水利工程建筑物結(jié)構(gòu)縫處理新技術(shù)

郭軍輝

(吐魯番市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,新疆 吐魯番 838000)

0 引言

水利工程建設(shè)過程中的建筑物大部分都為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，為了便于施工，水工建筑物結(jié)構(gòu)都會(huì)留有施工縫。此施工縫需要開展防滲處理，避免在長(zhǎng)期使用過程中受到河水侵蝕對(duì)水工建筑物結(jié)構(gòu)整體性和穩(wěn)定性造成影響。但是通過實(shí)踐表示，水工建筑物結(jié)構(gòu)縫處理無法保證長(zhǎng)期防滲效果，此主要是因?yàn)橹顾z帶存在老化的情況。那么就要再次換新止水膠帶，浪費(fèi)了人力財(cái)力，止水效果也不好。以此，研究長(zhǎng)期有效的建筑物結(jié)構(gòu)縫處理技術(shù)具有重要的意義。

1 結(jié)構(gòu)縫的產(chǎn)生原因

1.1 選擇的水泥

混凝土主要構(gòu)成為水泥，水泥質(zhì)量和混凝土質(zhì)量具有密切關(guān)系，而且對(duì)水利工程設(shè)備安全具有一定的影響。在水利工程施工混凝土拌和的過程中，要求工作人員嚴(yán)格按照水泥質(zhì)量、摻入量、品種等規(guī)范執(zhí)行，如果沒有正確處理混凝土，就會(huì)導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。水泥早期的強(qiáng)度比較高，抗裂性比較差，需要釋放一定熱量。此熱量要不斷通過混凝土內(nèi)部積累，以此提高了混凝土內(nèi)部溫度，內(nèi)外溫差不斷擴(kuò)大，混凝土外部出現(xiàn)拉應(yīng)力，內(nèi)部溫差不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致混凝土外部出現(xiàn)拉應(yīng)力，內(nèi)部出現(xiàn)壓應(yīng)力。如果兩種力量無法相互的牽制，混凝土表面就會(huì)導(dǎo)致裂縫。

1.2 材料使用比

在混凝土制作的過程中，原材料配合尤為重要?；炷了嗔勘容^大，用戶量就會(huì)比較高，擴(kuò)大了混凝土伸縮性，提高塌陷風(fēng)險(xiǎn)性。預(yù)攪拌混凝土要控制到5～35 mm之間，現(xiàn)澆混凝土石子直徑為20～35 mm之間，含砂率為35%。但是由于部分操作人員無法正確的履行應(yīng)有責(zé)任，所以無法根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)配料，使原料配合不標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

1.3 混凝土體質(zhì)

混凝土在凝固的過程中由于水化作用會(huì)流失水分，導(dǎo)致混凝土體積不斷收縮，從而出現(xiàn)裂縫，尤其是大體積混凝土。因?yàn)闀r(shí)間延長(zhǎng)，混凝土?xí)S著自然因素出現(xiàn)裂縫，此為物理病害，此病害對(duì)混凝土耐久性造成影響。在混凝土施工過程中要避免出現(xiàn)裂縫，但是在時(shí)間推移過程中不可避免老化情況。

1.4 后期養(yǎng)護(hù)問題

混凝土澆筑完成之后的后期養(yǎng)護(hù)為主要工序，如果后期養(yǎng)護(hù)不到位就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。一般，混凝土剛澆筑之后的自身水分足夠，能夠使水泥老化需求得到滿足。但是由于受到環(huán)境溫度或者風(fēng)吹日曬的影響，混凝土表面的水分就會(huì)逐漸的流失，對(duì)水泥水化是非常不利的。所以在后期養(yǎng)護(hù)過程中要求實(shí)現(xiàn)混凝土表面保濕養(yǎng)護(hù)，避免混凝土過快失水導(dǎo)致塑性變形，出現(xiàn)裂縫。

2 結(jié)構(gòu)縫的處理技術(shù)

2.1 聚氨酯泡沫塑料的使用

在部分建筑工程中經(jīng)常會(huì)使用泡沫塑料板替代瀝青砂板，將其作為嵌縫材料，在水利工程中使其成為結(jié)構(gòu)縫內(nèi)襯，使塑性防滲材料固定在某范圍中，對(duì)其流動(dòng)進(jìn)行限制。聚氨酯泡沫塑料的不透水性良好，為不吸潮、不吸水的優(yōu)質(zhì)材料，其性能較為穩(wěn)定，并且耐霜凍、耐熱、耐輻射、耐腐蝕，對(duì)于有機(jī)溶劑、沿、堿等化學(xué)穩(wěn)定性良好。施工較為方便，具有較強(qiáng)適應(yīng)性。如果使聚氨酯泡沫塑料在水利工程中使用，具有可觀的應(yīng)用前景。初步計(jì)算，只是代替止水銅片與塑性防滲材料，就能夠降低90%以上的成本。

首先，水工建筑物結(jié)構(gòu)縫的處理。此類型在封縫以后，要實(shí)現(xiàn)縫中的化學(xué)灌漿，所以要求封縫材料具備抗壓能力。封縫處理從外到內(nèi)分別為砂漿保護(hù)層、止水橡膠帶、塑性防滲材料、硬質(zhì)聚氨酯泡沫材料，以縫寬對(duì)聚氨酯泡沫材料進(jìn)行確定。因?yàn)槠浜突炷辆哂休^大的粘力，在縫寬10 cm的時(shí)候，厚度為8～10 cm。此材料自身就能夠防滲漏，所以能夠減少外層防滲材料的厚度，或者還能夠噴柔性聚氨酯泡沫塑料替代塑性防滲材料，便于施工，降低成本。

其次，輸水隧洞伸縮縫的處理。低壓與無壓輸水隧洞經(jīng)常滲出地下水，所以在進(jìn)行處理前就要使用導(dǎo)流封堵措施，從而使縫面能夠處于干燥的狀態(tài)，對(duì)施工是非常有利的。假如沒有對(duì)縫化學(xué)灌漿處理，需要噴3～4 cm柔性聚氨酯泡沫塑料；如果需要化學(xué)灌漿，要噴硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料之后做柔性聚氨酯泡沫塑料，或者使用其他的塑性防滲材料。圖1為柔性聚氨酯泡沫塑料圖，圖2為化學(xué)灌漿圖。

圖1 柔性聚氨酯泡沫塑料圖

圖2 化學(xué)灌漿圖

其次，處理渡槽伸縮縫。此裂縫要根據(jù)止水橡膠帶進(jìn)行止水，所以需要在縫內(nèi)側(cè)止水橡膠添加保護(hù)層，避免橡膠過早的老化。在施工的過程中先噴柔性聚氨酯泡沫塑料，之后實(shí)現(xiàn)止水橡膠帶的設(shè)置，槽深內(nèi)側(cè)將丙乳砂漿作為止水橡膠保護(hù)層。

2.2 建筑物結(jié)構(gòu)縫的控制對(duì)策

其一，充分使用混凝土后期強(qiáng)度，取鋼筋保護(hù)層厚度最小值，利用粉煤灰有效改善混凝土的和易性，使水泥用量得到降低，使水膠比控制到允許范圍中。使用二級(jí)配粗骨料，能夠?qū)δ臀g性進(jìn)行改善。在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中要使結(jié)構(gòu)約束度降低，對(duì)裂縫發(fā)展進(jìn)行控制。在容易出現(xiàn)裂縫的地方設(shè)置協(xié)肋，比如：角落、洞穴等，對(duì)混凝土配合比優(yōu)化，降低溫升和收縮，使用Ⅰ級(jí)粉煤灰避免出現(xiàn)裂縫，將低強(qiáng)度水泥應(yīng)用到設(shè)計(jì)中，使鋼筋替代混凝土拉伸應(yīng)力。

其二，加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)。利用增強(qiáng)混凝土材料、增強(qiáng)材料與高耐腐蝕性材料，在混凝土養(yǎng)護(hù)的過程中增加混凝土密度。在混凝土開始澆筑的過程中利用低含堿量水泥、優(yōu)質(zhì)骨料、中性水?dāng)嚢?，為了?duì)高韌性與承載力進(jìn)行保證，在混凝土拆模后掛草簾、稻草、澆水。使后期穩(wěn)定性得到提高，多保養(yǎng)，通過工藝需求開展施工。氧化會(huì)導(dǎo)致生銹，將環(huán)氧樹脂、瀝青涂抹到混凝土表面。在混凝土密度提高的過程中，降低水灰比，控制堿骨料的反應(yīng)。堿骨料反應(yīng)會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性造成影響，能夠避免混凝土裂縫。由于鋼筋出現(xiàn)氧化銹蝕，避免混凝土表面保護(hù)層厚度增加，或者進(jìn)入了空氣出現(xiàn)氧化情況。

其三，預(yù)防塑性收縮裂縫。使用合適材料，在混凝土澆筑前要將水撒到模板與基層。為了能夠進(jìn)一步降低塑性收縮裂縫，要將塑料膜及時(shí)覆蓋到混凝土中，利用混凝土高效減水劑提高混凝土的強(qiáng)度，對(duì)水灰比進(jìn)行控制，降低水泥與水的分量，并且使用小干燥收縮值的硅酸鹽，還能夠?qū)⒐袒瘎﹪娫诨炷帘砻?。假如溫度比較高或者風(fēng)比較大，為了有效保證混凝土的濕度，設(shè)置遮陽(yáng)、防風(fēng)的設(shè)備，保護(hù)混凝土的結(jié)構(gòu)。

其四，避免混凝土地基不均勻的沉降。假如降低結(jié)構(gòu)的重量，就會(huì)使其穩(wěn)定性降低，在工程實(shí)踐過程中要使抵抗不均勻作為主要防護(hù)措施，避免混凝土不均勻沉降，使用相應(yīng)的措施。一般都是對(duì)施工工序合理的安排，降低結(jié)構(gòu)重量，對(duì)各種建筑材料優(yōu)化，從而避免不均勻沉降加重。

其五，在施工過程中，針對(duì)要提前合理分塊大面積混凝土澆筑，避免在大風(fēng)或者陰雨天氣澆筑，確定工程在施工過程中的工序，提前檢修設(shè)備，保證連續(xù)性的澆筑。設(shè)計(jì)人員要有效選擇塌落度，通過原材料調(diào)整施工的配合比，避免過早的拆除導(dǎo)致出現(xiàn)表面的裂縫。

其六，在選擇混凝土原材料的過程中，要堅(jiān)持選擇可靠產(chǎn)品質(zhì)量的廠家，從而對(duì)材料質(zhì)量進(jìn)行保證，生產(chǎn)大批量及良好信譽(yù)水泥廠水泥為優(yōu)先選擇。此水泥在施工過程中使用，能夠保證混凝土強(qiáng)度，骨料與砂石空隙比較小，級(jí)配滿足設(shè)計(jì)需求。嚴(yán)格控制砂石泥含量，避免不合格砂石骨料進(jìn)入到施工現(xiàn)場(chǎng)。另外，對(duì)材料質(zhì)量進(jìn)行控制，將摻合料加入到混凝土中，對(duì)混凝土強(qiáng)度與性能進(jìn)行改善，提高混凝土表面處理的可靠性。

3 結(jié)語

水利工程建筑抗?jié)B透性具有重要的作用，結(jié)構(gòu)縫會(huì)對(duì)其使用性能造成影響，降低了原本功能。另外，還會(huì)降低混凝土材料與鋼筋性能，導(dǎo)致水利建筑物承載力無法滿足設(shè)計(jì)期望值。以此表示，要重視水利建筑物結(jié)構(gòu)縫，如果出現(xiàn)裂縫，就要及時(shí)使用有效措施，并且積極研究降低裂縫的施工措施，使用全新施工工藝，對(duì)水利工程施工質(zhì)量進(jìn)行保證。