混凝土缺陷修复技术1资料.docx

1、混凝土缺陷修复技术1资料混凝土表面修复施工技术一、混凝土表面缺陷修补 (一)修补要求 混凝土表面缺陷包括蜂窝、麻面、凸凹错台、外形走样、风化开裂、表面磨损、空蚀(亦称气蚀)坑洞等。 1)选用的修补材料，除了满足建筑物运行的各项要求外，其本身的强度、耐久性、与老混凝土的粘结强度等，均不得低于老混凝土的标准； 2)当修补区位于空蚀敏感区，混凝土表面的不平整度应符合防止空蚀的要求，参见附录I中“三、抗空蚀耐磨损混凝土施工”部分； 3)当修补区位于有观瞻要求的部位，修补材料应有与老混凝土相一致的外观； 4)修补时应将不符要求的混凝土彻底凿除，清除松动碎块、残渣，凿成陡坡，再用高压风水冲洗干净； 5)对

2、渗水、漏水的部位，应采用速凝材料堵漏(如快凝水泥、丙凝、水泥-水玻璃、快燥精等)和将外漏部位埋管集中引出再快速封堵。漏水堵住后，即进行修补。 (二)修补方法 首先分析产生缺陷的主要原因，根据混凝土表面的工作要求、施工技术条件，选择修补方法。常用的修补方法参见表7-1。 (三)修补工艺 1干硬性水泥预缩砂浆 (1)施工程序：凿毛冲洗并清除表面积水一拌预缩砂浆一涂水泥素浆(水灰比0.40.5)分层铺料、捣实一抹面一养护。 (2)材料要求及配合比：水泥宜选用与原混凝土同品种的高标号新鲜水泥；选用质地坚硬的、并经过2.5 mm孔径筛过的砂，其细度模数控制在1.82.2；水灰比为0.30.4，灰砂比为1

3、.21：2.6；为提高砂浆强度，改善和易性，可加入适量的外加剂(如木质素磺酸钙、高效能减水剂)。砂浆配合比参见表7-2。 (3)施工方法：材料称量后进行拌和(合适的加水量拌出的砂浆以手握成团，手上有湿痕而无水膜)，用塑料布遮盖，存放0.51 h；然后按施工程序分层(每层厚45 cm)铺料和捣实(捣实后的层厚23 cm)，每层捣实到表面出现少量浆液为度，顶层用抹刀反复抹压至平整光滑；最后，覆盖养护68 h。 (4)质量鉴定：修补后砂浆强度达50 kgfcm。以上时(施工时抽样成型决定强度)，用小锤敲击表面，声音清脆者合格，声音发哑者凿除重修。表7-1 混凝土表面缺陷常用修补方法修补方法干硬性水泥

4、预缩砂浆氯偏砂浆环氧砂浆细骨料混凝土水泥喷浆材料性能抗压强度(kgfcm2)4005005007008001000500600350500粘接强度(kgfcm2)20左右30左右305020301020抗冲耐磨性良良优良一般适用条件流速(ms)3030453020一般厚度(cm)2.51015152040112适用范围高流速区，平面、立面局部修补高流速区，平面、立面局部修补、修补后浸水和水中养护工程高流速区，检修条件困难的表面修补表面孔洞、坑塘及高流速区的大面积底板修补高流速区，立面、顶面修补及结构补强表7-2 1m3千硬性水泥预缩砂浆配合比参考表序号水灰比灰砂比水泥(kg)水(kg)砂(kg

5、)木钙()备 注1O.401:2.65502201430采用525。普通硅酸盐水泥或硅酸盐大坝水泥2O.361:2.55752071440O.2采用425#普通硅酸盐水泥或硅酸盐大坝水泥 (5)工效及材料消耗：按层厚10 cm计，工效约1.25 m2工日；砂浆耗量为计算体积的1.1倍；水泥素浆的水泥耗量约3.6 kgm2。 2氯偏砂浆 在于硬性水泥砂浆中加入氯乙烯一偏氯乙烯共聚乳液(LP乳液)可得到一种快凝、早强和抗水的材料，特别适用于在潮湿基面上涂抹并很快浸水的修补工程(抹面后1.O2.O h即可浸水)。 (1)施工程序：基面清理一刷氯偏浆液一铺氯偏砂浆一压实一抹面压光一浸水养护。 (2)材

6、料要求及配合比：见表7-3所列。 (3)拌和工艺：如图7-1。使用前，应将氯偏乳液用10磷酸钠中和至pH值为78。 (4)施工要求：基面清理，冲洗干净；拌好砂浆，停放时间不超过半小时；先涂基液，后填砂浆，压实后表面抹压光滑。 3环氧砂浆 环氧材料具有优良的力学性能和抗渗、抗冻、耐磨、耐腐蚀性能；但价格较贵，且从配料到养护，对施工工艺要求严格；具有毒性，以及对温度变化敏感，易老化，与混凝土的变形性能不一致，颜色不协调等缺点。以环氧树脂为主剂，由不同辅助材料配制成的有环氧基液、胶泥、砂浆和混凝土。 (1)施工程序：基面清理一刷基液一涂抹环氧砂浆(或环氧混凝土)一反复压抹一养护一质量鉴定。 表7-3

7、 氯偏砂浆材料要求及配合比材料名称代号规格与要求配 合 比备 注砂浆基液水泥C525。普通硅酸盐水泥或硅酸盐大水泥，过O.5mm筛100100砂s细度模数1.82.4，过5 mm筛200水灰比WCO24土O3士减水剂FDN工业品0.75O72黄石建材厂产氯偏乳液LP含固量45101515上海燎原化工厂产乳化剂OP一10工业品0.3土上海助剂厂产促进剂正硅酸乙脂、化学剂O45O45消泡剂284P0.05O.07O.05O.07注: 1.实际采用配合比可通过试验决定;2.LP、FDN、OP及284P称量精度为土O5 mL，其他材料称量精度为士1 g，3.OP-10、正硅酸乙脂、284P的掺量，按L

8、P乳剂重量计其中正硅酸乙脂掺量，按气温高低而减少或增加；4FDN掺量按水泥重量计。图7-1氯偏砂浆拌制工艺流程 (2)工艺要求： 1)清理基面松动砂石，冲洗干净，并使基面表面干燥(采用水下环氧配方除外)； 2)均匀涂刷薄层基液(厚度约O.2 mm)，刷后待其发粘再涂抹砂浆； 3)分层涂抹砂浆，每层厚510 mm，压抹密实； 4)大面积的涂抹应分块施工，分块尺寸1.5 m3.O m，相邻块间隔时间不少于48 h； 5)施工与养护温度控制在20左右为宜。冬季施工时，需搭设暖棚，以保持温度稳定； 6)一般配方的养护时间，冬季不少于7 d；夏季不少于3 d。涂抹后24 h内严禁浸水(水下环氧除外)；

9、7)做好劳动保护。 (3)配方：由于低毒、高效能材料不断发展，环氧材料的配方也随之改变，表7一一4中列出常用的几种配方供参考。表7-4不同部位要求的环氧材料配方材 料 名 称配 方 编 号备 注123456适用干燥部位适用潮湿部位适用水下部位主 剂618环氧树脂6101100100100100100100固化剂590#（改性间苯二胺)593(改性乙二胺)酮亚胺苯二甲胺8lO#MA1816525323510590#液体可直接掺用，无须加温溶解，是间苯二胺的改性剂，毒性减小增塑剂聚硫橡胶650#304#二丁醣煤焦油1550100108040104020650#或651#系聚酰胺树脂304#系不饱和

10、聚酵树脂,活性增塑剂二丁醇系邻苯二甲酸二丁醇,非活性增塑剂稀释剂501#661#1520501#系环氧丙烷丁基醚，活性稀释剂66I#系丁基多缩水甘油醚偶联剂KH560南大一422.52KH-560系Y-缩水甘油氧化丙基三甲氧基硅烷南大-42系苯胺甲基三乙氧基硅烷促进剂DMP一3013填 料水泥石英粉砂子生石灰 铸石粉石棉绒或玻璃纤维488212150700适量20070751014020C4206002030500700(4) 环氧材料的拌制工艺：每次拌和量不超过2 kg，拌成成品后应摊开存放待运，拌制程序如图7- -2。(5) 环氧砂浆拌制要求： 1)环氧树脂应隔水加热，加热温度视不同固化剂

11、而定：问苯二胺7080；乙二胺(二乙烯三胺或810等)40左右；2)固化剂间苯二胺应预先隔水加热65溶解；3)填料包括水泥、石棉绒及铸石粉等在内，可根据不同情况使用，其中砂、石要求干净，所有填料均应经过105烘烤4小时左右，冬季施工时须预热至3040。(6)质量鉴定：环氧砂浆强度1 d可达50(施工时抽样成型试验)，即可进行敲击检查。凡起泡、声音发哑的部位均应凿除重抹。 图7一一2环氧砂浆拌制工艺流程 (7)工效及材料消耗：见表7-5。插筋16，长500，400X400图7-3插筋及钢筋网布置(单位：mm)表7-5 环氧砂浆施工工效及材料消耗参考表部位工效(工日m2)环氧消耗(kgm2)人工凿

12、毛抹 面砂浆混凝土平面立面顶面O.5O.51.OO.51.O1.222.866.5注1砂浆厚度按1 cm、混凝土厚度按5 cm计，包括 刷基液一层l 2工人平均等级3.8级； 3抹面工效取自安康工程统计资料。 4细骨料混凝土 (1)插筋及钢筋网：在修补区可增加插筋和挂焊钢筋网，或采用补偿收缩混凝土，以防止新浇混凝土裂缝和新、老混凝土脱开。插筋及钢筋网的布置要求见图-3所示。钢筋埋设牢固后，浇细骨料混凝土。 (2)细骨料混凝土的材料及配合比：水泥要求新鲜。水灰比采用0.290.32。骨料要求质地坚硬，砂的细度模数2.42.6，细骨料采用0.52.O cm干净的卵石，必要时可选用特种骨料或另增钢纤

13、维等。混凝土配合比可参考表7-6。表7-6 1m3细骨料混凝土配合比水泥品种及标号水灰比外 加 剂材料用量(kg)膨胀剂(kg)品种掺量()水泥砂小石减水剂硅酸盐大坝525#硅酸盐大坝525#矿渣425#O270.294 O4减水剂NF减水剂FDN膨胀剂明矾石O751O205005004206256006341244130012303.755.084(3)工效及材料耗量：修补厚度按15 cm计，工效为2.5工日m2，水泥消耗80 kgm2，钢筋消耗9.6 kgm2。 5水泥喷浆 (1)施工程序：基面处理一插筋埋设一挂铁丝网一冲洗润湿修补面一喷浆一养护一质量鉴定。 (2)材料要求及配合比： 1)

14、425号以上新鲜普通硅酸盐水泥，经过筛选的中粗砂，含水量3。1114号铁丝网孔格50mm50mm200mm200mm。插筋1016 mm，架立筋68 mm(如喷补部位为非高流速区，喷层厚度在5 cm以下，可利用原有结构钢筋时，可不需插筋挂网)； 2)水泥砂浆配合比见表7-7 (3)施工布置：喷浆设备应靠近修补面,施工布置要求如下： 1)供风需经油水分离器净化，供风量810 m3min，风压3.54 kgfcm2； 2)供水量，单机35 Lmin，双机15Lmin，水压应高于喷嘴处风压O.51.Okgfcm2,可用同一供风站向喷浆机和水箱供风，能产生0.5 kgfcm2的压差，水箱采用70100

15、 cm圆筒；表7一一7 水泥砂浆配合比表水灰比灰 砂 比俯喷侧 喷仰 喷O.3O.5l : 2.51:3.51 :31 : 4.51 : 21 : 3注 砂浆拌成后应在3 h内用完。 3)输料软管的管径32 mm，长度一般2570 m，特殊情况可小于15 m或大于120 m，升高小于10 m。 (4)喷浆工艺：混凝土修补采用干喷法，其工艺流程见图7-4。 图7-4水泥喷浆工艺流程 (5)主要设备：国产喷浆机的技术性能参见表7-8。 (6)质量鉴定：喷浆后37 d敲击检查，声音清脆者合格，声音发哑、开裂严重和干斑部位，应凿除重喷。 (7)工效及材料消耗：见表7-9。 6.浸溃混凝土(表面浸渍)

16、浸渍混凝土可增强混凝土表面抗空蚀耐磨损性能，已开始用于过水建筑物。普通浸渍混凝土抗空蚀强度比普通混凝土高三倍，钢纤维浸渍混凝土则高五倍以上。美国已将此研究成果应用于德沃歇克坝的泄水道和消力池空蚀破坏修复工表7-8 几种国产喷浆机技术性能性能指标单位郑州水工厂产洛阳机械厂产上海工务局产电动机功率电机转数加料次数加料数量生产率工作压力kWrrain次minkg次m0hkgfcm2238O.5O.82.51.19303478O8O952.5(铭牌)1.796010121.01.24.5(实际)1.7960310121.O1.Z一程。我国葛洲坝工程泄水闸在护坦接缝两侧也试用了浸渍法,以增强混凝土的抗空

17、蚀耐磨损能力. (1)葛洲坝工程的泄水闸护坦平面和斜面的接缝两侧部分，在过水前采用了浸渍聚合处理。处理面积约1000 m2，浸渍深度2030 mm，处理后，原来400号混凝土的抗压强度增达1000kgfcm2。浸渍工艺流程如图7-5。 浸渍液配合比：苯乙烯：甲基丙烯酸甲酯(MMA)=8:2，引发剂偶氮二异丁腈(ABN)掺量2。配制时先称量苯乙烯，加入配比量的偶氮二异丁腈，待引发剂全部溶解后，再加入甲基丙烯酸甲酯。 图7一一5葛洲坝工程浸渍混凝土工艺流程浸渍混凝土的抗冲耐磨性能试验成果列入表7-10。表7-10 浸渍混凝土抗冲耐磨性能试验成果混凝土配合比(水：水泥；砂t石)浸渍与否抗压强度(kg

18、fcm2)磨 损 条 件(冲)速度(ms)含砂量()时间(h)磨损率(kgm0h)O.45:1 : 1.85 : 4.63未45227.71.43O72O.45:1:1.85 : 4.63浸渍140027.71.43O29 浸渍混凝土每平方米消耗：苯乙烯(s)1.72 kg，甲基丙烯酸甲酯(MMA)O.43 kg，偶氮二异丁腈(ABN)O.44 kg；施工工效每平方米需要6.64工日。 (2)美国德沃歇克坝的泄水道和消力池底板及边墙空蚀破坏，由于无法根除产生空穴水流的原因，所以需要经常维修。1975年泄水道修复时采用了浸渍聚合处理措施，其工艺流程如图7-6。 图7一一6美国德沃歇克坝泄水道浸渍

19、混凝土工艺流程 浸渍液：单体包含95甲基丙烯酸甲酯(MMA)，5三甲基丙醇甲基丙烯酸甲酯(TMP，TMA)和O5引发剂偶氨二异丁腈(ABN)。 德沃歇克坝消力池宽35 m，长80 m，总面积2800 m。底板曾经全部破坏，修复是在消力池底板上重新浇筑了钢纤维混凝土，并对消力池的近一半面积(1394 m2)又进行了浸渍聚合处理。混凝土表面浸渍处理深度约2538 mm，聚合处理过的混凝土抗压强度达1400 kgfam2。德沃歇克坝施工经验说明了不论是垂直的还是水平的混凝土表面都可以进行浸渍处理。 7钢纤维混凝土 美国军部工程师团在底特律坝高速水流实验室对普通混凝土、钢纤维混凝土、聚合物浸渍混凝土和

20、聚合物浸渍钢纤维混凝土抗空蚀性能进行了试验，其结果见表7-11。结果说明钢纤维混凝土抗空蚀能力比普通混凝土高3倍，与聚合物浸渍混凝土相近。表-11 各种混凝土抗空蚀性能材 料试样空蚀75 mm深所需时间(h)普通混凝土钢纤维混凝土聚合物漫渍普通混凝土聚合物漫渍的钢纤维混凝土40120120196 h后只空蚀25mm深(1)工程师团将这项试验成果推荐用于塔贝拉坝和利贝坝泄水建筑物的修复，其施工情况为： 塔贝拉坝(巴基斯坦)在3号隧洞消力池斜槽48块板上有46块采用508 mm厚钢纤维混凝土，其余2块用普通混凝土浇筑，每块均进行深锚固。 利贝坝(美国)溢流坝底孔，宽3 m，高6.7 m，过水表面混

21、凝土最大骨料粒径28 mm，水泥用量374 kgm3。底孔空蚀破坏后，决定用钢纤维混凝土修复，所有损坏的混凝土全部凿除，凿除深度至少380 mm，补铺表面钢筋及深锚钢筋，然后浇筑钢纤维混凝土。钢纤维混凝土在拌和楼拌制，然后用拌和车运至浇筑地点。首先浇筑底板，并严格控制曲面底板上的坡度和标高。整平时使用镘刀抹平。底板完工一周后浇筑侧壁，用内部振捣器振实，要求拆模后不再修整。修复完工后经过一年，泄水道累计使用时间约半年，检查底板和侧壁钢纤维混凝土表层未发现破坏。 (2)葛洲坝工程1981年汛后检查，发现泄水闸闸室底板混凝土有磨损，特别是27号泄水孔最深达10 cm，一般为23 cm。在27号孔冲磨

22、较深的部位用钢纤维混凝土进行了试验性修补。修补前清除松动的卵石，冲刷干净，埋设锚筋再铺表面钢筋。然后浇筑钢纤维混凝土，用平板振捣器振实，最后精细抹面。表7-12 所列钢纤维混凝土配合比可供参考。表7-12 钢纤维混凝土配合比参考表工程及部位材料用量 (kgm。)水灰比坍落度(cm)纤维含量(体积比)含气量()28天龄期抗压强度(kgfcm0)28天龄期抗弯强度(kgfcm0)水泥水砂石最大粒径(mm)钢纤维引气剂减水剂用量规格(mm)葛洲坝工程泄水闸53616980993819101O3O6长3060O751OO321.355610l底特律坝实验室4001761983.1O.250.5625.

23、4O44574418塔贝拉坝消力池斜槽4391758569431972O404.33.94.542970利贝坝溢流坝底孔4321738848171980O25O56 25.40.1231.021O4015470558下莫纽门特尔水闸34815584286619lOO0.4119O261.42O4084059二、混凝土裂缝处理 (一)裂缝检测 混凝土裂缝从形式上可分为表面、深层、贯穿三种裂缝；从成因上可分为干缩、温度、应力裂缝三类。 裂缝检测是查明裂缝形状，分析成因和危害，作为拟定处理方案的依据。检测方式有低温季节的普查和对重点裂缝的定期观测。检测方法有表面测绘，压风、压水试验，钻孔取样检查，孔

24、内照像，孔内电视、电视录像和声波法测深等。通过检测，要提出以下成果： 1)裂缝位置、长度、宽度、深度、倾向、错距、缝口渗水含钙析出情况； 2)重要裂缝的开度变化及其与气温、荷载的关系； 3)缝面状况，裂缝与混凝土架空事故的串通，以及与邻近结构的预留缝、管路串通情况等。 (二)裂缝的一般处理方法 1)位于混凝土表面有防风化、防渗、抗冲、耐磨要求部位的裂缝应进行表面处理；2)削弱结构的整体性、强度、防渗性能和造成钢筋锈蚀的裂缝，要进行灌浆处理。 3)危及建筑物安全运用的裂缝，除了采取灌浆处理外，必要时应采取结构加固处理措施，如锚固和预应力锚固； 4)对温度反应敏感的裂缝，应在低温季节后期裂缝开度较

25、大时处理； 5)对荷载反应敏感的裂缝，一般应在减小荷载后处理； 6)“活动”裂缝宜采用柔性材料处理。 (三)裂缝的表面处理 1表面涂抹 浅而密集的发丝裂缝，采取表面涂抹防风化处理措施；对裂缝缝口涂刷或对裂缝钻孔，用小漏斗渗灌环氧基液和甲凝液。 2凿槽嵌补 1)凿槽尺寸见图7-7，槽面要坚固干净。 2)嵌补材料可选用环氧砂浆、快干水泥砂浆和水玻璃砂浆。水玻璃砂浆配合比为水： 3环氧嵌橡皮 1)混凝土槽面要求坚固、平整、清洁、干燥，缝口嵌入石棉线，其形式见图7-8。 2)橡皮要求含胶量30左右，使用前浸入比重1.84的工业浓硫酸处理15 min，清水漂净晾干，接头连接端削成1：31：5斜面锉毛，酸

26、处理后胶水粘接； 3)刷基液后30 min再抹砂浆和嵌入橡皮，橡皮须用毛毡、木板压紧，1天后拆除压紧装置，清理槽面； 4)缝口划线宽度随裂缝开度变化大小确定。 4缝口浸渍 1)施工程序：缝口清理(裂缝有串通情况时，应先进行止水)一缝口干燥一装纸罩一浸渍一封缝一预聚一聚合。 2)聚合单体时，缝口装置如图7-9，纸管一端接向上的排气管，另一端接复合单体容器，单体液面高于缝面。 3)浸渍后拆去纸罩，立即在缝口刷环氧基液进行封闭，待基液固化后进行聚合。 4)干燥、浸渍、预聚和聚合的要求见表7-13。 5铺骑缝钢筋 在浇筑仓面发现裂缝，可骑缝铺声2832 mm、长38 m、间距2025 cm(架立筋声1

27、922 mm，间距25 cm)钢筋网，以限制裂缝上延。4AA 图7-9缝口浸渍示意图(单位：mm)1-裂缝； 2-2 mm钢丝弹簧圈；3-纸罩(水玻璃粘贴)；4-装浸渍液表7-13 缝口浸渍温度、时间及设备项 目缝口干燥浸 渍预 聚聚合温度()120150常温6090时间(h)88566设备碘钨灯一般加热元件 (四)裂缝的灌浆处理 1浆材选择 裂缝灌浆分为水泥灌浆和化学灌浆。浆材的选择应考虑裂缝宽度、处理要求、施工条件和浆材特性。水泥灌浆适用于一般较宽裂缝，甲凝和环氧适用于补强，丙凝适用于防渗止漏，弹性聚氨酯适用于“活动”性裂缝。常用浆材的特性见表7-14。表7-14 裂缝灌浆常用浆材特性浆材特性甲凝环 氧水泥丙凝弹性聚氨酯普 通低温水下抗压强度(kgfCl-n2)700