丙烯酸盐灌浆液在混凝土构件裂缝整治中的应用

池启贵

（福建华源阳光工程管理有限公司，福建福州 350008）

混凝土作为建筑工程施工中经常使用到的施工材料，受到原材料质量、施工工艺和施工环境等因素的影响，混凝土构件会出现各种裂缝病害，影响混凝土结构的使用寿命。20%丙烯酸盐灌浆液作为一种裂缝填补材料，在混凝土构件裂缝修补中，其提高混凝土抗渗效果和耐久性的优点，已在混凝土构件裂缝病害整治中的应用。

1 混凝土裂缝成因概述

1.1 温度裂缝

温度裂缝主要是由于混凝土中含有大量水泥，混凝土浇筑完成后，水泥在硬化过程中，会产生大量的水化热，在这个过程中，混凝土结构的内部温度不断升高，外部迅速脱水，内外部温差不断增加，外部结构由于水分的蒸发不断收缩，内部结构由于温度的升高而不断膨胀，从而导致裂缝。

1.2 荷载裂缝

如图1 所示，荷载裂缝主要包括结构计算模型不合理、存在漏算问题；结构受力分析与实际受力不符；荷载少算或漏算；内力计算与配筋计算错误；结构安全系数不够；结构设计时未考虑施工的可行性；设计断面不足；钢筋设置偏少或布置错误；结构刚度不足；构造处理不当。另外，施工工艺、质量达不到设计要求：施工机具、材料堆放不合理；预制结构翻身、起吊、运输、安装不当，没有严格按设计图施工，擅自更改结构施工顺序及受力体系转换。

1.3 收缩裂缝

混凝土收缩裂缝主要成因是结构混凝土开始初凝之后，表层水分不断蒸发，位于混凝土内部的水分在表面硬化后，速度会逐渐变慢，导致混凝土表面和内部收缩量的差异，不对等的结构混凝土收缩会造成混凝土面裂缝的出现。

2 20%丙烯酸盐灌浆液在混凝土构件裂缝整治中的应用要点

2.1 20%丙烯酸盐灌浆液配置

2.1.1 原材料选择

图1 荷载裂缝

20%丙烯酸盐灌浆液作为主要的施工材料，在对其进行应用时，原材料的合理选择属于基础性的工作内容之一。在对浆液进行拌和时，所使用到的原材料包括丙烯酸盐、新型交联剂、三乙醇胺、过硫酸铵、表面活性剂和水。在材料筛选的过程中，也需要做好材料质量的检查工作，例如在拌和用水的选择中，应以自来水为主，如果使用天然水体资源，则需要对矿物质含量、酸碱度等内容进行测定，若满足要求，那么可以直接进行使用，反之则需要更换水体或对其进行处理后再进行使用，确保浆液最终的拌和质量。

2.1.2 混合比例控制

20%丙烯酸盐灌浆液在拌和过程中，各原材料的拌和比例应控制在以下范围内：①丙烯酸盐作为浆液中的主剂材料，其质量分数应控制在20%左右；②新型交联剂在拌和过程中，起到交联剂的作用，其质量分数应控制在1%～5%；③三乙醇胺在拌和过程中，起到促进剂的作用，其质量分数应控制在1%～3%；④过硫酸铵在拌和过程中，起到引发剂的作用，其质量分数应控制在1%～2%；⑤表面活性剂在拌和过程中，起到乳化剂的作用，其质量分数应控制在0.05%～0.1%；⑥水在拌和过程中，起到溶剂的作用，其质量分数应控制在69.0%～85.0%。合理控制好材料添加顺序，提高浆液的拌和质量。拌和后浆液物理指标如表1 所示。

2.2 混凝土结构裂缝修复

进入混凝土裂缝修复阶段后，需要注意的内容如下：①控制好浆液的注浆压力，拌和好的20%丙烯酸盐灌浆液一般都会通过压力注浆的方式填充到裂缝当中，在此过程中，其压力应控制在0.3～0.5MPa 之间；②控制好浆液的注入速度，根据混凝土裂缝参数，对浆液注入速度进行控制，通常情况下，注浆速度应控制在1.5L/min，待裂缝被填满后停止继续注浆[1]；③控制好注浆期间外界温度和湿度，避免气泡混入裂缝当中，影响最终的注浆效果。

表1 丙烯酸盐灌浆液物理性能

2.3 混凝土养护阶段

完成混凝土裂缝注浆操作后，需要做好相应的养护工作，以增强裂缝治理效果。一般情况下，可以在表面覆盖上一层土工膜（混凝土裂缝较大的部位应选用保温材料），同时借助水冷法或者真空气化法，对于整个凝结过程的温度进行合理控制。20%丙烯酸盐灌浆液在早期的流动性相对较高，因此要做好早期的养护工作，保持空气湿度和温度，避免材料收缩后无法贴合裂缝周围，干扰到材料的应用效果。同时也需要做好养护时间的控制工作，总结以往的施工经验可以了解到，其养护时间不应低于7d，以确保结构最终的成型效果。除此之外，做好混凝土面的清理工作，避免杂质混入影响最终的成型效果[2]。

2.4 性能测试阶段

在20%丙烯酸盐灌浆液完成凝结之后，进入性能测试阶段，对于处理效果进行评估。具体的评估内容如下：①裂缝填充度，可以借助一些无损探伤技术，对于裂缝内材料填充的充实度进行检查，这也是基础测试内容。目前应用较多的无损探伤技术包括超声波探伤技术、射线探伤技术等，做好采集数据信息的分析工作，提高采集数据的合规性；②对于修复后材料强度、力学参数进行试验评估，将采集数据进行科学化处理。将处理结果和标准规范内容进行比对，从而科学评估此次裂缝修复效果，为后续技术的应用和完善提供数据参考[3]；③做好各实验过程中实验数据的整合工作，借助数据库技术对其进行存储，这也是完善材料性能检测体系的基础条件，提升应用体系的可靠性。

3 结构混凝土裂缝处理防渗过程中的注意事项

3.1 裂缝表面的清理工作

在混凝土裂缝处理防渗过程中，裂缝表面的清理工作，属于非常基础的工作内容，在具体的操作中，需要对裂缝表面进行清扫，根据混凝土表面裂缝的长度、深度、宽度，选择不同的处理方法，例如，针对宽度和深度较大的裂缝，需要利用铣槽的方式对其进行处理，深度和宽度略大于裂缝参数，而且铣槽过程中，也需要将裂缝内松动的混凝土块清除掉，随后利用风机将碎屑吹出，并且利用水进行浸润，为后续处理工作的开展提供便利[4]。需要注意的是，在混凝土裂缝的清洗中，应控制好用水量，确保混凝土裂缝湿润，对于积水的情况也需要做好处理，以免处理不当影响灌浆效果。

3.2 裂缝缝面的加强处理

对于一些裂缝较大、裂缝密集的区域，除了做好裂缝修复工作外，还需要做好裂缝缝面的加强处理工作。在具体的处理过程中，可以沿着裂缝表面进行双层并缝钢筋片的布设，网格的尺寸为15cm×15cm，沿着混凝土结构进行铺设，搭配着增加的钢筋结构，提升混凝土整体结构的稳定性。另外，需要在裂缝面位置设置测缝计，对于修复后混凝土形变情况进行监督，从而增强裂缝修复效果。完成上述工作内容后，进入基面清理环节，其主要目的是避免杂质混入影响最终的成型效果。在具体的处理过程中，可以简单清扫基面表面，随后用水进行冲洗，在表面覆盖土工膜，在上面进行洒水。待材料成型后将土工膜去除，完成该环节的清理工作[5]。

4 20%丙烯酸盐灌浆液在混凝土构件裂缝整治中的成功案例

沿山1-7 弄棚户区改造（沿山家园）安置房项目，为现浇钢筋混凝土剪力墙结构，地下2～3 层，总建筑面积为256936.4m2，占地面积61176.5m2。属于1 类高层，耐火等级为1 级，主体结构合理使用年限为50 年，屋面防水等级为1 级。建筑抗震设防类别为丙类，建筑结构安全等级为二级，所在地区的抗震设防烈度为Ⅶ度，设计基本地震加速度为0.10g。结构设计使用年限为50年。2014 年3 月18 日开工，2017 年12 月28 日竣工验收。在竣工验收后局部混凝土楼板出现裂缝，采用丙烯酸盐灌浆液处理效果良好。丙烯酸盐化学灌浆液是一种新型防渗堵漏材料，它可以灌入混凝土的细微孔隙中，生成不透水的凝胶，充填混凝土的细微孔隙，达到防渗堵漏的目的。丙烯酸盐浆液通过改变外加剂及其加量可以准确地调节其凝胶时间，从而可以控制扩散半径。丙烯酸盐灌浆液凝胶后的技术指标如下：

表2 丙烯酸盐灌浆液凝胶后的性能

5 结束语

在混凝土结构施工过程中，裂缝病害属于常见的施工质量问题，采用20%丙烯酸盐灌浆液对混凝土结构裂缝病害整治的过程中，作者通过多年的裂缝病害整治，将其裂缝预处理、浆液混合比例控制、裂缝修复、养护及修复质量评估进行归纳总结，以供各位同仁在从事类似工作时参考。