淺談混凝土結構裂縫修復方法

高紅霞，倪修全

(安徽理工大學土木建筑學院，安徽淮南232001)

    盡管采取合理的材料、設計構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雜影響，建筑工程中，混凝土結構的開裂實際上是無法完全杜絕的。裂縫一旦形成，往往還會伴隨后期結構承載情況以及環境因素的變化，持續運動和發展，表現為裂縫數量不斷增多，深度、寬度不斷加大。其結果不但對結構的安全可靠性可能發生影響，而且會對建筑物的耐久性及正常的使用功能造成嚴重的危害。此外，即使是無害裂縫．也會影響建筑物的外觀，并引起用戶心理上的恐懼和不安。因此，混凝土結構裂縫達到肉眼可視寬度時，一般必須進行修復，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.混凝土結構裂縫的修復方法

    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法。表面涂抹法采用裂縫修補材料敷于構件裂縫表面，并使材料固化達到修補裂縫的目的。該方法適用于修復灌漿材料難以灌入的細而淺的裂縫、深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫、不漏水的裂縫和已經不再發展的裂縫。表面貼補法采用片狀修補材料如水工膜或其他防水片，粘貼于混凝土表面，達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，實際上是一種整體防水修補措施。

填充法修補材料直接填充于裂縫之中以達到裂縫修復目的。該方法一般用來修補較寬的裂縫(大于0．3 mm)，作業簡單而且費用低。對于寬度小于0．3 mm且深度較淺的裂縫以及小規模裂縫的簡易處理，可采取先開V形槽，然后做填充的方法。

    1.2灌漿法

    主要適用于對結構整體性有影響或有防滲要求的?昆凝土裂縫的修補，它是利用壓力設備將膠結材料壓人混凝土的裂縫中，膠結材料硬化后與?昆凝土形成一個整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結材料有水泥漿，環氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。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，以達到封閉裂縫的目的。

    1.3結構補強法

    當裂縫影響到混凝土結構的性能時，就要考慮采取加固法對混凝土結構進行處理。結構加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結構的載面面積，在構件的角部外包型鋼、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。

2.混凝土結構裂縫修補材料

    2.1表面處理法和填充法所用裂縫修補材料

    2.1.1  聚合物水泥砂漿修補材料

    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聚合物同時攪拌而成。這種聚合物是由成千上萬單分子物質聚合而成的大分子量的物質。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、抗拉強度，抗裂性也較普通水泥砂漿好得多。由于其對老混凝土的黏結強度極好，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異的新型補強加固材料。

    2.1.2聚合物砂漿修補材料

    聚合物砂漿是由聚合物和細骨料組合而成的無水泥的膠結材料。與普通砂漿相比，它具有很多優點：施工時間和硬化時間控制范圍較大，強度高、耐磨性及抗沖擊性好；抗滲性、抗凍性、耐化學侵蝕性好；黏結性強，對水泥混凝土或砂漿、石材、瓷磚、金屬、木材等均能很好黏結；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。聚合物砂漿對維修橋梁開裂式磨損的混凝土表面尤為適合。

    2.1.3纖維復合修補材料

    常用的纖維有鋼纖維、玻璃纖維、碳纖維、合成纖維等。纖維都有抗拉強度高的優點，摻人混凝土中可以有效地控制混凝土內應力產生的裂縫。目前使用較廣泛的是合成纖維。合成纖維在修補材料中的應用始于20世紀70年代，80年代以后在美國、加拿大、日本、德國等國已廣泛應用于混凝土工程和加固修復工程。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灌漿法裂縫修補材料

    2.2.1環氧樹脂化學灌漿材料

    環氧樹脂化學灌漿材料，具有穩定性好、室溫固化、收縮小、黏結力強等一系列優點，是一種較好的補強固結化學灌漿材料。它填補混凝土裂縫后，使開裂的混凝土兩側面緊密黏結在一起，恢復結構的整體性，而且由于其黏結力和內聚力均大于混凝土本身的強度，因此修補后的混凝土強度甚至比開裂前的混凝土強度還高。環氧樹脂化學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氧樹脂灌漿材料。

    2.2.2甲基丙烯酸酯類化學灌漿材料

    甲基丙烯酸酯類化學灌漿材料的一個顯著的優點就是能灌人0．05 mm的細微裂縫，在0.2—0.3 MPa壓力下，漿液可滲入混凝土內4.6 cm深處。灌入混凝土干裂縫能恢復混凝土的整體性；灌入有水的混凝土裂縫，如采用親水性好的配方和適當的工藝，也能部分恢復整體性。

    2.3結構補強法裂縫修補材料

    建筑物若出現結構裂縫則問題非常嚴重，修補此種裂縫必須滿足修補后的構件承載力不低于構件破壞前的強度。目前對于結構性裂縫修補通常用膠黏劑。膠黏劑可用于加固修復結構承載力不足而產生的裂縫，在建筑工程中得到越來越廣泛的應用。其主要材料為建筑膠黏劑或簡稱建筑膠。用于建筑加固工程中的時間雖不長，但近來發展很快。

3.工程實例一

    某大橋位于安徽省境內l05國道798K+414處。該橋為9孔20 m空心板梁，3孔一聯，全長l84．04 m，設計荷載汽一20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，在橋梁調查時發現該橋墩、臺蓋梁懸臂處立柱外側有細微豎向裂縫。經過近兩年的跟蹤觀察，未見裂縫有新的發展。為保證橋梁的使用功能，決定采取工程措施進行處治。表面處理法：對于混凝土構件上較細(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：對于混凝土構件上較寬的裂縫(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。先在裂縫兩側寬8．0～10．0 cm范圍內涂一層環氧樹脂基液，然后將已除去潤滑劑的玻璃絲布沿縫從一端開始緊貼密實，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。環氧樹脂膠液配制要求為：按比例稱出環氧基液、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時為宜。取不同配合比中各種材料配量范圍內不同值反復進行試驗，直到配制出稀稠適宜的漿液為止。如發現缺陷應及時補救，確保壓漿質量。最后對表面進行處理，保證橋梁整體效果。

4.工程實例二   

    淮南市某商貿城A座樓，原主體框架結構為5層，鋼筋混凝土獨立基礎，建筑面積l245 m²。它是在原淮南市商貿城主樓框架的基礎上，經過部分建筑改造形成的集休閑、娛樂以及購物為一體的商務貿易中心。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。裂縫出現在混凝土澆筑完成一個月的時間內。首先發現現澆樓板底部有明顯的水跡，基本上是沿著樓板的長跨方向出現。經仔細觀察，發現樓板面均有不同程度的裂縫，裂縫幾乎橫跨整個板長。寬度大多在1 mm左右，最大可達3 mm。從裂縫的出現密度和部位來看，l～5樓都有。結合需加固改造工程中的實際情況，材料采用AB樹脂進行裂縫修補。AB樹脂是由用低黏度環氧、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境下固化，具有本體縮小、強度高、韌性好，適應能力強等特點。輔以一些其他工具采用低壓低速法灌漿。同時，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一步收縮，均取得良好的效果。 

5.結束語

    裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象，它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此要對混凝土裂縫采用合理的方法進行處理，確保施工質量。

參考文獻

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(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)