设备基础裂缝修补

第1页/共8页设备基础裂缝修补施工技术[摘要]某电站在设备安装阶段，发现设备基础二次灌浆部位有不同程度的裂缝，针对裂缝情况，经过多种方案对比分析，选择最佳修补方案，即采用树脂灌注法。实践证明，该方法适应本工程实际情况，修补效果达到了预期目标，保证了工程质量。[关键词]灌浆裂缝、树脂灌注法、修补1.工程背景为便于设备的安装、就位，确保设备安装精度，核电站内部房间设计有众多设备基础，设备基础的地脚螺栓孔、二次灌浆均由水泥基灌浆材料①灌注而成。（①由水泥为基本材料，适量的细骨料及加入少量的混凝土外加剂及其他材料组成的干混材料，加水拌合后具有大流动度，早强、高强、微膨胀的性能。）某电站在设备安装阶段，发现设备基础二次灌浆部位有不同程度的裂缝。裂缝宽度以0.4~0.6mm较多，深度10~50mm，常见于地脚螺栓坑周围、应力集中点等位置。由于大部分设备基础运营后需承受设备动载，势必会加速裂缝的扩展，如不对裂缝进行处理，将直接影响到基础的承载能力。对于承包商来说，为客户提供合格的产品也是必须履行的义务。因此，在设备试运行之前，必须完成设备基础裂缝的处理。2.裂缝原因分析2.1.材料水泥基灌浆材料水化热高，灌浆后灌浆层表面散热快，水分蒸发快，浆体塑性收缩也快，养护的时机把握难度加大，一旦错过最佳养护时机，裂缝产生将不可避免。2.2.施工工艺灌浆前未对混凝土基层进行充分湿润，使得灌浆料过早脱水；灌浆结束后，未按要求及时对基础表面进行洒水养护，导致收缩裂缝的产生。第2页/共8页2.3.施工环境项目所在地秋、冬季空气干燥，多风，易造成基础表面失水过快，产生收缩裂缝。3.确定处理原则随着施工技术的发展，混凝土裂缝修补方法有很多种，常见的如：表面修补法、树脂灌注法、聚氨酯灌注法、结构加固法和混凝土置换法等。各修补方法对比分析如表1：表1裂缝修补方法对比分析修补方法主要施工工艺主要特点表面修补法在裂缝表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料。工艺简单，适应于对结构承载能力没有影响的表面裂缝、静止裂缝修补。树脂灌注法利用压力设备将环氧树脂压入裂缝中，使环氧树脂填满整个裂缝，硬化后在裂缝中形成坚固、持久的粘合和密封。工艺较简单，适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝、及静止裂缝修补。聚氨酯灌注法施工工艺与树脂灌注法类似。主要是聚氨酯与裂缝中水发生化学反应，形成胶状体，起到止水作用。工艺较简单，适用于潮湿、渗漏的裂缝修补。结构加固法加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢，采用预应力法加固以及喷射混凝土补强加固等。工艺较复杂，适用于影响混凝土结构性能的裂缝修补。混凝土置换法凿除已损坏混凝土，置换入新的混凝土或其他材料。工艺复杂，经济性差。适用于严重损坏混凝土结构性能的裂缝修补。经过多次现场查看、监测，本工程裂缝的特点是：裂缝不再有扩展的趋势，即是静止裂缝；设备基础需要承受设备动荷载，裂缝修补应有补强的作用；设备基础所处位置均比较干燥。经过对比分析，树脂灌注法最适合本工程裂缝的修补处理。4.修补材料选择用于设备基础裂缝修补的材料必须具有粘度低、无收缩、强度高、韧性好、适应能第3页/共8页力强等特点。其低粘度可渗透进最细微的裂缝，高强度能与混凝土有优良的粘合力，好的韧性能在长期载荷下蠕变最小，适应能力强能在低温或者炎热气候条件下使用，并能抵抗多种化学品的腐蚀。结合以上特点，一般可选用低粘度环氧注射树脂系统作为修补材料，环氧树脂包括固化剂和基料树脂两种组份，具有高流动性、低粘度等特点，能渗透到最小宽度0.2mm裂缝，通过注浆泵或注射器进行灌注，能迅速灌满整个缝隙，能与混凝土永久地粘结，且对混凝土结构具有加固补强的作用。5.裂缝修补施工树脂灌注法包括开圆孔注射法和开槽填补法。对于裂缝宽度在0.2~0.4mm之间的裂缝常采用开V形槽填补法；对于裂缝宽度在0.4mm以上，且深度较大的裂缝常采用开圆孔注射法。5.1.施工关键技术5.1.1.施工条件控制环氧树脂施工对周围环境温度有一定要求，最佳适宜温度为15℃~25℃之间。当在寒冷的冬季，温度低于10℃时，环氧树脂的流动性变差、固化时间延长，导致施工不便；且低温环境下原混凝土面脆化导致与环氧树脂混凝土粘合力下降，结合不密实。因此冬季施工期间，需采取合理的措施保证施工环境温度控制在最佳范围内。可在厂房内引入热风机，对需要进行修补的基础裂缝表面预先加热，使基面温度不低于10℃后方可进行环氧树脂注射施工，注射完毕后用塑料薄膜加保温岩棉对修补裂缝进行保温养护；对于环氧树脂基料和固化剂，可采取用热水加热升温后再进行混合搅拌，以此来提高环氧树脂活性强度。当在炎热的夏季，温度高于30℃时，环氧树脂活性增强，固化时间缩短，仍给施工造成不便，因此应采取临时遮阴降温措施。将未混合的基料和固化剂存放于阴凉环境下，避免暴露在日光下照射；对设备基础进行遮阴保护，尽量不要在正午施工。第4页/共8页5.1.2.裂缝表面处理全面而正确的表面处理对取得满意的裂缝修补效果非常关键。选择合理的施工方法在裂缝表面进行开孔或开槽后，对需要修补的裂缝及基础表面用钢丝刷清扫表面尘土，再用气枪和吸尘器清除裂缝深处的沉积物，特别是孔洞深处的污物或碎片必须彻底清除干净，直至露出坚固的基面，确保所有的尘土和松散颗粒完全清除，做到基面清洁、干燥。清洁过程中，若遇油渍和油脂应用蒸汽清洁、清洁剂擦洗或专用的去渍剂来清除。5.2.开圆孔注射法施工技术开圆孔注射法又叫压力灌浆法，其主要施工工艺流程为：表面开孔安装弹簧注射器底座注射施工。5.2.1.表面开孔采用空心钻头机沿每道裂缝开孔，开孔深度约为裂缝深度的2/3，扩孔直径大小约10~12mm，扩孔间距取决于裂缝的宽度和深度，一般取200mm~300mm为宜（如下图1所示）。图1表面开圆孔5.2.2.安装弹簧注射器底座第5页/共8页开圆孔注射法需用到一种弹簧注射器，该注射器由筒身主体和底座两部分构成，喷嘴注射压力可达0.4Mpa。注射前，使用封缝胶或耐涂砂浆粘贴弹簧注射器底座，注意沿四周涂抹，勿将中间圆孔堵塞，然后将涂抹完成的底座安装在提前钻好的孔洞上。同时，对底座间的表面裂缝及侧壁裂缝进行封闭处理，但每道裂缝需留设约2~3mm的排气孔。经一定时间，材料完全固化后方可安装注射器。在没有封缝胶或耐涂砂浆的情况下，也可取混合搅拌后的环氧树脂与水泥拌匀成粘稠的膏状，用于粘贴弹簧注射器底座和裂缝表面封闭。5.2.3.注射施工注射器安装好后，由人工将搅拌好的环氧树脂注射入裂缝中。一段时间后，通过观察排气孔处是否有树脂渗出，来判断裂缝的填补效果；或者直至注射器难以进一步压入树脂时，即可停止注射。注射完毕且待树脂固化后，取出注射器底座，清洗后进行周转利用。根据环氧树脂一次性搅拌量，为确保在施工活性时间内使用完树脂，可同时施工2~3道裂缝。但每道裂缝的灌注施工必须连续进行，且保持注射速度稳定、均匀。5.3.开V形槽填补法施工技术采用切割机或类似开槽工具沿每道裂缝开槽，槽宽约15mm，深度约20mm，具体尺寸可根据现场裂缝情况做适当调整（如下图2所示）。第6页/共8页图2表面开V形槽表面清理完成后，直接将搅拌好的环氧树脂倒入槽内，待树脂渗透入裂缝，基准面下降后，继续向槽内填充树脂，直至基准面不再下降为止，此过程不能操之过急，导致误认为裂缝已经灌满，也不能待树脂完全固化后再进行填充。5.4.养护和清洗树脂注射完成后，应经过24小时固化，固化期间不得进行周围裂缝修补或其他任何施工作业，以确保树脂粘合牢固。并做好后期的保温养护工作，养护时间持续7天左右，保证修补后的裂缝抗压强度不低于70Mpa。施工完成后，必须立即采用二甲苯或其他溶剂清洁器具，因未及时清洗而固化的材料只能用机械方式进行清除。养护期结束后，将裂缝表面残留物打磨平整并清理干净。对于基础表面后期不做油漆的情况，为减少表面色差，需另用水泥砂浆进行抹面处理，保证取得完美的裂缝修补效果。第7页/共8页裂缝清洗打磨后效果图6.质量保证措施6.1.材料质量控制材料必须经过进场验收合格后方可用于现场施工；环氧树脂灌注前，应将双组份的材料搅拌均匀；应根据裂缝宽度、环境温度决定灌浆材料的每次拌合量，并严格控制浆液不得长时间暴露在空气中。常温下，搅拌后的浆液宜在2.5h内用完。6.2.施工质量控制基面必须清洁、干燥，不得在有流动水的情况下进行裂缝修补施工；按照既定顺序连续不间断进行注浆，注浆过程中观察进浆情况，根据需要调整注浆压力，使浆液充满整个裂缝；灌注完成后，确保树脂24小时固化期间不被扰动，做好养护期间的保温工作，严禁用水进行保温养护。7.安全保证措施灌注材料属于化学浆液，与皮肤接触会引起过敏，施工人员必须穿戴合适的防护性工作服、手套及防护眼罩；若不慎接触眼睛，立即使用大量清水清洗并寻医救治；若接触皮肤，立即使用肥皂和水清洗，并脱掉玷污的衣服；施工环境应确保充足的通风并避免吸入蒸汽，若在密闭的地方或通风不够的地方使用，必须使用呼吸保护装置；第8页/共8页若不慎吸入，应马上离开现场，并进行紧急医疗救助；若食入，立即用水漱口，进行紧急医疗处理，切勿强行呕吐，如果发生呕吐，要当心吸气；多余的灌注材料不能随意倾倒，应收集进容器并作废物处理，然后用水清理受污染的地方。8.结论本工程通过采用树脂灌注法对裂缝进行修补，取得了良好的效果，达到了预期目标。近年来，树脂灌注法凭借其施工简单、工作效率高、治理效果可靠等优点，在裂缝修补中得到了广泛的应用，具有较好的经济效益和社会效益。参考文献：[1]日本混凝土工程协会.7502805990[混凝土工程裂缝调查及补强加固技术规程].北京：地震出版社，1992.7.[2]崔宏，张莉.[混凝土结构裂缝原因及其修补方法浅谈].《山西建筑》，2010年，第24期：154-155.[3]李启棣.[混凝土裂缝修补新技术].《混凝土》，1997年，第1期：42-49.