基于水工混凝土材料及修复利用的探讨

冯伟

太原供水集团有限公司 山西 太原 030009

引言

水工混凝土材料作为我国水库加固与修复的核心材料，随着我国社会经济的发展，水工混凝土材料生产技术逐渐成熟，其应用范围也逐渐广泛，不仅可以在水利工程中应用，在交通、建筑等行业中都具有明显优势。该材料生产成本较低，并且原材料较为广泛，在实际施工过程中不会受到外界因素影响，因此大部分施工企业在开展工程治理时都会首选该材料开展作业。

1 水工混凝土材料种类分析

水工混凝土材料主要分为工程材料和防水材料，不同材料的种类及特性都具有一定差异，因此施工人员在实际施工过程中要根据工程修建标准以及当地区域实际情况合理选择各类材料作业，尽量保证工程准确、可靠，延长工程使用寿命，发挥工程的作用与优势[1]。

1.1 工程材料

水工混凝土工程材料类型也较多，如水泥灌浆材料、黏土灌浆材料、超细水泥挂浆材料以及塑性混凝土，各材料特性以及应用范围都具有一定差异，例如水泥灌浆材料，该材料主要是以水泥为主，其发展时间较长，是目前我国施工单位应用最为广泛的一项材料，该材料主要是在地基与结构加固中应用，可以有效提高结构防渗透能力，避免出现渗漏，施工人员在应用该材料开展作业时要根据工程实际情况合理选择方式，例如河北省邱庄水库，该水库由于地基过渡层存在问题，施工人员在使用水平防渗以后其效果并不明显，将其改为垂直加固以后效果显著提高，因此施工人员要合理制定施工方案，保证防渗工作的质量与效率，提高结构整体强度。而黏土类灌浆材料主要是以黏土固化浆液为主，具有较强的堵水固结性，并且该材料成本较低，其抗渗透性能良好，可以避免受到水体影响导致材料出现稀释，具有较强的流变性能，因此该材料主要是在水流速度较大区域应用，例如水库帷幕施工，施工人员会通过各类方式开展注浆，进而提高水库帷幕施工技术，并且该材料还能在空洞充填中应用，因此其应用范围广泛。而超细水泥挂浆材料与水泥挂浆材料相比其面积较大，并且粒径较小，具有较强特性，不仅能延长建筑使用寿命，还能提高结构抗渗性能。但是该材料的成本较高，因此该材料主要是在构结构裂缝中应用，如坝体裂缝、坝基裂缝、地下空洞工程等。而塑性混凝土主要是通过凝土和膨润土开展作业，与普通混凝土相比同样具有较强可操作性，施工人员可以根据工程实际情况合理配备各材料比例，进而保证材料整体弹性与土体接近，可以规避普通混凝土中的问题，具有较强的防渗透性，主要是在土石坝和提防中应用。

1.2 防水材料

防水涂料是水工混凝土技术施工中必不可少的一项材料，目前我国市面上防水涂料类型也较多，如弹性高分子水泥防水涂料、防碳化涂层、环氧涂层、绿化混凝土，其中弹性高分子水泥防水涂料作为新型材料，主要是有高聚物、特种水泥以及各类新型材料组建而成，工作人员会通过特殊工艺方式开展配比，因此该材料既拥有无机物物理性能，又具有较强的弹性变形性能，可以有效保护结构，避免结构出现渗漏，同时该材料防水性能以及耐腐蚀性能都较强，可以作为界面处理剂开展应用。根据实验表明，该材料黏性为普通水泥砂浆黏性的5～8倍，可以循环利用，能够大幅度提高结构使用寿命。而防碳化涂层主要是指混凝土在实际施工过程中会长期暴露在大气环境中，而二氧化碳就会与混凝土发生反应，导致混凝土整体性能下降，因此施工人员使用该材料能有效降低二氧化碳对混凝土侵蚀，进而起到保护作用，该材料主要是通过氯化橡胶、聚氨酯素以及丙烯酸乳涂料为主，能避免二氧化碳与氧气渗透，并且还能阻挡氯化物溶液的侵入，能有效提高工程整体性能。而环氧涂层主要是在局部混凝土裂缝中应用，能够大幅度降低水分与二氧化碳的入侵，该材料具有较强收缩性，有效保证表面裂缝修复工作质量，因此该材料主要是在沿海混凝土结构中应用，避免工程出现冻融破坏。而绿化混凝土作为新型的混凝土材料，在保障工程质量的同时做好生态环境保护工作，可以提高工程周围绿化环境，该材料主要是以碎石和水泥为主，按照相应比例配比，通过振动压力方式配置而成，并且在空隙中会填充植物所需要的生长养分，施工人员在应用该材料时会到混凝土块体表面种植植被，进而让其根系进入下方土体[2]。

2 水工混凝土修复技术

2.1 截面加固法

该方式主要是在周围空间尺寸都较为适宜区域应用，施工人员在应用该技术开展作业时会在结构外侧包裹钢筋混凝土围套，进而保证其修复区域能与基体达到一致，扩大其截面面积，提高建筑物体的承载力，进而达到修复目的。因此该技术主要是在一般路基混凝土裂缝修补中应用。首先施工人员应用该方式开展加固作业时需要先做好表面清理工作，露出主筋，做好凿除工作，保证表面光滑度，如果在加固过程之前，施工人员发现钢筋出现了锈蚀，施工人员需要清理保护层，开展除锈作业，保证该技术应用水平。其次，施工人员还需要做好数据统计，根据其裂缝程度和混凝实际情况搭配相应钢筋或者锚筋，进而保证其规格以及数量能满足修复工作需求，在浇筑之前施工人员要做好养护，尽量保证其模板与原结构整体水分，为后续施工奠定基础，施工人员可以通过细石混凝土浇捣方式开展养护。最后虽然该工艺的工艺较为简单，并且其适用面积广泛，但是在使用过程中会减少部分使用空间，加大建筑自身重量，同时在加固过程中现场凿除工程量较大，需要花长时间进行养护，因此在实际施工过程中周围建筑会出现停用的情况，会严重影响建筑物使用状态，所以施工人员要充分了解水工混凝土缺陷产生具体机制，综合考虑建筑各项因素，合理应用该方式开展作业，避免建筑物出现长时间停用。

2.2 表面处理法

该方式主要是以各类防水材料为基础开展修复，如弹性涂抹防水材料、聚合物水泥、高渗透性防水剂等，施工人员在应用该技术开展修复时会将各类防水材料涂抹到裂缝表面，进而保证建筑整体防水性能，延长防水层使用寿命，因此该技术主要是在裂缝较小并且裂缝不会对结构强度产生影响的状态上应用，可以在保障建筑防水性能同时恢复建筑美观性，通常情况下，当裂缝宽度小于0.2mm时就可以利用该方式开展作业。首先，施工人员应该根据裂缝实际情况选择相应的方式开展修补，例如，建筑物存在稀少裂缝时可以使用骑缝涂抹方式进行修补，而如果裂缝又细又密，施工人员则需要使用全部涂抹方式开展修补。其次，由于在修补过程中其表面涂层较薄，因此施工人员需要做好材料选择，尽量选择黏性较强、具有抗老化性能的材料开展作业。需要注意的是，如果其裂缝处于结构活动区域，施工人员需要使用具有延伸性的弹性材料开展作业。

2.3 灌浆法

该方式主要是通过各类材料将其灌入裂缝内，如树脂浆液、水泥浆液、聚合物浆液等，能够有效提高整体结构稳定性和耐久性，加强结构防水性能，让各结构形成整体，因此该方式主要是在宽度较大、深度较深的裂缝区域中应用，尤其是受力区域的裂缝，如果其宽度大于3mm便可以运用该方式开展作业。该方式根据其材料的不同主要分为水泥灌浆法和化学灌浆法，这两种利用范围具有一定差异，例如当裂缝宽度大于2mm时施工人员可以使用水泥灌浆法进行作业，而如果其宽度小于2mm时施工人员就需要使用化学灌浆法开展作业，主要是由于化学灌浆法黏度较低，具有较强的可操作性，并且恢复效能优异，能提高整体结构的强度。该方式作为传统的修复方式，不会对原有结构产生损害，并且还能有效提高结构整体防水性能，延长结构使用寿命[3]。

2.4 填充法

施工人员在应用该方式时会沿着裂缝凿出相应的沟槽，如U型沟槽、V型沟槽，然后使用各类修复材料，进而恢复结构防水性能，延长结构使用寿命，让各结构达到一致，因此该方式主要是在数量较少、裂缝较宽区域中应用，通常情况下其裂缝大于0.5mm便可以使用该方式开展修复，同时如果是因为钢筋锈蚀而导致裂缝，施工人员也可以应用该方式开展作业。目前我国市面上该方式的修补材料主要分为环氧树脂环氧砂浆、聚合水泥砂浆，施工人员在应用该方式开展作业时要做好研究，了解裂缝具体性能，根据裂缝实际情况选择材料，例如其裂缝处于活动区域，施工人员就需要使用具有延伸性的材料开展施工，而如果其裂缝是因为钢筋锈蚀而导致则需要做好前期处理，施工人员需要加宽沟槽，让其深度以及宽度能符合修补需求，尽量露出钢筋生锈部位，为后续除锈工作奠定基础。

2.5 外包钢加固法

施工人员在应用该方式开展作业时主要是通过型钢外包的方式将其与路基混凝土四角相连接，进而提高各构件之间紧密性，避免裂缝出现扩张，能有效保证结构整体高度以及成长率，因此该方式主要是在不允许扩大结构截面尺寸的状态下应用，可以有效保证截面整体承载力，同时做好各结构裂缝处理，如框架梁柱、牛腿等，可以在大型结构以及大跨结构中应用。该方式根据施工工艺不同，主要分为湿式加固与干式加固，施工人员应用湿式加固方式进行作业时需要合理应用各类材料，做好钢筋与原结构连接，如乳胶水泥、聚合物砂浆、环氧树脂等，让新旧材料更加契合，达到协同作业的目标。而干式方式主要是指施工人员在开展作业时不通过材料粘接方式连接钢材与原构件，施工人员会使用机械咬合以及摩擦的原理加强钢材与结构的紧密性，虽然在部分区域会添加相应水泥砂浆，但是在应用该方式以后，随着建筑后期应用时间变长，其荷载力达到一定数值以后外包型钢会与构件出现无法协调的情况，新旧材料会出现各类矛盾，施工人员在使用干式加固时需要做好紧固，通过各类材料加强钢材与混凝土表面接触面积，进而保证其构件协调。

2.6 粘钢加固法

施工人员利用该方式开展作业时会在构件表面使用特定的黏接剂开展钢板粘贴工作，进而避免裂缝持续扩张，能够有效提高结构承载力，因此该方式主要是在一般情况下裂缝中应用，施工人员在应用该方式开展加固作业时要进行材料选择，尽量选择强度较高、黏结力较强的结构胶，进而保证结构整体性能符合裂缝修复需求，如抗老化性能、防水性能，并且在施工过程中要格外重视粘贴施工质量，进而保证粘贴工作的准确性和可靠性。该方式工艺简单，并且在实际施工过程中不会受到场地、空间限制，施工人员将钢板粘贴到构件以后要放置一段时间，通常情况下，放置3d便可以投入使用，不会影响大众正常生活状态。施工人员在应用该方式开展作业时还需要做好钢板选择，尽量保证其钢板厚度为2～6mm，这样才能有效保证不会影响结构外观，确保其重量不会增加，可以有效提高加固效果，弥补原构件钢筋不足的问题[4]。

3 结束语

水工混凝土材料作为工程治理的首选材料，随着我国建筑行业快速发展，该材料技术也逐渐成熟，施工单位在开展工程治理时要做好前期调研，了解不同材料实质特性、根据工程治理标准合理利用各材料进行修复，进而延长工程使用寿命，保证工程修护水平，充分发挥工程的经济效益和社会效益，提高企业工程修复能力，进而提高企业核心竞争力，为我国建筑行业稳定发展奠定基础。