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摘要：混凝土產(chǎn)生裂縫是目前工程建設(shè)中普遍存在的質(zhì)量通病，故簡(jiǎn)要介紹混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的修復(fù)方法、修復(fù)材料和應(yīng)用技術(shù)。...

淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫修復(fù)方法

高紅霞，倪修全

(安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院，安徽淮南232001)

    盡管采取合理的材料、設(shè)計(jì)構(gòu)造和施工措施等可以獲得一定的裂縫控制效果，但由于混凝土自身的材料特性以及多種因素的復(fù)雜影響，建筑工程中，混凝土結(jié)構(gòu)的開裂實(shí)際上是無(wú)法完全杜絕的。裂縫一旦形成，往往還會(huì)伴隨后期結(jié)構(gòu)承載情況以及環(huán)境因素的變化，持續(xù)運(yùn)動(dòng)和發(fā)展，表現(xiàn)為裂縫數(shù)量不斷增多，深度、寬度不斷加大。其結(jié)果不但對(duì)結(jié)構(gòu)的安全可靠性可能發(fā)生影響，而且會(huì)對(duì)建筑物的耐久性及正常的使用功能造成嚴(yán)重的危害。此外，即使是無(wú)害裂縫．也會(huì)影響建筑物的外觀，并引起用戶心理上的恐懼和不安。因此，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫達(dá)到肉眼可視寬度時(shí)，一般必須進(jìn)行修復(fù)，以確保建筑物的安全可靠性、耐久性及正常使用功能，并有助于消除使用者的不安心理。

1.混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的修復(fù)方法

    1.1表面處理法和填充法

    表面處理法包括表面涂抹法和表面貼補(bǔ)法。表面涂抹法采用裂縫修補(bǔ)材料敷于構(gòu)件裂縫表面，并使材料固化達(dá)到修補(bǔ)裂縫的目的。該方法適用于修復(fù)灌漿材料難以灌入的細(xì)而淺的裂縫、深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫、不漏水的裂縫和已經(jīng)不再發(fā)展的裂縫。表面貼補(bǔ)法采用片狀修補(bǔ)材料如水工膜或其他防水片，粘貼于混凝土表面，達(dá)到消除裂縫危害的目的。該方法適用于大面積漏水的防滲堵漏，實(shí)際上是一種整體防水修補(bǔ)措施。

填充法修補(bǔ)材料直接填充于裂縫之中以達(dá)到裂縫修復(fù)目的。該方法一般用來(lái)修補(bǔ)較寬的裂縫(大于0．3 mm)，作業(yè)簡(jiǎn)單而且費(fèi)用低。對(duì)于寬度小于0．3 mm且深度較淺的裂縫以及小規(guī)模裂縫的簡(jiǎn)易處理，可采取先開V形槽，然后做填充的方法。

    1.2灌漿法

    主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的?昆凝土裂縫的修補(bǔ)，它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓人混凝土的裂縫中，膠結(jié)材料硬化后與?昆凝土形成一個(gè)整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿，環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學(xué)材料。嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達(dá)到封閉裂縫的目的。

    1.3結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法

    當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時(shí)，就要考慮采取加固法對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結(jié)構(gòu)的載面面積，在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。

2.混凝土結(jié)構(gòu)裂縫修補(bǔ)材料

    2.1表面處理法和填充法所用裂縫修補(bǔ)材料

    2.1.1  聚合物水泥砂漿修補(bǔ)材料

    聚合物水泥砂漿(PCM)又稱聚合物改性水泥砂紫(PMM)，是由水泥、骨料和被分散在水中的有機(jī)聚合物同時(shí)攪拌而成。這種聚合物是由成千上萬(wàn)單分子物質(zhì)聚合而成的大分子量的物質(zhì)。聚合物可以是由一種單體聚合而成的均聚物，也可以是由兩種或更多的單體聚合而成的共聚物。目前已開發(fā)的PCM用聚合物品種有丙烯酸酯共聚乳液、聚氯丁二烯橡膠、聚苯乙烯橡膠、氯乙烯偏氯乙烯共聚乳液、BJ乳液、DHC乳液、苯丙乳液等。聚合物水泥砂漿的性能主要受聚合物的種類、摻量的影響。聚合物水泥砂漿收縮率一般較小，極限引伸率較大，抗拉彈模較低，因此具有較高的抗折、抗拉強(qiáng)度，抗裂性也較普通水泥砂漿好得多。由于其對(duì)老混凝土的黏結(jié)強(qiáng)度極好，加之又具有抗水及抗氯離子滲透、抗凍融等良好的耐久性，所以它是一種十分優(yōu)異的新型補(bǔ)強(qiáng)加固材料。

    2.1.2聚合物砂漿修補(bǔ)材料

    聚合物砂漿是由聚合物和細(xì)骨料組合而成的無(wú)水泥的膠結(jié)材料。與普通砂漿相比，它具有很多優(yōu)點(diǎn)：施工時(shí)間和硬化時(shí)間控制范圍較大，強(qiáng)度高、耐磨性及抗沖擊性好；抗?jié)B性、抗凍性、耐化學(xué)侵蝕性好；黏結(jié)性強(qiáng)，對(duì)水泥混凝土或砂漿、石材、瓷磚、金屬、木材等均能很好黏結(jié)；具有良好的電絕緣性。但它也存在和易性差、耐熱耐火性差等缺點(diǎn)。聚合物砂漿對(duì)維修橋梁開裂式磨損的混凝土表面尤為適合。

    2.1.3纖維復(fù)合修補(bǔ)材料

    常用的纖維有鋼纖維、玻璃纖維、碳纖維、合成纖維等。纖維都有抗拉強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，摻人混凝土中可以有效地控制混凝土內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。目前使用較廣泛的是合成纖維。合成纖維在修補(bǔ)材料中的應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代，80年代以后在美國(guó)、加拿大、日本、德國(guó)等國(guó)已廣泛應(yīng)用于混凝土工程和加固修復(fù)工程。除抗裂外，合成纖維尚能提高混凝土的黏聚性和抗碎裂性。

    2.2灌漿法裂縫修補(bǔ)材料

    2.2.1環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿材料

    環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿材料，具有穩(wěn)定性好、室溫固化、收縮小、黏結(jié)力強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，是一種較好的補(bǔ)強(qiáng)固結(jié)化學(xué)灌漿材料。它填補(bǔ)混凝土裂縫后，使開裂的混凝土兩側(cè)面緊密黏結(jié)在一起，恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性，而且由于其黏結(jié)力和內(nèi)聚力均大于混凝土本身的強(qiáng)度，因此修補(bǔ)后的混凝土強(qiáng)度甚至比開裂前的混凝土強(qiáng)度還高。環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿材料按其稀釋劑可分為3類：非活性稀釋劑體系、活性稀釋劑和糠醛一丙酮稀釋劑體系的環(huán)氧樹脂灌漿材料。

    2.2.2甲基丙烯酸酯類化學(xué)灌漿材料

    甲基丙烯酸酯類化學(xué)灌漿材料的一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)就是能灌人0．05 mm的細(xì)微裂縫，在0.2—0.3 MPa壓力下，漿液可滲入混凝土內(nèi)4.6 cm深處。灌入混凝土干裂縫能恢復(fù)混凝土的整體性；灌入有水的混凝土裂縫，如采用親水性好的配方和適當(dāng)?shù)墓に嚕�也能部分恢�?fù)整體性。

    2.3結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法裂縫修補(bǔ)材料

    建筑物若出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫則問題非常嚴(yán)重，修補(bǔ)此種裂縫必須滿足修補(bǔ)后的構(gòu)件承載力不低于構(gòu)件破壞前的強(qiáng)度。目前對(duì)于結(jié)構(gòu)性裂縫修補(bǔ)通常用膠黏劑。膠黏劑可用于加固修復(fù)結(jié)構(gòu)承載力不足而產(chǎn)生的裂縫，在建筑工程中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。其主要材料為建筑膠黏劑或簡(jiǎn)稱建筑膠。用于建筑加固工程中的時(shí)間雖不長(zhǎng)，但近來(lái)發(fā)展很快。

3.工程實(shí)例一

    某大橋位于安徽省境內(nèi)l05國(guó)道798K+414處。該橋?yàn)?/span>9孔20 m空心板梁，3孔一聯(lián)，全長(zhǎng)l84．04 m，設(shè)計(jì)荷載汽一20掛一l20。橋面寬為：l5．0 in(車行道)+2×1．50m(人行道)，全寬18．5 m，不通航。1999年建成通車。該橋建成后，在橋梁調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)該橋墩、臺(tái)蓋梁懸臂處立柱外側(cè)有細(xì)微豎向裂縫。經(jīng)過近兩年的跟蹤觀察，未見裂縫有新的發(fā)展。為保證橋梁的使用功能，決定采取工程措施進(jìn)行處治。表面處理法：對(duì)于混凝土構(gòu)件上較細(xì)(小于等于0．25 mm)的裂縫，用鋼絲刷等工具清除裂縫表面的灰塵、白灰、浮渣及松散層等污物，然后用高壓氣槍吹除裂縫殘余物，再用毛刷蘸丙酮把沿裂縫30～50 mm處擦洗于凈待晾干。切槽法：對(duì)于混凝土構(gòu)件上較寬的裂縫(大于0．3 mm)裂縫，沿裂縫用鋼釬或切割片鑿成寬3—5 mm、深3 mm左右的“V”形槽。鑿槽時(shí)先沿裂縫打開，用毛刷蘸丙酮刷洗干凈鑿除表面待晾干。先在裂縫兩側(cè)寬8．0～10．0 cm范圍內(nèi)涂一層環(huán)氧樹脂基液，然后將已除去潤(rùn)滑劑的玻璃絲布沿縫從一端開始緊貼密實(shí)，杜絕鼓泡和褶皺。待第一層粘貼玻璃布貼后半天左右，再以相同的方法粘貼第二層玻璃絲布，以此法再粘貼第三層玻璃絲布，且第二層比第一層稍寬，第三層比第二層稍寬。環(huán)氧樹脂膠液配制要求為：按比例稱出環(huán)氧基液、塑性劑、稀釋劑及硬化劑，先加增塑劑，最后加硬化劑，拌勻即可使用，拌和溫度為28°C時(shí)為宜。取不同配合比中各種材料配量范圍內(nèi)不同值反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)，直到配制出稀稠適宜的漿液為止。如發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)及時(shí)補(bǔ)救，確保壓漿質(zhì)量。最后對(duì)表面進(jìn)行處理，保證橋梁整體效果。

4.工程實(shí)例二   

    淮南市某商貿(mào)城A座樓，原主體框架結(jié)構(gòu)為5層，鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，建筑面積l245 m²。它是在原淮南市商貿(mào)城主樓框架的基礎(chǔ)上，經(jīng)過部分建筑改造形成的集休閑、娛樂以及購(gòu)物為一體的商務(wù)貿(mào)易中心。該樓主體框架竣工于2002年。由于使用功能的改變，除部分梁板需要加固外，部分露空部分亦需要增加新的梁板。裂縫出現(xiàn)在混凝土澆筑完成一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)。首先發(fā)現(xiàn)現(xiàn)澆樓板底部有明顯的水跡，基本上是沿著樓板的長(zhǎng)跨方向出現(xiàn)。經(jīng)仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)樓板面均有不同程度的裂縫，裂縫幾乎橫跨整個(gè)板長(zhǎng)。寬度大多在1 mm左右，最大可達(dá)3 mm。從裂縫的出現(xiàn)密度和部位來(lái)看，l～5樓都有。結(jié)合需加固改造工程中的實(shí)際情況，材料采用AB樹脂進(jìn)行裂縫修補(bǔ)。AB樹脂是由用低黏度環(huán)氧、聚氨酯等樹脂為主劑，配以各種添加劑、活性助劑改性研制而成。灌漿樹脂可在干燥或潮濕環(huán)境下固化，具有本體縮小、強(qiáng)度高、韌性好，適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。輔以一些其他工具采用低壓低速法灌漿。同時(shí)，在垂直于裂縫的方向間隔粘貼幾道碳纖維布，用以抵抗混凝土樓板的進(jìn)一步收縮，均取得良好的效果。 

5.結(jié)束語(yǔ)

    裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此要對(duì)混凝土裂縫采用合理的方法進(jìn)行處理，確保施工質(zhì)量。

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(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)

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