使用柔性復(fù)合材料對混凝土結(jié)構(gòu)堵漏應(yīng)用技術(shù)研究

摘要：針對鎮(zhèn)海煉化分公司吸水池混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫滲漏問題，分析其滲漏原因，決定采用柔性復(fù)合材料對吸水池伸縮縫進行堵漏。分析柔性復(fù)合材料的性能、質(zhì)量和使用特點，詳細闡述了在堵漏施工工藝流程、合理選擇柔性復(fù)合材料、混凝土結(jié)構(gòu)表面處理、柔性復(fù)合材料封堵步驟、粘貼碳纖維布、柔性復(fù)合材料表面防護等方面柔性復(fù)合材料堵漏應(yīng)用技術(shù)，從驗收資料、驗收標準和驗收方法等方面，論述堵漏質(zhì)量驗收工作，提出伸縮縫處混凝土表面處理、伸縮縫碳纖維布表層封堵等方面施工要點，為柔性復(fù)合材料在伸縮縫堵漏中的應(yīng)用提供可借鑒經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：柔性復(fù)合材料；混凝土吸水池；混凝土伸縮縫堵漏；碳纖維布

0" "引言

目前大部分石化裝置循環(huán)水場吸水池均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。為給混凝土變形提供良好的條件，都會為其設(shè)置結(jié)構(gòu)伸縮縫。結(jié)構(gòu)伸縮縫比較復(fù)雜，任何一個細節(jié)控制不當，都會引起滲漏水問題，堵漏難度比較大。

結(jié)構(gòu)伸縮縫堵漏和常規(guī)的裂縫處理有很大區(qū)別，需要堵漏材料同時滿足兩個要求，其一密實性比較好，并具有良好的黏結(jié)性；其二是具有良好的伸縮性，能夠滿足伸縮縫正常開合的需求。傳統(tǒng)化學(xué)灌漿堵漏方法，成本高，難度大。而采取柔性復(fù)合材料就可以有效解決這一問題，效果顯著?；诖?，開展柔性復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)伸縮縫堵漏中的應(yīng)用研究就顯得非常重要。

1" "案例分析

中國石油化工股份有限公司鎮(zhèn)海煉化分公司擴建1500萬t/年煉油、120萬t/年乙烯項目（乙烯部分）土建工程第一循環(huán)水場吸水池，在一次蓄水至設(shè)計水位時，發(fā)現(xiàn)其伸縮縫有大小不一的滲漏部位。

分析認為，吸水池伸縮縫滲漏可能有以下3個原因：一是地層中雜填土的力學(xué)性質(zhì)大小混雜，差異較大，均勻性差，穩(wěn)定性差，滲透性較大，局部夾雜著塊石；二是存在軟土地基，對建（構(gòu)）筑物能提供的承載力較小，甚至因產(chǎn)生負摩阻力而降低樁基承載力，從而造成建（構(gòu)）筑物不均勻沉降；三是基礎(chǔ)未經(jīng)強夯或真空堆載預(yù)壓處理，未經(jīng)夯實的基礎(chǔ)具有流變性，在周邊施工引起的動載作用下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)受破壞，強度降低，使得基礎(chǔ)上部建（構(gòu)）筑物變形。

如果不及時對伸縮縫進行堵漏處理，可能會危及吸水池的穩(wěn)定和安全性能。為此決定采用柔性復(fù)合材料對吸水池伸縮縫進行修復(fù)處理。

2" "柔性復(fù)合材料的特點

2.1" "性能特點

與傳統(tǒng)聚氨酯化學(xué)灌漿材料相比，柔性復(fù)合材料具有非常明顯的特點，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是具有良好的防滲性，能夠有效解決吸水池結(jié)構(gòu)伸縮縫滲漏問題；二是耐水性比較好，即便長期浸泡在水中，其原有的性能也不會發(fā)生改變；三是強度比較高，具有良好的耐磨性和抗水流沖擊能力；四是柔性比較好，能夠滿足干濕交替、溫度變化引起伸縮縫變形的需求[1]。

2.2" "應(yīng)用特點

吸水池結(jié)構(gòu)伸縮縫設(shè)置條件復(fù)雜，如果采取傳統(tǒng)的化學(xué)灌漿法，需要鉆孔注漿，對吸水池原有結(jié)構(gòu)會造成一定的破壞，且施工成本比較高。而采用柔性復(fù)合材料對吸水池造成的影響比較小，既不會影響吸水池結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，也不會對吸水池的美觀性造成影響。柔性復(fù)合材料與碳纖維布結(jié)合起來使用，與傳統(tǒng)的加大混凝土截面、粘貼鋼板加固混凝土相比，具有節(jié)省空間、施工方便、不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重，且具有耐腐蝕、耐久性、施工質(zhì)量好等特點。

采用柔性復(fù)合材料，可大大提高吸水池的使用壽命，降低加固成本。碳纖維布用于結(jié)構(gòu)件的抗拉、抗剪、抗震加固，該材料與柔性復(fù)合材料配套使用，可構(gòu)成性能卓越的柔性復(fù)合材料-碳纖維布加固體系。在房屋結(jié)構(gòu)加固中，柔性復(fù)合材料-碳纖維布加固體系，適用于混凝土結(jié)構(gòu)的梁、柱、板、隧道、橋墩、筒體、殼體等，可應(yīng)用于教學(xué)樓抗震加固、別墅改造加固、吸水池加固、商業(yè)樓加固。

3" "柔性復(fù)合材料堵漏的應(yīng)用技術(shù)

3.1" "堵漏施工工藝流程

雖然柔性復(fù)合材料在性能、質(zhì)量以及應(yīng)用等方面有顯著優(yōu)勢，但在吸水池混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫滲漏修復(fù)施工的應(yīng)用中，需要結(jié)合該伸縮縫的實際情況，嚴格按照施工工藝流程進行操作，才能發(fā)揮出柔性復(fù)合材料的優(yōu)勢，更好的保證吸水池結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。柔性復(fù)合材料在吸水池混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫堵漏中的施工工藝流程如圖1所示。

3.2" "合理選擇柔性復(fù)合材料

吸水池結(jié)構(gòu)伸縮縫會隨著外界溫度的變化，引起開合變化，這就對柔性復(fù)合材料的性能有嚴格要求。既要保證密實度比較高，黏結(jié)性能比較好，也要具有良好的伸縮性。對吸水池結(jié)構(gòu)伸縮縫堵漏，采取“結(jié)構(gòu)膠+碳纖維布+聚合物水泥砂漿”復(fù)合而成的柔性復(fù)合材料。此種柔性復(fù)合材料的粘貼厚度在2～5mm之間，可滿足吸水池結(jié)構(gòu)伸縮縫堵漏的要求。碳纖維布的抗拉強度較高，其抗拉強度值≥3500N/mm2。

如果將高抗拉強度的碳纖維布用環(huán)氧樹脂浸泡，可形成復(fù)合增強碳纖維布。使用復(fù)合增強碳纖維布，從受拉或垂直方向粘貼在結(jié)構(gòu)伸縮縫表面，可形成一個新的復(fù)合體。復(fù)合增強碳纖維布與原有鋼筋混凝土共同受力，可增大吸水池混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂、抗剪切能力，提高結(jié)構(gòu)的強度、剛度、抗裂性和延伸性。

3.3" "混凝土結(jié)構(gòu)表面處理

表面處理是柔性復(fù)合材料在吸水池混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫堵漏處理中應(yīng)用的關(guān)鍵?；炷两Y(jié)構(gòu)伸縮縫表面存在很多雜物，需要進行表面處理。

表面處理的步驟如下：一是清理結(jié)構(gòu)伸縮縫表面雜物；二是鑿除其表面松散的灰漿、砂粒；三是用高壓風機吹掃，保證結(jié)構(gòu)伸縮縫干凈；四是在結(jié)構(gòu)伸縮縫兩邊各打磨出250mm的寬度，作為粘貼碳纖維布的基礎(chǔ)。在混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫表面處理中，混凝土打磨深度要控制在1～2mm之間，保證能夠露出嶄新的混凝土面，方可保證混凝土與封堵材料的粘結(jié)效果。

3.4" "柔性復(fù)合材料封堵步驟

在混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫表面處理完成后，先沿著其兩側(cè)對混凝土進行鑿毛處理，鑿毛寬度控制在200mm，深度控制在1～5mm之間；再對鑿毛部位進行灑水潤濕處理；最后使用柔性復(fù)合材料進行封堵。

在封堵柔性復(fù)合材料之前，對鑿毛部位進行灑水潤濕處理。其作用是為了提升防水材料與混凝土表面的黏結(jié)力，獲得更好的堵漏效果[2]。在采用柔性復(fù)合材料封堵時，需要做到全面覆蓋，無漏水、無滲水，達到表面相對干燥的標準。封堵完成之后，要及時進行找平操作，保證表面相對平整、美觀，為碳纖維布的粘貼提供良好條件。

3.5" "粘貼碳纖維布

粘貼碳纖維布是柔性復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)伸縮縫堵漏中應(yīng)用的關(guān)鍵工序，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)伸縮縫堵漏效果，為保證碳纖維布粘貼質(zhì)量，需依次實施以下步驟。

3.5.1" "基底處理

通過測量放線的方法，精確控制碳纖維布的粘貼區(qū)域。如果結(jié)構(gòu)伸縮縫位置存在混凝土松散、剝落、蜂窩、腐蝕等問題，先進行清理，再使用聚合物水泥砂漿進行修補，然后使用角磨機或者是砂輪將吸水池聚合物水泥砂漿表面打磨平整。

如果吸水池混凝土表面或者封堵材料在施工中存在凹凸不平現(xiàn)象，要使用角磨機或者是砂輪將凸出部位磨削平整，并使用聚合物水泥砂漿填平凹坑，并將其表面打磨平整。對轉(zhuǎn)角位置要精細處理，將轉(zhuǎn)角位置修補成半徑不小于10mm的圓弧狀。

3.5.2" "涂抹底層膠

按照底層膠配制說明書的要求，先將一定量的主劑和固化劑置入容器中，再用攪拌機充分攪拌，攪拌均勻后及時使用，隨攪拌隨使用。用毛刷或者滾刷蘸取配制好的底層膠，均勻涂刷在經(jīng)過基底處理后的結(jié)構(gòu)伸縮縫兩側(cè)表面上，控制涂刷厚度不超過0.4mm，保證涂刷的均勻性和全面性，決不可發(fā)生漏涂、漏刷。待底層膠固化之后，再進行下一道工序施工。

3.5.3" "粘貼碳纖維布

按照設(shè)計配合比配制粘結(jié)膠（浸漬膠），使用滾筒蘸取粘結(jié)膠，均勻涂抹在碳纖維布粘結(jié)位置。在轉(zhuǎn)角位置、搭接位置以及其他特殊位置，可適當多涂抹一些粘結(jié)膠。

將碳纖維布鋪設(shè)就位后，隨即使用特制的光滑滾在碳纖維布表面沿著相同的方向進行反復(fù)滾壓，將多余的粘結(jié)膠擠出碳纖維布外表面，以此去除粘結(jié)膠氣泡，促使碳纖維布與粘結(jié)膠充分結(jié)合，以提升結(jié)構(gòu)伸縮縫堵漏效果。如果鋪設(shè)一層碳纖維布不能滿足堵漏需求，重復(fù)上述步驟，多粘結(jié)幾層碳纖維布，但需要等上一層碳纖維布表面干燥后，方可進行下一層碳纖維布粘結(jié)。

在最外一層碳纖維布上的外表面上涂抹一層粘結(jié)膠，以保證碳纖維布能夠與結(jié)構(gòu)伸縮縫的混凝土表面充分結(jié)合，不能存在氣泡、空鼓等問題。碳纖維布全部施工完成之后，用小木錘輕輕敲擊碳纖維布表面，通過回聲來判斷粘結(jié)效果。如果存在空鼓要及時處理。

本工程空鼓通過針管注膠的方法進行補救，效果顯著[3]。如果碳纖維布的粘結(jié)面積小于95%，則可判定為粘結(jié)不達標，需要重新粘結(jié)。

3.6" "柔性復(fù)合材料表面防護

在結(jié)構(gòu)伸縮縫使用柔性復(fù)合材料密封堵漏完成之后，需要在柔性復(fù)合材料的表面涂刷一層聚合物水泥砂漿和面漆，以便對結(jié)構(gòu)伸縮縫進行全面防護，在提升防滲漏效果的同時提升結(jié)構(gòu)伸縮縫的觀感。

4" "堵漏質(zhì)量驗收

4.1" "驗收資料

為檢驗使用柔性復(fù)合材料的密封堵漏效果是否滿足設(shè)計要求，需要對施工質(zhì)量進行逐步驗收。驗收時必須有碳纖維布和粘接材料生產(chǎn)廠家提供的材料檢驗證明。每道工序施工完成之后，都需要按照施工工藝和結(jié)構(gòu)伸縮縫堵漏的要求進行全面檢查驗收。每項驗收都需要做詳細記錄，以便后期質(zhì)量評定查詢。

4.2" "驗收標準和驗收方法

現(xiàn)場驗收需要以評定碳纖維布和混凝土之間的粘結(jié)質(zhì)量為主要標準，保證穩(wěn)定牢固粘結(jié)面不少于總粘結(jié)面積的95%，如果低于95%則可以直接判斷施工無效，需要重新施工。在案例工程質(zhì)量驗收中，使用木錘敲擊結(jié)構(gòu)伸縮縫堵漏處碳纖維布的表面，通過聆聽回音的方法來判斷其粘結(jié)效果。如果發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)伸縮縫處碳纖維布小于總粘結(jié)面積面5%的空鼓問題，可及時通過針管注膠的方法進行修補。

5" "提升柔性復(fù)合材料應(yīng)用效果的要點

5.1" "做好伸縮縫處混凝土表面處理

在應(yīng)用柔性復(fù)合材料進行結(jié)構(gòu)伸縮縫封堵，其施工機理與鋼筋混凝土的施工機理類似。涉及結(jié)構(gòu)伸縮縫封堵質(zhì)量的問題，可借助混凝土的施工方法。在粘貼碳纖維布之前，需要先對吸水池結(jié)構(gòu)伸縮縫表面進行打磨處理，可選擇砂輪或者是其他打磨工具對粘貼位置進行打毛處理，以提升粘結(jié)效果。

完成打毛之后，按照主體膠與硬化劑2：1的比例配制打底膠，均勻涂抹在伸縮縫位置，靜置2.5h后，再配制浸漬膠涂抹在打底膠之上，將裁剪好的碳纖維布粘貼到表面上，并用刮板擠出氣泡，保證碳纖維布能與結(jié)構(gòu)伸縮縫兩側(cè)混凝土表面充分接觸。

5.2" "做好伸縮縫碳纖維布表層封堵

在表面處理完成之后，等最后一層碳纖維布粘貼好且表面浸漬膠快干時，用白水泥、黑水泥、砂子、107膠和水按規(guī)定的配合比攪拌均勻形成聚合物水泥砂漿，涂抹在碳纖維布表面作為封層。

此種做法既能有效保護碳纖維布不被破壞，也可調(diào)整結(jié)構(gòu)伸縮縫的顏色，提升美觀性和質(zhì)量。結(jié)構(gòu)伸縮縫碳纖維布表層封堵完成之后，不能立即投入使用，而是需要靜待4～6d，觀察縫隙是否全部完成封堵，并作閉水試驗，達到要求后，方可投入使用。

6" "結(jié)束語

綜上所述，本文通過工程實例結(jié)合理論實踐的方法，研究了柔性復(fù)合材料在混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫堵漏中的應(yīng)用問題。引起伸縮縫滲漏的原因較多，堵漏難度較大。如果采用化學(xué)灌漿法進行堵漏，其成本較高、處理時間較長，對伸縮縫破壞嚴重。而采用柔性復(fù)合材料進行堵漏，可實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)伸縮縫的無損施工，而且施工周期短、堵漏效果好。

在具體應(yīng)用中，要結(jié)合結(jié)構(gòu)伸縮縫的特點，嚴格按照相關(guān)工藝進行施工，并對每道工序的施工質(zhì)量嚴格控制，才能發(fā)揮出柔性復(fù)合材料的優(yōu)勢，提升結(jié)構(gòu)伸縮縫堵漏效果，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

參考文獻

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