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一、概述
隐贤排涝站位于霍邱县隐贤堤隐北村境内,1991年大水时,圩内内涝十分严重,圩内广大群众损失严重。大水退后,县政府拨专款修建了排涝站,装机总容量为600kw,共计六台机组。
隐贤排涝站投入使用后于2003年、2005年汛期在汇水箱壁下游外侧出现管涌险情,经开挖检查发现,出水管管壁、出水管墩墙、出水管墩与底板处交接处的施工缝均存在不同程度的渗水现象,分析原因汇水籍壁渗水由于在施工中施工缝未处理好,在接头处出现渗水;出水管墩是浇筑二期砼时,由于砼自重下垂,在上口与一期砼接头处渗水。为确保2007年安全度汛,在2007年3月份,对汇水箱壁检查出的孔洞制定了封堵方案,决定采用环氧砂浆处理方案,并要求汛前实施完毕。
二、材料性能
环氧砂浆就是一种高快凝固,高粘度的混有砂浆灌浆料,以下是环氧树脂的一些化学和物理性质:
1、形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求,其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。
2、固化方便。选用各种不同的固化剂,环氧树脂体系几乎可以在0~180℃温度范围内固化。
3、粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在,使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低,产生的内应力小,这也有助于提高粘附强度。
4、收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的,没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比,在固化过程中显示出很低的收缩性(小于2%)。
5、力学性能。固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。
6、电性能。固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。
7、化学稳定性。通常,固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。像固化环氧体系的其它性能一样,化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。适当地选用环氧树脂和固化剂,可以使其具有特殊的化学稳定性能。
8、尺寸稳定性。上述的许多性能的综合,使环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。
9、耐霉菌。固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌,可以在苛刻的热带条件下使用。
因此,环氧砂浆在水利建筑工程混凝土修补、粘结、隔水、防渗等方面被广泛应用。
三、处理方案
通过对处理现场勘察,处理方案分为二种情况:
1、出水管管壁渗水
对于出水管管壁渗水采用环氧砂浆进行处理,施工时沿管壁周围将混凝土凿除,形成一个直角边为5cm的直角三角形断面,同时将管壁用钢刷除锈,然后用环氧树脂砂浆封堵,待砂浆凝固以后同墙壁一起粘贴玻璃丝布。
2、出水管墩墙渗水
出水口墩墙墙壁渗水采用环氧树脂粘贴玻璃丝布的办法进行防渗,粘贴范围向墙壁四周以外25cm。
四、环氧砂浆的配制施工工艺
根据材料的化学成分及实用性分析,E-44型环氧树脂属二酚基丙烷型,具有良好的粘结性,适用于修补混凝土缺陷和灌浆等,其环氧值为0.41~0.47当量/100克,建议选用6101#;用乙二胺作固化剂,在常温下可固化,反应时放热多,可进一步促使环氧树脂和固化剂反应,但其固化速度快,施工时间短;二丁酯增韧作用好且属非活性增韧剂,易施工。环氧材料中加入水泥、砂填料,可使固化物的一些性能得到改善,如降低热膨胀系数、收缩率,提高粘度、抗冲击陛、耐磨性等,且降低工程成本。
玻璃丝布的处理。玻璃丝布一般采用无碱玻璃纤维织成,为无捻粗纱方格布。玻璃丝布在制作过程中均作了加浸润剂处理,浸润剂含有油脂和蜡影响环氧基液与玻璃丝布的结合,因此必须对玻璃丝布进行除油腊处理,使环氧基液浸入玻璃纤维内,提高粘结效果。玻璃丝布除油腊的方法是将玻璃丝布放置在碱水中煮沸1h,然后用清水漂净。判断玻璃丝布是否有油腊,可用手摸,如感到没有油腻滑动即已清除干净。除去油腊后,玻璃丝布应失去原有的雪白、光彩夺目的外观,重量也相应地减轻。
五、环氧砂浆的施工工艺
1、基层处理:沿裂缝凿槽,将剥落、松动、碳化老化的混凝土凿除打毛,凿除面周边做成一定角度的坡面,用钢丝刷将表面的粉尘、泥沙、苔藓等清除干净,外露的钢筋要将表面的锈蚀、砂浆用砂纸清理干净。
2、涂刷环氧基液:待混凝土面符合要求后将表面全部涂刷环氧基液,涂刷环氧基液均匀垒面,要用刷子反复揉戳,不留气泡,钢筋表面也要均匀涂上环氧基液,环氧基液涂刷力求薄而均,以不超过1ram厚为宜。基液涂刷后要保持环境清洁,防止灰尘、杂物等附着于表面。
3、环氧砂浆配制:环氧基液配合比(重量比,单位g)材料名称:环氧树脂、固化剂、增韧剂、稀释剂,其化学名称:610l型树脂,乙二胺、二丁脂、丙酮,配合比100:6~7:15:20。环氧基液配制过程:环氧树脂加热至60℃,加入二丁脂和丙酮拌匀,再加入乙二胺拌匀。环氧砂浆配合比(重量比,单位g)材料名称:环氧树脂、固化剂、增韧剂、稀释剂,化学名称:6101型树脂、乙二胺、二丁脂、丙酮,配合比:100:i0:10:20,填充料:425号水泥150、砂375。配制工艺过程:环氧树脂加热至60℃,加入二丁脂和丙酮拌匀,加入乙二胺拌匀,再将预热至30℃的填充料加入拌匀。基液涂刷完成后30min(不待基液固化)填筑环氧砂浆,涂抹时要用铁抹反复压抹,内部密实,表面平整。
4、粘贴工艺:粘贴时,先在粘贴面上均匀刷1层环氧基液(不能有气泡产生),然后展开,拉直玻璃丝布,用剪刀剪成宽30cm的布条,卷在木棒上,即可进行粘贴。粘贴前,先在基面上刷1层环氧基液,贴上玻璃丝布,用刷子在玻璃丝布上刷1遍使环氧基液浸透,接着又在玻璃丝布上刷环氧基液,按同样的方法粘贴第二层,共贴3层。施工时气温不低于15℃,不超过40℃为宜,环氧基液的涂抹厚度不超过1ram,涂刷基液需间隔30min后,才能粘贴玻璃丝布,以防产生气泡。
六、施工时要注意一下几点
1、环氧材料的配制过程必须按照配制程序进行,严格控制配合比和温度。环氧材料每次配制的数量,应根据施工能力确定,一般不宜超过1kg,且要随配随用。一般在室温条件下,保存适当的环氧材料可用2h。配料时所用的器皿应广口浅底,以利于搅拌散热。
2、在加入二丁酯时一定要待环氧树脂熔化冷却至25℃左右,且要边搅拌边缓慢加入,以防反应过快硬结变质。
3、水泥、砂等填料用量视稀稠度适量增减。
4、环氧材料的养护环境要求干燥、温度适宜。温度以在20℃±5℃为宜,要避免阳光直射。夏季要按标准养护2d,冬季要养护7d。养护期的前3d要避免水浸泡和其它冲击。
5、由于各组成成分大多易挥发,施工现场必须通风,避免挥发气体对人体的侵害;要严格注意防火和劳动保护,施工人员要带口罩和橡皮手套。人体与环氧材料接触后,可用酒精、肥皂水、清水多次清洗,严禁用有机溶剂如汽油、丙酮等清洗,以免环氧材料被稀释后渗入皮肤。
6、施工用具可用丙酮、甲苯、二甲苯等溶剂清洗。如环氧材料已硬结在工具上可加热软化刮除,但不可燃烧,以防产生有害气体污染。
7、在施工过程中,不允许将用过的器具及残液等随便抛弃或投入河中,以防水质污染和发生中毒事故。
七、处理效果
本次加固用环氧砂浆处理后,经上级业务主管部门检查认定:施工工艺和方案合理.处理得当,施工质量符合施工规范,并顺利通过验收。
八,结论
裂缝和孔洞是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的使用受命,如不及时处理必将造成更大的险情,因此,对混凝土出现以上的问题加以研究、区别对待,合理的采用防渗材料,并在施工中采取各种有效的措施,确保水工建筑物的安全运行,稳定工作。
隐贤排涝站位于霍邱县隐贤堤隐北村境内,1991年大水时,圩内内涝十分严重,圩内广大群众损失严重。大水退后,县政府拨专款修建了排涝站,装机总容量为600kw,共计六台机组。
隐贤排涝站投入使用后于2003年、2005年汛期在汇水箱壁下游外侧出现管涌险情,经开挖检查发现,出水管管壁、出水管墩墙、出水管墩与底板处交接处的施工缝均存在不同程度的渗水现象,分析原因汇水籍壁渗水由于在施工中施工缝未处理好,在接头处出现渗水;出水管墩是浇筑二期砼时,由于砼自重下垂,在上口与一期砼接头处渗水。为确保2007年安全度汛,在2007年3月份,对汇水箱壁检查出的孔洞制定了封堵方案,决定采用环氧砂浆处理方案,并要求汛前实施完毕。
二、材料性能
环氧砂浆就是一种高快凝固,高粘度的混有砂浆灌浆料,以下是环氧树脂的一些化学和物理性质:
1、形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求,其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。
2、固化方便。选用各种不同的固化剂,环氧树脂体系几乎可以在0~180℃温度范围内固化。
3、粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在,使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低,产生的内应力小,这也有助于提高粘附强度。
4、收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的,没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比,在固化过程中显示出很低的收缩性(小于2%)。
5、力学性能。固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。
6、电性能。固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。
7、化学稳定性。通常,固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。像固化环氧体系的其它性能一样,化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。适当地选用环氧树脂和固化剂,可以使其具有特殊的化学稳定性能。
8、尺寸稳定性。上述的许多性能的综合,使环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。
9、耐霉菌。固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌,可以在苛刻的热带条件下使用。
因此,环氧砂浆在水利建筑工程混凝土修补、粘结、隔水、防渗等方面被广泛应用。
三、处理方案
通过对处理现场勘察,处理方案分为二种情况:
1、出水管管壁渗水
对于出水管管壁渗水采用环氧砂浆进行处理,施工时沿管壁周围将混凝土凿除,形成一个直角边为5cm的直角三角形断面,同时将管壁用钢刷除锈,然后用环氧树脂砂浆封堵,待砂浆凝固以后同墙壁一起粘贴玻璃丝布。
2、出水管墩墙渗水
出水口墩墙墙壁渗水采用环氧树脂粘贴玻璃丝布的办法进行防渗,粘贴范围向墙壁四周以外25cm。
四、环氧砂浆的配制施工工艺
根据材料的化学成分及实用性分析,E-44型环氧树脂属二酚基丙烷型,具有良好的粘结性,适用于修补混凝土缺陷和灌浆等,其环氧值为0.41~0.47当量/100克,建议选用6101#;用乙二胺作固化剂,在常温下可固化,反应时放热多,可进一步促使环氧树脂和固化剂反应,但其固化速度快,施工时间短;二丁酯增韧作用好且属非活性增韧剂,易施工。环氧材料中加入水泥、砂填料,可使固化物的一些性能得到改善,如降低热膨胀系数、收缩率,提高粘度、抗冲击陛、耐磨性等,且降低工程成本。
玻璃丝布的处理。玻璃丝布一般采用无碱玻璃纤维织成,为无捻粗纱方格布。玻璃丝布在制作过程中均作了加浸润剂处理,浸润剂含有油脂和蜡影响环氧基液与玻璃丝布的结合,因此必须对玻璃丝布进行除油腊处理,使环氧基液浸入玻璃纤维内,提高粘结效果。玻璃丝布除油腊的方法是将玻璃丝布放置在碱水中煮沸1h,然后用清水漂净。判断玻璃丝布是否有油腊,可用手摸,如感到没有油腻滑动即已清除干净。除去油腊后,玻璃丝布应失去原有的雪白、光彩夺目的外观,重量也相应地减轻。
五、环氧砂浆的施工工艺
1、基层处理:沿裂缝凿槽,将剥落、松动、碳化老化的混凝土凿除打毛,凿除面周边做成一定角度的坡面,用钢丝刷将表面的粉尘、泥沙、苔藓等清除干净,外露的钢筋要将表面的锈蚀、砂浆用砂纸清理干净。
2、涂刷环氧基液:待混凝土面符合要求后将表面全部涂刷环氧基液,涂刷环氧基液均匀垒面,要用刷子反复揉戳,不留气泡,钢筋表面也要均匀涂上环氧基液,环氧基液涂刷力求薄而均,以不超过1ram厚为宜。基液涂刷后要保持环境清洁,防止灰尘、杂物等附着于表面。
3、环氧砂浆配制:环氧基液配合比(重量比,单位g)材料名称:环氧树脂、固化剂、增韧剂、稀释剂,其化学名称:610l型树脂,乙二胺、二丁脂、丙酮,配合比100:6~7:15:20。环氧基液配制过程:环氧树脂加热至60℃,加入二丁脂和丙酮拌匀,再加入乙二胺拌匀。环氧砂浆配合比(重量比,单位g)材料名称:环氧树脂、固化剂、增韧剂、稀释剂,化学名称:6101型树脂、乙二胺、二丁脂、丙酮,配合比:100:i0:10:20,填充料:425号水泥150、砂375。配制工艺过程:环氧树脂加热至60℃,加入二丁脂和丙酮拌匀,加入乙二胺拌匀,再将预热至30℃的填充料加入拌匀。基液涂刷完成后30min(不待基液固化)填筑环氧砂浆,涂抹时要用铁抹反复压抹,内部密实,表面平整。
4、粘贴工艺:粘贴时,先在粘贴面上均匀刷1层环氧基液(不能有气泡产生),然后展开,拉直玻璃丝布,用剪刀剪成宽30cm的布条,卷在木棒上,即可进行粘贴。粘贴前,先在基面上刷1层环氧基液,贴上玻璃丝布,用刷子在玻璃丝布上刷1遍使环氧基液浸透,接着又在玻璃丝布上刷环氧基液,按同样的方法粘贴第二层,共贴3层。施工时气温不低于15℃,不超过40℃为宜,环氧基液的涂抹厚度不超过1ram,涂刷基液需间隔30min后,才能粘贴玻璃丝布,以防产生气泡。
六、施工时要注意一下几点
1、环氧材料的配制过程必须按照配制程序进行,严格控制配合比和温度。环氧材料每次配制的数量,应根据施工能力确定,一般不宜超过1kg,且要随配随用。一般在室温条件下,保存适当的环氧材料可用2h。配料时所用的器皿应广口浅底,以利于搅拌散热。
2、在加入二丁酯时一定要待环氧树脂熔化冷却至25℃左右,且要边搅拌边缓慢加入,以防反应过快硬结变质。
3、水泥、砂等填料用量视稀稠度适量增减。
4、环氧材料的养护环境要求干燥、温度适宜。温度以在20℃±5℃为宜,要避免阳光直射。夏季要按标准养护2d,冬季要养护7d。养护期的前3d要避免水浸泡和其它冲击。
5、由于各组成成分大多易挥发,施工现场必须通风,避免挥发气体对人体的侵害;要严格注意防火和劳动保护,施工人员要带口罩和橡皮手套。人体与环氧材料接触后,可用酒精、肥皂水、清水多次清洗,严禁用有机溶剂如汽油、丙酮等清洗,以免环氧材料被稀释后渗入皮肤。
6、施工用具可用丙酮、甲苯、二甲苯等溶剂清洗。如环氧材料已硬结在工具上可加热软化刮除,但不可燃烧,以防产生有害气体污染。
7、在施工过程中,不允许将用过的器具及残液等随便抛弃或投入河中,以防水质污染和发生中毒事故。
七、处理效果
本次加固用环氧砂浆处理后,经上级业务主管部门检查认定:施工工艺和方案合理.处理得当,施工质量符合施工规范,并顺利通过验收。
八,结论
裂缝和孔洞是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的使用受命,如不及时处理必将造成更大的险情,因此,对混凝土出现以上的问题加以研究、区别对待,合理的采用防渗材料,并在施工中采取各种有效的措施,确保水工建筑物的安全运行,稳定工作。