灌漿料在結構加固修補技術中的應用

目前，國際上普遍將高強灌漿料應用于機械設備安裝和加固修補工程中。70年代改革開放之初，為了滿足進口設備的需要，我國開始了灌漿料的研制工作，并于1977年研制成功，開始在冶金設備安裝中大量應用。經(jīng)過20多年的研究、實踐，我國灌漿料的技術性能逐步提高，其各項技術性能已達到國際水平。在灌漿料的使用上，已從傳統(tǒng)的用于機械設備安裝的二次灌漿發(fā)展到用于混凝土結構的加固修補方面，并獲得了良好的效果。

 

高強灌漿料的主要技術指標對于結構加固修補工程，由于其特殊性，往往要求加固修補效果好，工期快和易于施工等特點。因而，體現(xiàn)于灌漿料上的要求即為其流動度、膨脹率、早期和最終強度以及凝結時間等指標。

 

1流動度

表示材料流動性能的方法國際上有三種，即流動度法、漏斗法和坍落度法。它們的限界值分別是：流動度法的限界值≥240mm；漏斗法流出時間范圍是（8±2） s；坍落度法的限界值≥25cm.目前，我國普遍采用流動度法考查灌漿料的流動性能。為了滿足灌漿施工自行流動的要求，灌漿料的流動度必須大于240mm.國外灌漿料的流動度指標，最低規(guī)定為240mm.如果沒有必要的流動性能，狹小的空間是灌不進去的，達不到飽滿填充的效果，即使其他性能再高，對灌漿工程也沒有意義。所以，灌漿料的流動度是評價灌漿料質(zhì)量優(yōu)劣的首要條件。

 

灌漿料的流動度隨加水率（用水量/干料重量）的增大而增大。但是，加水率過大會出現(xiàn)泌水現(xiàn)象和降低抗壓強度。灌漿料加水率的可調(diào)節(jié)范圍應在1％以內(nèi)。

 

灌漿料的流動度隨停放時間的增加而減小。所以在進行灌漿施工時，對灌入的拌合物要不停地用竹劈子往復拉動，以維護其流動性能。

 

1.2膨脹率

膨脹率是灌漿料的第二個主要技術指標。為了使灌漿料硬化后，能夠獲得飽滿填充效果，灌漿料必須具有適宜的膨脹性能。

 

我國《混凝土外加劑應用技術規(guī)范》（GBJ119－88）規(guī)定灌漿料的1d豎向自由膨脹率為0.1％～0.5％，6個月的剩余豎向自由膨脹率大于0.05％。

 

1.3抗壓強度

在結構加固修補中，一般都希望有較高的早期強度，以便盡早投入使用。灌漿料的1d抗壓強度最低應大于20MPa.目前，國內(nèi)常用灌漿料的抗壓強度指標一般為R1≥30MPa，R3≥40MPa，R28≥60MPa. 1.4鋼筋粘結強度無論是修補加固工程還是設備基礎灌漿，要保證灌漿料與鋼筋具有足夠的粘結強度，才能達到一體化目的。

 

灌漿料與光面鋼筋的粘結強度一般應大于或等于6MPa，與螺紋鋼筋的粘結強度一般應大于或等于30MPa. 1.5凝結時間凝結時間是影響施工進度的重要指標。對于加固修補工程，往往希望強度上得越快越好，即希望終凝時間盡可能的短。但是初凝時間不易過短，過短時易造成拌合物流動性降低而影響施工操作和灌注質(zhì)量。

 

灌漿料的初凝時間一般應為4h左右，終凝時間一般應為5h左右。

 

2高強灌漿料

在結構加固修補技術中的應用為了使灌漿料的技術性能得以充分發(fā)揮，保證結構加固修補工程的質(zhì)量，在灌漿施工中尤其應注意以下幾點問題：

 

2.1認真確定灌注方案，模板支設要嚴密

1995年12月，北京某重大工程建設中，C區(qū)4層、5層和6層有四根混凝土柱由于振搗不好，強度未達到設計要求，需要進行加固補強。在與施工、設計等單位認真協(xié)商后，我們提出了用灌漿料進行外包加固的施工方案。四根混凝土柱中，三根柱凈高4.2m，一根柱凈高6m，要求加固補強之后不改變柱寬等幾何尺寸�？紤]到上述原因，每根柱分三段進行灌注，每段高度為1.2～1.5m，這樣既可避免一次灌注時灌漿料對模板的側壓力過大而造成跑模，又便于施工。由于灌漿料中骨料最大粒徑為7mm左右，為了保證灌注流暢，要求每根混凝土柱剔鑿進2～2.5cm，并且接茬部位老混凝土表面均勻鑿毛，露出新鮮表面，以增加粘結強度。經(jīng)過補強，該混凝土柱的承載能力達到了設計要求，同時也滿足了使用需要。

 

另一使用實例是1998年3月，某工程地下一層在混凝土澆筑之后，發(fā)現(xiàn)B、C軸沿5～7軸深梁出現(xiàn)整跨梁露筋、梁底沒有保護層、柱頭處混凝土有漏振等現(xiàn)象。由于梁底鋼筋排列緊密，間隙小，如果用噴射混凝土修補，混凝土回彈量過大，間隙小處，混凝土仍然進不去，而且修補之后的混凝土強度達不到原混凝土設計C50的要求。若采用聚合物混凝土修補，也受到施工條件的限制，不易保證與老混凝土密切結合。因此最佳修補方案仍然是采用灌漿料灌注修補。由于梁底與側面有許多縱向與橫向的插筋伸出，修補的一大難點是支設模板。

 

采用灌漿料加固修補時，對模板支設要求比較嚴格，模板安裝應當堅固、穩(wěn)定、不漏水。本次修補工程中采用竹模板，模板邊均刨光呈直線，以保證平整嚴密接觸。模板與混凝土表面的接縫，用525號水泥拌制成干稠水泥漿，用手指抹成斷面45°角的封縫灰漿條。抹縫時用手指邊壓邊抹，以做到嚴密不漏水。水泥漿抹縫在灌漿前24h進行完。竹模板與竹模板之間的接縫用塑料基粘膠帶貼封。粘膠帶貼在模板內(nèi)側效果最好。模板內(nèi)側不能貼時，可貼在接縫外側。粘膠帶均要貼平壓實。貼粘膠帶前將貼粘膠帶處的浮灰清除干凈。

 

封縫后要檢查封堵情況。檢查方法是用手電筒從外向模板內(nèi)側照射。如果模板內(nèi)有手電筒光線，表明此處沒封堵嚴密，需要重新封堵。也可用灌水方法檢查，漏水處則需重新封堵。模板支設嚴密是灌漿料灌注充分以及和老混凝土密切結合的保證。由于認真采取了上述措施，這次修補結果，灌漿料與老混凝土充分結合，達到了一體化的效果。

 

2.2合理布置灌漿孔與排氣孔

1996年3月，某工程地下一層混凝土柱由于漏振等原因，部分墻面、墻腳、柱根及柱腰等部位出現(xiàn)孔洞缺陷。由于缺陷大小不一，有的又相互連接，因而支設模板中合理布置灌漿孔與排氣孔是灌注成功的關鍵。灌漿孔與排水孔應位于模板的最高處，比缺陷的最高位置高5～10cm，并且相對布置。這樣灌漿料從一側灌入，氣體被趕至另一側排出，灌漿料與老混凝土密切結合，避免窩住空氣，造成新的孔洞缺陷。這次修補過程中，對每一處缺陷的模板支設，灌漿孔和排氣孔的留置都進行了仔細地分析。修補之后，經(jīng)過對修補界面處取芯和超聲評定證實，新老混凝土結合非常緊密，沒有出現(xiàn)新的孔洞缺陷。

 

2.3保證灌漿料膨脹率及強度增長所需的溫度條件

環(huán)境溫度過低會降低灌漿料抗壓強度增長速度和降低膨脹率。1995年12月北京某工程采用灌漿料進行加固補強，由于當時最低氣溫在0℃以下，我們采取了以下幾條保溫措施：

（1）采用溫水攪拌，水溫最高不超過33℃，以拌合物溫度達到23℃為宜。溫度過高會使拌合物流動性降低或發(fā)生假凝現(xiàn)象。

（2）采用棉被包裹維持熱量不散失。

（3）搭暖棚，使用紅外線燈照射。保證環(huán)境溫度在15℃以上。

 

由于采取了上述措施，灌漿料1d抗壓強度達到41.8MPa，28d抗壓強度達到85.0MPa，加固效果很理想。

 

1996年1月，某工程地下一層混凝土墻及混凝土柱由于振搗不實或漏振，部分柱根及墻腳等部位出現(xiàn)孔洞缺陷。我們?nèi)匀徊捎?a href="http://shounennoabyss.com" class="innerlink">灌漿料灌注修補的施工方案。由于當時氣溫較低，現(xiàn)場采取了溫水拌料，生爐子及用電熱毯包覆修補部位等保溫措施，結果修補后與構件同條件養(yǎng)護的灌漿料試塊，3d抗壓強度為34.6MPa，7d抗壓強度為54.3MPa，28d抗壓強度為64.0MPa.修補結果非常理想。

 

3結語

經(jīng)過多項工程實踐證實，用灌漿料進行結構加固修補，具有易于施工、工期快和加固修補效果好的特點。在施工過程中，認真確定灌注方案，嚴密支設模板，合理布置灌漿孔與排氣孔，并保證灌漿料膨脹率及強度增長所需的溫度條件等，是結構加固修補成功的必要條件。灌漿料，由于其早強、高強、微膨脹和自流等性能特點，已在結構加固修補技術中得到愈來愈多的應用。