水，满足使用要求，得到该项目相关工程技术人员的好评。

五．结论

通过本工程裂缝修补可以说明：（1）高渗透性改性环氧树脂材料与其它补强材料相比，在无需加压的状态下，能更穿透细微结构内部进行固化、稳定、耐用，效果良好，是其它补强材料所难以达到的。（2）在裂缝处理中采用迎水面、刚柔相济的修补方法是处理裂缝的关键；（3）由于高渗透性改性环氧树脂材料的不同用法，不但恢复了结构整体的力学性能，还免除了按规范要求的“尚应在混凝土表面粘贴纤维复合材料以增强封护作用”的做法， 即：采用高渗环氧与水泥调合和聚合物防水添加剂与水泥砂浆调和进行修补复原，与一般补强材料相比，大大地减少了裂缝处理的成本，与一般防水材料相比，虽然造价稍有增加，同时也增加了补强功能。此外，还具有一般防水工程无法相比的耐久性；（4）高渗环氧材料是比较理想的防水和裂缝修补兼顾的材料。

参考文献

【1】蒋长寿 塘口水电站大坝水工混凝土裂缝处理，2007.12: 34

【2】混凝土结构加固设计规范GB50367-2006

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。