混凝土坝加固新材料及应用.pdf

第 4 2卷 第 1 2期 2 0 1 1年 6月 人 民 长 江 Ya n g t z e Ri v e r Vo 1 42 No 1 2 J u ne， 2 01 I 文章 编 号 ： 1 0 0 141 7 9 f 2 0 1 1 ) l 20 0 4 00 5 混凝土坝加固新材料及应用 周 启 ， 宋 应 玉 ， 杨 明 化 ， 潘 建 波 ( 1 长江勘测规划设计研 究院， 湖北 武汉 4 3 0 0 1 0 ； 2 国家大坝安全工程技术研 究中心 ， 湖北 武汉 4 3 0 0 1 0 ； 3 华北水利水电学院， 河 南 郑州 4 5 0 0 1 1 ) 摘 要 ： 混凝土结构工程 的老化或功 能缺 陷是病 险水库最为常见 的病 害之一 。论述 了混凝土坝 常见 的缺 陷及相 应修补加 固材料 必须 具备 的性 能。介 绍 了新 近研制 的一 些修补加 固材料及其在 工程 中的应 用情 况， 包括高强 环氧灌浆材料 、 新 老混凝土界面粘结材料 、 钢 筋锚 固材料 、 混凝土抗冲磨修 补材料、 防渗堵漏材料 、 碳化 修补 材 料 。这些材料均具有优异 的性 能， 能满足 混凝 土坝工程修补加 固的要 求， 具有显著 的经 济效益 ， 可在 类似工程 中推广 。 关键词 ： 大坝 加 固 ；混 凝 土 碳 化 ；粘结 材 料 ；抗 冲 磨 ；混 凝 土坝 中图法分类号 ： T V 6 9 8 文献标志码 ：A 目前在我国存在大量的病险水库 ， 部分水工建筑 物 已进 入或 即将进 入 老 化 病 害 期 ， 其 中如碳 化 、 裂 缝 、 露 筋 、 剥 蚀 、 渗漏 等混凝 土结 构工 程 的老化 或功 能缺 陷 是 最为 常见 的病害 之一 。如不 及 时对这 些部 位 的混凝 土进行加固修补 ， 势必将大大影 响建筑物的使用寿命 和 安全 。针对 混凝 土 大坝 不 同的 缺 陷 ， 其 修补 材 料 也 不相同， 但总体而言必须具备以下一些相关性能： ( 1 )对 H ： O和 C O ： 具有 抗渗 透性 ； ( 2 )能有效地粘结钢筋和基面 ； ( 3 )收缩 性要 小 ， 应 力不 能过 于集 中 ； ( 4)具 有与基 面 相 匹配 的物 理 性 能 ， 尤 其是 弯 曲 强 度和热 膨胀 系数 ； ( 5 )恢 复钢 筋 周 围钝 化 的碱性 环境 ； ( 6 )简单安全的现场配制方法 ， 如简单 的比例 、 简 单 的混合 、 足够 的工作 时 间 ； ( 7 )操作性能好 ， 如在水平面施工时要有好 的流 动性和凝 固性 ， 在 立面 和顶 部施工 时不 易垂 挂 ， 在 裂缝 中灌浆 时需 要低 的黏 度 和 高 的渗 透 性 ， 在 宽 缝 中灌 注 时要 有触 变性 ； ( 8 )固化速度要适合 ， 强度增长要及时 ， 并能适应 高温与低温环境条件 。 随着科学技术的进步 ， 近十几年针对混凝土工程 缺 陷加 固修 补 的新 材 料 、 新 工 艺 、 新 技 术 得 到 迅 猛 发 展 。针 对不 同 的缺 陷 研 发 了许 多 相 应 的 加 固修 补 材 料 ， 本 文 主要介 绍 近年来 研发 的环保 型 、 高效 低成本 混 凝土 坝加 固新材 料及 其应 用情 况 。 1 高强环 氧灌 浆材料 高 强环 氧灌 浆材 料 多 用 于混 凝 土 裂 缝 、 软 基 和 岩 基的固结补强和防渗堵漏。目前传统的环氧灌浆材料 主要 是 以丙酮 、 糠醛 为稀 释剂 ， 这类 材料 具有 较好 的抗 压 、 抗 拉 强度 ， 但环 保性不 佳 。主要 存在 如下 问题 ： ( 1 )用糠醛 一丙酮作混合稀释剂的环氧树脂灌浆 材 料 ， 挥发性 大 。糠 醛毒 性 大 ， 而长 期 接 触 丙 酮 ， 会 对 皮 肤产 生刺 激 作 用 ， 长 期 吸 人 丙 酮 蒸 汽 ， 对 人 的 呼 吸 道 、 食 道等器 官会 产生 一定 的麻 醉作用 。 收 稿 日期 ： 2 0 1 10 5一l 6 基金项 目： 国家“ 十一五” 科技 支撑计划“ 水库 大坝病险 与溃坝规律研 究” ( 2 0 0 6 B A C 1 4 B 0 1 ) ； 国家大坝安 全工程技 术研 究 中心 资助项 目( 2 0 0 9 F U 1 1 5 x 1 7 ) 作者简介 ： 周 启 ， 男， 高级工程师 ， 主要从 事病 险水库及 大坝 的安 全评价监测和 治理 咨询 、 加 固设计 工作 。Ema i l ： 5 3 4 5 3 9 0 8 3 q q c o rn 第 1 2期 周 启 ， 等 ： 混凝土 坝加固新材料及 应用 4 1 ( 2 )以环 氧 活 性 稀 释 剂 为 主 的环 氧 树 脂 灌 浆 材 料 ， 初始 黏度 大 ， 可灌 时 间相 对较 短 ， 可 灌性 受 到 限制 ， 且价 格较 贵 。 针对 以上 缺 点 ， 国 内外 研 制 出 了大 量 改 性 环 氧 灌 浆材 料 ， 其 主 要技 术性 能 见 表 1 。 表 1 国 内 外 常 用改 性 环 氧 灌 浆 材 料 的 主 要 技 术 性 能 材 料 起 始黏 度 抗 压 强度 抗 拉强 度 抗 剪 强度 抗折 强 度 粘 结强 度 材料 名 称 ( m p a s ) M P a M P a M P a M P a M P a 特点 由长江勘 测 规划 设计 研 究 院和 昌辉 公 司联 合研 制 的 C J YH G1 是 一种 环 保 型 高 强环 氧灌 浆 材料 ， 摒 弃 了传 统 的糠醛 、 丙 酮稀 释 剂 ， 具有 黏 度小 、 强 度 高 、 无 毒 等优 点 。产 品 以低黏 度 环氧 树脂 和 低分 子量 的环 氧活 性稀 释剂 作 为 A组 份 ， 采用 低 黏度 、 无 毒 的 固化剂 为 B 组份 ， 是 双组 份 高强 环 保 环 氧 灌 浆 材 料 ， 其 在抗 压 、 抗 拉 、 粘结 强度 等力 学 性 能方 面有 着 较 好 的 优 势 。在 初 始 黏度 方面 比同类 的美 国 L P L、 德 国 s i k a产 品要 低 得 多 ， 总体 性 能 处 于 领 先 水 平 。该 产 品 已 获 国家 专 利 。 能广 泛 应用 于 干燥 、 潮 湿 的建 筑 物 基 岩 和 混 凝 土 裂 缝 ( 特 别是 微 细裂 缝 ) 、 钢板 衬 砌 回填 及 大 坝 基础 防渗 帷 幕 补强 灌浆 。已在 湖北 省荆 江 分洪 南 闸混 凝 土裂缝 处 理 、 廖坊水电站裂缝处理等 1 O余项工程 中得到成功应 用 。其主要 技 术性 能指 标 见表 2 。 表 2 C J YHG1环 保 型 高 强 环 氧 灌 浆 材 料 的 性 能 司灌 性 能 力 学 性 能 竺 苎 ： ! 璺 兰 4 5 46 8 5 l 5 6 0 4 2 其施 工工 艺流 程 为 ： 清 理 工 作 面 一 灌 浆 孔 布 置 一 凿槽一 钻 孔一 灌前 压水 试 验一 冲洗 孔 、 槽一 风 干孔 、 槽 一 埋 灌浆 管 、 嵌 缝一 压水 试 漏 一 化 学 灌 浆 一 缝 面修 饰 一 灌后 检查 。 2 新 老混凝土 界面粘结材料 目前 ， 用 于新 老 混凝 土 界 面 的粘 结 材 料 主要 分 无 机和 有机 材料 两 类 。无 机 类 有 水 泥 或 水 泥 砂 浆 ， 其 主 要缺 点是 粘结 性 差 ， 达 不 到 消 除 薄 弱 界 面 的 目的 。有 机类 虽粘 结强 度 相对 较 高 ， 但 与混 凝 土 的线 膨 胀 系数 相差 太 大 ， 易 变形 剥离 ， 且 耐久 性差 、 价格 高 、 需 干 面施 工 、 环保 性差 。 在 对新 老混 凝 土界 面粘结 或对 老 化病 害 混凝 土进 行 修补 时 ， 要求 界 面粘 结 材 料 或 修 补 材 料 的 力 学性 能 应 优于 本体 混凝 土 ， 其 物 理 力 学 性 能 尽 可 能 与 混凝 土 接 近 ， 只有 这样 才 能既 消除 薄弱 界 面形 成整体 ， 又使两 种材 料 长期 共存 。 C J YJ 1 混 凝 土界 面无 机粘 结 胶 正是 在 此 基础 上 经 长期 试验 研究 和 实 际 工程 应 用研 制 出来 的 ， 解 决 新 老混 凝 土界 面粘 结 问题 的新 材料 。它具 有早 强 、 高强 、 高粘 结 性 的特点 ， 其 粘 结 抗 拉 强 度 可 以 达 到 或超 过 混 凝土本体的抗拉强度 ； 具有高抗渗性 ， 其抗渗能力高于 普通 混凝 土 ， 应 用 于新 老 混 凝 土 界 面 可 以 消 除薄 弱 渗 透 面 。可喷 涂施 工 ， 克 服 了有 机 材 料 无 法 喷涂 施 工 的 缺点 。C J Y J l混凝 土界 面无 机 粘 结胶 弥 补 了现有 混 凝 土界 面有 机类 和 无 机类 粘 结 材 料 的缺 陷 ， 是 一 种 施 工方 便 、 无毒 、 无 味 、 不 燃 的环 保 粘 结 材 料 。 目前 已在 广西磨盘等水库 的除险加 固工程 中得到成功应用。其 主要 技 术性 能指 标见 表 3 。 表 3 C J YJ l混凝土界面无机粘结胶性 能 其 施工 工艺 流 程 如 下 ： 将 混 凝 土 表 面 打 毛并 冲洗 干净 ， 使 刷胶 前 成饱 和 面干状 态 。按 C J YJ 1 胶 ： 4 2 5 普硅 水 泥 ： 水 =1 ：3 6： ( 0 6 0 8 ) 比例 配 制 粘 结 料 。将 配制 好 的界 面粘 结 胶 均 匀 涂 刷 ( 或 喷 涂 ) 在 混 凝 土表 面 ， 涂 刷 厚 度 控 制 在 2 mm左 右 。在 界 面 粘 结 胶初 凝 前浇 筑新 混 凝土 ， 最 好 边 刷胶 ( 或 喷涂 ) 边浇 混 凝 土 ， 然后 与混 凝 土一起 养 护 。 3 钢 筋锚 固 ( 植 筋) 材 料 在 水 利 、 城 市 建 筑 、 工业 厂房 、 桥梁 等 建 筑 物结 构 的修建 、 改造 、 加 固中， 存在大量的各种类型钢筋 、 螺栓 及 金属 型材 与混 凝 土 、 岩石 、 砖 墙 等基 体 结 构 的锚 固。 目前常 用 的锚 固材 料 为 有 机 和无 机两 大 类 ， 有机 材 料 通 常采 用环 氧树 脂 胶 、 聚酯 树 脂 胶 和 乙烯 基脂 树 脂 胶 3种 ， 作业 环 境要 求高 、 工 艺 复杂 、 成 本 高 、 环 保 性差 等 缺陷 ， 使其在工程 中的大量应 用受 到限制。常规无机 材 料具 有 与混凝 土一致 的 变形性 能 ， 耐久 性较 好 、 价格 低 、 无 毒 ， 但 其 拉拔 强度 低 ， 需要 较大 的埋 植深 度 ， 加大 了施工 难度 ， 提 高 了工程 造 价 。 C J YJ 2无 机 界 面胶 是 一 种 新 型 无 机 钢 筋 锚 固 ( 植 筋 ) 材 料 ， 其 同时 具 备 无 机 材 料 和 有 机 材 料 的 优 点 ， 该 产 品不仅 具有 极 高 的强 度 ， 尤 其 是 抗 拉 强 度 、 抗 折 强度 和抗 剪 强度 ， 而 且 其 耐 久 性 和抗 疲 劳破 坏 能 力 非常强 。施工工艺简单快捷 、 价格低 、 无毒 、 其生产和 4 2 人 民 长 江 使用对 环境 基本无 污染 ； 钢 筋 植 入 深度 与有 机 材 料 基 本相 当 ， 凝 结时 间可根 据施 工要 求调 节 。 C J YJ 2钢筋 锚 固 ( 植 筋 ) 胶 分普 通 型 C J Y J 2 1 和快凝 型 C J Y J 2 2两 种 ， 快 凝 型 无 机 钢 筋 锚 固 ( 植 筋 ) 胶凝结 时 间 可 控 制 在 2 08 0 mi n ， 普 通 型 无 机 钢 筋 固( 植筋 ) 胶凝 结时 间在 8 0 m i n以上 ， 并 可根 据工 程 实 际情 况 调节 。快凝 型 、 普 通 型 无机 钢 筋 锚 固 ( 植 筋 ) 胶龄期分别为 2 4 h 、 2 8 d 。性能试验结果见表 4 、 5 。 表 4强 度 再 现 试 验 结 果 表 5 锚 固钢 筋拉 拔试 验 结 果 名称 钢筋直径钻孔直径锚固深度 极限拉力 破坏状态 m m hi m m m K 注 ： 采 用 级 钢 筋 ( 牌 号 为 HRB 3 3 5)， 混 凝 土 强 度 等 级 为 C 3 0。 C J Y J 2钢筋锚固( 植筋) 胶可广泛用于各种类型 钢筋 、 螺栓 及金 属 型材 与 混 凝 土 、 岩 石 、 砖 墙 等基 体 结 构的锚固。目前 已在湖北青 山水库 、 新沟闸 、 安徽卢村 水库、 广西磨盘水库等工程 的面板 、 溢洪道、 闸墩等加 固项 目中得 到成 功应用 。 主要施 工 工 序 为 ： 钻 孔 一 清 孔 一 除 尘 一 浸 泡 ( 配置 ) 胶 一 注胶 人孔 一 植 筋 一养 护 。 4 混凝土抗冲耐磨修补材料 过去几 十年 我 国在抗磨 蚀 和磨蚀 修 补材料 方 面的 研 究取 得 了长 足进 步 ， 已成 功 地 开 发 应用 了高 强 水 泥 混 凝 土和砂 浆 ， 铸 石板 、 环氧 树脂 砂浆 、 环 氧铸石 砂浆 、 不 饱 和树 脂 混 凝 土 和砂 浆 、 钢 纤 维 混 凝 土 、 浸 渍 混 凝 土 、 金属 陶瓷 、 几种 特 种 型号 的不 锈 钢 等 ， 缓解 了 大部 分水 电工 程抗磨 蚀材 料选 择 问题 和磨蚀 修补 问题 。现 将几种主要抗冲耐磨修补材料及应用介绍如下 。 ( 1 )高 强度抗 冲 耐磨 混凝 土 。主要用 于 冲蚀磨损 深 度大 于 5 13 m、 磨 损 面 积 较 大 的 混 凝 土 过 流 面 的修 补 。混凝 土标 号可 达 C 5 0以上 ， 高 强度 抗 冲 耐磨 混 凝 土采用 5 2 5号 大坝 水泥 、 河 砂 、 0 5 2 C Irr i 的骨 料 、 水 、 外 加剂拌 和而 成 ， 有 较好 的抗 冲磨 能力 。 ( 2 )水 泥铸石 砂浆 。主要 用 于磨 损 深度 25 e m、 磨损 面积 较大 的过 流底 板面 或磨损 深 度 大于 5 c m 的局部坑槽修补。水 泥铸石砂浆采用 5 2 5号大坝水 泥、 辉绿岩铸 石砂、 水 、 外加剂拌制 ， 属于硬性水泥砂 浆 。在 闸室抽 干后 修补 大 面积底 板磨损 面时 ， 其 水泥 、 砂 、 铸石 的配合 比为 1 ： 1 ： 2 ， 并 掺 入 适 量 缓 凝 减 水 剂 。 在沉柜内作底板修补或低洼磨损面修补时， 为了加快 砂浆初凝 ， 防止渗水影响， 铸石砂浆 中可加人 2 重量 比的 S H 外掺剂 。 ( 3 )环 氧砂 浆 。主 要 用 于 流 速 较 大 的过 流 面 修 补。环氧砂浆是 由环氧树脂 、 稀释剂 、 增韧剂、 固化剂 、 偶联剂以及石英砂、 铸石砂 、 金刚砂或河砂等惰性填料 配制 而成 。环 氧砂 浆 与混凝 土 面有很 高的 粘结强 度 和 优 良的抗 冲耐磨性能。例如 ： 泄水闸 、 冲沙闸闸室的侧 墙和底板 ， 闸门槽及底槛 ， 机组蜗壳 以及尾水管过流面 上 的局部 冲坑 、 沟槽 或 分缝 磨 损 均 可 采 用 环氧 砂 浆 修 补 。 ( 4 )水 下环氧 混凝 土 。水 下环 氧混 凝土 由 H K 9 6 3 水下环氧树脂 ， 配 以干净河沙、 碎石制成。基本配方为 ( 重 量 比 ) ： HK 9 6 3 A 4 0 0 k g 、 H K 9 6 3 B 1 0 0 k g 、 中 粗 沙 4 5 0 k g 、 碎 石 4 5 0 k g 、 增韧 剂 2 5 k g ， 水 下 环氧 混 凝 土设 计抗 压强度 大 于 4 0 MP a 。 ( 5 )P B M聚合物混凝土 。P B M聚合物混凝土由 P B M A、 P B MB聚 酯树 脂 、 促 进 剂 和 引 发 剂 与 骨料 拌和制成。基本配方为( 重量 比) ： P B M( A+B) 1 7 、 中粗 沙 4 0 、 碎 石 3 3 、 促 进 剂 0 2 5 、 引 发 剂 0 2 5 。P B M 聚合 物 混 凝 土 抗 压 强 度 大 于 4 0 MP a 。 葛洲坝枢纽过流面检修工程 已多次使用 P B M聚合物 混凝土( 砂浆 ) ，P B M聚合物混凝土具有在常温下或 水中快速固化 、 自流平 ， 固化后抗压抗折强度高、 粘结 力强 、 抗 冲 耐磨性 能 好等优 点 ， 特别适 用 于水下 或潮 湿 状态下的混凝土面修补 。 ( 6 )环氧橡皮粉胶泥。环氧橡皮粉胶泥由环氧树 脂 、 稀 释 剂 、 固化剂 、 偶 联 剂 、 增 塑 剂 、 弹 性 和 惰性 填 料 拌 制而成 ， 是 一种 弹性 好 、 强 度 也 比较 高 的柔 性 材 料 ， 主要 用于 混凝 土的 伸缩缝 修补 。 ( 7)聚 脲 高 抗 冲 耐 磨 防 护 材 料 。2 0世 纪 9 0年 代 ， 美 国率先 开发 出喷涂 聚脲 弹性体 技术 ， 这 种新型材 料所具有的优异的抗磨蚀性能 、 耐老化性能、 抗腐蚀及 独 特 的施 工性 能 为人们所 关 注 ， 该 技术 已经 在 电力 、 水 利等 方 面得到 了广 泛应用 。 目前在 我 国水工 过流 面的 抗 冲耐磨 部位 已得 到应用 。 由长 江勘测 规划设 计 研究 院与 长江科 学 院联合 研 制的 C J YH K混凝土抗 冲耐磨修补材料系一种在优 选 的 胺 类 一环 氧 树 脂 固 化 体 系 环 氧 抗 冲磨 材料 配 方 中 ， 加入 增韧 剂 G X Y后 ， 制备 出 的具 有 “ 海 岛结 构 ” 的 环 氧树脂 抗 冲磨材 料 ， 适 用 于 水工 建 筑 物 过 流 面 的抗 冲耐磨加固与修补 ， 已在陆水水利枢纽工程等除险加 固工 程 中成功 应用 。其 主要性 能指 标见 表 6 。 C J YHK混 凝 土 抗 冲 耐磨 修 补 材 料 主 要 特 点 如 第 l 2期 周 启 ， 等 ： 混凝 土坝加 固新材料及 应用 4 3 F。 ( 1 )以双 酚 A型 环 氧树 脂 C YD一1 2 8为基 材 ， 优 选了活性稀释剂 、 增韧剂及固化体系 ， 借助于高速搅拌 和 三辊 机 ， 在 试 验室 配 制 出 双 组 分 环 氧树 脂 抗 冲 耐磨 材 料 。 ( 2 )所 研制 的双组 分环 氧树 脂抗 冲耐磨 材料 具 有 常 温 、 低 温 ( 0 C左 右 ) 可 固化 、 施 工 无 需 加 热 ， 粘 结 、 抗 压 、 韧性 、 抗 冲磨 等性 能优 良。 ( 3 )涂 刷本 材料 的 昆 凝 土样 品 经抗 冲磨 性能 试验 ( 水 下钢 球法 ) ， 基 本 无磨 蚀 。 ( 4 )配 置 、 施 工操 作 简便 ， 能 在潮 湿 面施 工 。 表 6 C J YH K混凝 土抗 冲耐磨修补材料主 要技术性能指标 其施 工流 程如 下 ： ( 1 )混凝 土 面 处 理 。打 毛 后 冲 洗 干 净 ， 最 好 成 面 干状 态 。 ( 2 )拌制 工 艺 。A、 B两 组 分 要 拌 和 均 匀 ， 称 量 要 准确 ( A ： B为 l ： 0 3 0 5， 最 佳 比例 为 1 ： 0 4 ) ， 每 次 配料 不宜 太多 ， 随配 随用 。可 操作 时 间控 制在 1 h内 。 ( 3 )涂刷 基 液 。在 混 凝 土 表 面 涂 刷 基 液 ， 可 用 毛 刷涂 刷或 喷枪 喷涂 。 ( 4 )涂 抹 。涂抹 必 须 进 行 抹 压 ， 涂 抹 厚 度 一 次 不 宜超 过 0 4 c m， 并 注 意防 止砂 浆表 面产 生气 泡 。 ( 5 )养 护 。在 温度 2 0 时 ， 养护 时 间一 般 为 7 d ， 养护期间， 不允许有水流入 ， 并禁止扰动。 5 新型高效防渗堵漏材料 混 凝土 渗漏 通常 可分 为 点 、 线 、 面渗漏 。点渗 漏是 指不 连续 的 、 无规 律 的渗 漏现 象 ， 主要 表现 形式 为孔 洞 渗漏 水 。线 渗漏 是指 连续 的 ， 或有 一定 规律 的 ， 并 以缝 漏 为其 主要 表现 形式 的渗 漏 现象 。线 漏可 分 为变 形缝 和非变 形缝 两种 ， 主 要 包 括 伸 缩 缝 、 沉 降 缝 、 施 工 缝 和 裂缝 等 。面 渗漏 是指 混凝 土 大面积 潮 湿和 微渗 水 。 防 渗堵 漏材 料种 类很 多 ， 如 聚脲 防水 材料 ， 它 是一 种环 保 、 1 0 0 固含量无 溶 剂 、 性 能 优越 、 可 高效 施 工 的 新型喷涂聚脲 弹性体 。缺点在于价格较高， 不经济。 水 溶性 聚氨 酯灌 浆 材 料 是 一 种 新 型 高 效 、 经 济 的 防渗堵 漏材 料 ， 具有 良好 的亲 水 性 能 ， 水 既 是 稀 释 剂 ， 又 是 固化剂 。浆 液遇 水后 先 分散 乳化 ， 进 而凝 胶 固结 ， 固结体 经急 性毒 性试 验属 实 际无 毒类 。 目前水 溶 性聚 氨酯 灌 浆 材 料 产 品 型 号 较 多 ， 其 中 产 品 较 成 熟 的 有 L w 和 H W 等 。其 主 要 性 能 指 标 见 表 7 。其 中 L W 型 灌 浆材 料 能根据 不 同强度 要求 形成 不 同包 含水 量 的弹 性 体 ， 其 弹性体 有 遇水 膨胀 的特 性 ， 具有 弹性 止水 和 以 水 止水 的双重 功 能 ， 可用 于混 凝 土 变 形 缝 的 防 渗堵 漏 处 理 。t q w 型 灌浆 材料 在 潮湿 条件 下 有较 高 的力学 性 能 ， 可 用 于混 凝 土 或 基 础 的 防渗 堵 漏 补 强 加 固 处 理 。 L W、 H W 两 者均 可 在 潮 湿 的 或 涌水 情 况 下 进 行 灌 浆 ， 对 水质 适 应 性 强 ， 在 海 水 和 p H 为 3l 3的水 中均 能 固化。L W 和 H W 水溶性聚氨酯化学灌浆材料可按任 意 比例混合使用 ， 以配制成不 同强度和不 同水膨胀倍 数 的材 料 。 表 7 L W、 H W 主 要性 能指标 注 ： 两 种 混 凝 土 凝 胶 时 间均 在 几 分 钟 至 几 十 分 钟 内可 调 。 L W、 HW 适用 于各 种 工程 中 混凝 土 伸 缩缝 、 裂缝 、 施工 缝 等 及 基 础 的 防 渗堵 漏 处 理 。 目前 已在 三 峡 工 程 、 杭 州地铁 、 甘 肃 引 大入 秦 工 程 隧道 、 西 藏 羊 湖 水 电 站 、 葛洲 坝水 电站 、 福 建水 口水 电站 、 沙 溪 口水 电站 、 新 安江 水 电站 、 八 盘峡 水 电站等 工程 中成 功应 用 ， 取得 了 良好 的社会 效益 和经 济效 益 。 具 体施 工工 艺 为 ： ( 1 )仔 细检 查漏 水部 位 ， 清理 表 面污物 。 ( 2 )在 漏水 部位 打灌 浆 孔 ， 对 深层 裂缝 ， 可 钻斜 孔 穿过 缝 面 。灌浆 孔 的间距 视 缝 隙宽 度 而 异 ， 一 般 为 2 0 5 0 c m， 缝 细则 小 ， 缝 宽 则大 。 ( 3 )用快干水泥或环氧 、 聚氨酯粘结剂埋设灌浆 管 ( 盒 ) ， 同 时封 闭缝 面 。 ( 4 )压 水或 压 丙 酮 冲洗 缝 面 ， 以 了解 各 孔 之 间 串 通情况 ， 并检查止封效果 ， 对漏水或漏气处重新封闭。 ( 5 )连 接灌 浆泵 和灌 浆 管开 始灌 浆 。灌浆 压力 视 裂缝 开 度 、 吸浆 量 、 工程 结 构 情 况 而 定 ， 灌 浆 顺 序 一 般 由下而上 ， 由深到浅 。当邻孔 出现纯浆液后 ， 暂停压浆 并 节扎 管路 ； 将 灌浆 管移 至 临孔 继续 灌浆 ， 在规 定压 力 并浆 ， 直至 达到 灌浆 结束 标 准 。 ( 6 )浆 液 固化 后凿 除灌 浆 管 ， 用快 干水 泥 进 行 封 闭。 ( 7 )灌浆结束后用溶剂把泵盒及其他工具清洗干 净 。 ( 8 )使 用过 剩 的 产 品必 须按 规 定 处 理 ， 不 可 倒 人 排水 沟 、 水 或土 壤 中 。 6 碳化破坏 修补材料 混凝 土 的碳 化是 指混 凝 土 中的水 化产 物与 环境 中 的 C O ， 发生反应生成其他物质 的复杂物理化学过程。 人 民 长 江 2 o l 1年 随着 混凝 土被碳 化 ， 其表 面硬度 、 密 度有不 同程 度 的提 高 ， 孔 隙 液 的 p H值 则 会 降 低 ； 当碳 化 使 得 p H 值 降低 到一 定程 度时就 会导 致钢 筋钝化 膜 破坏 、 出现锈 蚀 ， 同 时伴 随着体 积膨胀 ， 最终 导 致整个 建筑 物 的破坏 。 混 凝土 的抗 碳 化 性 成 为 其 耐 久 性 的 一 项 重 要 指 标 ， 其性 能劣 化主 要是 由于 3个问题 ： ( 1 )混凝 土碳 化后在 其表 面发 现 网状发 丝裂纹 ； ( 2 )碳化收缩作用可高达混凝土总收缩量 的1 3 ， 使混 凝土表 面产 生 拉应 力 ， 而 出现 微裂 纹 则 降 低 混 凝 土抗拉 、 抗折 强度 及抗 渗 能力 ； ( 3 )混凝土碳化作用降低水泥浆体胶孔溶液的碱 度 ， 当混凝土 中 p H值 即氢离子指数降低到一定程度 后 ， 钢筋 钝化膜 失 去 了存 在 的条件 ， 也就 失去 了抵抗 锈 蚀的屏障。 混凝 土防碳 化 的 目的就是 阻止或 尽 可能减 慢外界 有害气体进入混凝土 内， 使其 内部和钢筋一直处 在高 碱性环境中。在混凝土表面涂刷防碳化破坏修补材料 是防止( 减缓) 混凝土碳化破坏的有效手段。目前 国 内外 有许 多 材 料 ， 如 C P C混 凝 土 防 碳 化 涂 料 ， D M 一 1 2 0 I 型透 明防 水 防碳 化 涂 料 ， D P S渗 透 型 混 凝 土 防水材料等均具有很好的防碳化破坏修补效果。下面 介绍 A 8一C混凝土保护剂 防碳化破坏修补材料及其 应 用情 况 。 A 8一C混 凝 土 保 护 剂 由高 性 能 合 成 乳 液 和 无 机 填 料双组 分组 成 ， 是一种 既具 有高 分子 材料 的柔性 ， 又 具有无机材料的耐久性等优点 的新型保护封闭剂。涂 刷覆盖在混凝土表面并与之牢固结接形成保护层 ， 可 有效 阻止腐 蚀环 境 中氯化 物 、 氧气 、 二 氧化 碳和 海水 等 介质对 结构 材料 的侵 蚀 ， 防渗 、 防碳化 、 防腐 蚀 ， 提高混 凝土使用寿命 ； 也可用于混凝土或砂浆表面的微细裂 封闭。其主要性能技术指标如下。 延伸 性 ： 3 0 拉伸 强度 ： 2 0 MP a 与混 凝土粘 结力 ： 1 5 M P a 标 准养 护 后 ： 均 匀 、 无 流挂 、 无 斑 点 、 不起 泡 、 不龟 裂 、 不剥 落 涂层耐老化试验( 1 0 0 0 P 1 ) 后 ； 不粉化 、 不起泡 、 不 龟 裂 、 不剥落 涂层 耐碱 试验 3 0 d后 ： 不起 泡 、 不 龟裂 、 不剥 落 对 C O ， 的隔离 性 ： 混 凝土 表 面未 见碳 化 抗氯 离子渗 透性 ： 渗透 量 5 0 X 1 0 m g c m d 它具 有 以下 特点 ： ( 1 )渗透粘结性 。特别是与潮湿基层粘结性能优 异 ， 实 际使用 时 间在 2 0 a以上 。 ( 2 )高柔性。符合混凝 土的收缩和膨胀 ， 封 闭并 防止微细裂缝 的进一步扩展， 阻止水 分进入混凝土内 部 。 ( 3 )防腐 性 。耐 酸 耐 碱 ， 阻 止 氯 离子 及 酸 、 碱 、 盐 物质 渗入 混凝 土 内部 ， 防止钢 筋锈蚀 。防止 二氧化 碳 、 氧气 等气体 渗入 ， 防止混凝 土碳 化 。 ( 4 )独 特 的环保 及 透气性 。水 性无 毒 、 无 味 、 无 污 染。混凝土内部的水蒸气可以透出， 具有透气性 。 具体施工工艺为 ： ( 1 )基层 要求 及处 理 。基 层 表 面无 疏松 、 起 砂 ， 无 贯通 宽裂缝 ； 施 工前 ， 对基 层 有 凸 凹 部 位 、 孔 洞 及受 损 处， 应清除或修补平整 ， 并清扫干净 ， 阴、 阳角等部位做 成 圆弧 。 ( 2 )配 料 。胶液 ： 粉料 =1 ： 1 5 。 ( 3 ) 底 涂处 理 。在施 工 前 宜用 水 湿 润 干燥 的基层 表 面 ， 待水 分被 基层 充分 吸收 后无 浮水 ， 进行 一道 底涂 或涂 料施 工 ； 若 基层 表 面密实 性不 够 ， 宜用混 合好 的混 凝土 防护 涂料 加 水 2 0 稀 释 ， 进 行 底 涂 料 涂 刷 ， 为 防 止粉料沉淀 ， 应边搅拌 、 边涂刷 ， 底涂层要充分于燥后 ( 2 4 h ) 方 可进行 下道 施工 。 ( 4 )施 工 。防护 涂 料 应分 层 涂 刷 ， 每 道 施 工 不得 有漏 涂部 位 ； 前 道 涂料涂 刷后 ， 应 充分 干燥 成膜再 涂刷 下一道 ， 每道涂刷厚度以不超过 1 mm为宜 ， 总厚度以 1 2 m m 为宜 ： 推荐 用量 为 1 k g m ( 1 mm厚 ) 。 ( 5 )注意事 项 。混 凝 土 防 护 涂料 为两 组 份 ， 使 用 时按 1 ：1 5的 比例 充 分搅 拌 均 匀 ， 使 用 时 随搅 随用 ， 应在 2 h内使用完 ， 有效期 内若表面结皮 ， 应除去皮膜 后使 用 。 混凝 土 防护 涂 料施 工 温度 不 低 于 5 ， 在 干燥 与 成膜过 程 中应避 免 阳光 曝 晒 或 高 温 ， 以防 水 分蒸 发 过 快 ， 也 应避 免雨 水 冲刷 流 失 ， 如 遇强 烈 阳光或 下雨 。应 对涂膜表面覆盖保护。在温度高、 水蒸气蒸发快时， 建 议 在材 料 固化 后对 表 面进行 1 2次 喷水养 护 。 7 结 语 目前 我 国混凝 土坝 加 固新 材 料还 有很 多 ， 如 碳 纤 维、 土工合成材料等等， 以上简要介绍了几种针对混凝 土坝不同缺陷所采用 的环保型加 固新材料及应 用情 况， 可为类似工程缺陷修 补起 到借鉴作用 。随着科技 不 断进 步 、 对 材料 认知 的不 断提 高 、 施 工工 艺 的不 断改 进及环境保护意识 的不断提升， 今后 必将涌现出更多 混凝 土坝 缺陷 加 固新 材 料 ， 更 环保 、 更 高 效 、 性 能更 优 良、 施 工更 简 洁 、 价格 更低 廉必 将成 为加 固新 材料 发展 的方 向。 ( 编辑： 郑毅) ( 下转第 4 9页 ) 第 1 2期 宋应 玉， 等 ： C Y J J l混凝土 无机 界面胶材料研 究 4 9 4结 论 C Y J J 1 无 机 界 面胶 为水 泥 基 材 料 ， 线 胀 系 数 与 混凝 土基本 相 同 ， 不会 导致 产 生 附加温 度 应力 ， 不会 导 致两 者之 问 开裂 。在 水 性 养 护 下 ， 强 度 随 时 问增 长 不 断提高 ， 不容易老化 ， 与混凝土有同等寿命 。初凝时间 可 以根据 浇筑 需要 在 28 h之 间调整 。 C Y J J 1 无 机 界 面胶具 有 早 强 、 高 强 、 高粘 结 性 的 特点 ， 其粘 结抗 拉 强度 可 以达 到 或 超 过 混 凝 土 本 体 的 抗 拉 强度 ， 消 除界 面薄 弱性 ， 还 具有 高 于普 通混 凝 土 的 抗渗能力 ， 应用 于新老混凝 土界面可 以消除薄弱渗透 面 。C Y J J 1 无 机 界面 胶弥 补 了现有 用 于 昆 凝 土 界 面 的有 机类 和无 机类 粘 结材 料 的缺 陷 ， 是 一 种施 工方 便 、 无 毒 、 无 味 、 不燃 的环 保粘 结材 料 。 参 考文 献 ： 1 曾力， 吴定燕 混凝 土界 面无机粘 结胶 在 R C C坝层 面的应用研 究 J 水利科技 ， 2 0 0 2， ( 2 ) 2 吴定燕， 曾力， 方坤河 ， 等 碳 酸盐骨料的碱 活性研 究 J 水 力发 电学报 ， 2 0 0 0， ( 3 ) 3 曾力 ， 吴定燕 水泥矿物成分和掺 合料对砂浆脆性 的影 响 J 水 力发 电学报 ， 2 0 0 3 ， ( 2) 4 刘数 华 ， 曾力， 吴定燕 无机粘结胶在混凝土修 补工程的应用 J 建筑技 术， 2 0 0 4 ， ( 6) 5 刘数 华， 曾力， 吴定燕 无机 粘结胶 的物理力学性能及 其应 用 J 建筑技 术开发 ， 2 0 0 4， ( 8 ) ( 编辑： 常汉生) De v e l o p me n t o f CYJ J1 i n o r g a n i c c e me nt i n g ma t e r i a l f or c o nc r e t e i nt e r f a c e S ONG Yi n g y u 一， Z HOU Qi 一， GAO Da s h u i ， Z EN G L i ( 1 C h a n g j i a n g I n s t i t u t e o fS u r v e y ， P l a n n i n g ， D e s ig n a n d R e s e a r c h ， Wu h a n 4 3 0 0 1 0 ，C h i n a ； 2 N a t i o n a l D a m S a f e t y R e s e a r c h C e n t e r ，W u h a n 4 3 0 0 1 0 ，C h i n a ； 3 C o l l e g e of W a t e r R e s o u r c e s a n d H y d r o e l e c t r i c E n g i n e e r i n g，Wu h a n U n i v e r s i t y ，W u h a n 4 3 0 0 7 0， i n a) Abs t r ac t： At pr e s e n t ，s o me d e f e c t s a r e e x i s t e d i n t he c e me n t i ng ma t e r i a l f o r c o n c r e t e i n t e rfa c e A n e w CYJJ 1 i no r g a ni c c e me n t ma t e r i a l f o r c o nc r e t e i n t e rfa c e wa s de v e l o p e d a i mi ng a t t he s e d e f e c t s Th e t e s t s ho we d t ha t CYJJ 1 i n o r g a n i c c e me nt ma t e r i a l for c o n c r e t e i n t e rfa c e was c h a r a c t e r i z e d by q ui c k c e me n t i n g，h i g h s t r e n g t h a n d s t r o ng c e me n t i n g po we r I t s c e me n t i ng a n t i t e n s i o n s t r e n g t h c a n r e a c h o r e xc e e d t he a n t it e n s i o n s t r e n g t h o f c o nc r e t e，wh i c h c a n e