淺談混凝土結(jié)構(gòu)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(shè)計構(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雜影響，建筑工程中，混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)承載情況以及環(huán)境因素的變化，持續(xù)運動和發(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)果不但對結(jié)構(gòu)的安全可靠性可能發(fā)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(gòu)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(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(yè)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(guī)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(jié)構(gòu)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(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(jié)構(gòu)補強法

    當裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時，就要考慮采取加固法對混凝土結(jié)構(gòu)進行處理。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、采用預應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點加固以及噴射混凝土補強加固。

2.混凝土結(jié)構(gòu)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(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(jié)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(yōu)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(jié)材料。與普通砂漿相比，它具有很多優(yōu)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?jié)B性、抗凍性、耐化學侵蝕性好；黏結(jié)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(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。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(yōu)點，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。合成纖維在修補材料中的應(yīng)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(yīng)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(huán)氧樹脂化學灌漿材料

    環(huán)氧樹脂化學灌漿材料，具有穩(wěn)定性好、室溫固化、收縮小、黏結(jié)力強等一系列優(yōu)點，是一種較好的補強固結(jié)化學灌漿材料。它填補混凝土裂縫后，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(huán)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(huán)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(yōu)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(nèi)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?shù)墓に嚕�也能部分恢復整體性。

    2.3結(jié)構(gòu)補強法裂縫修補材料

    建筑物若出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫則問題非常嚴重，修補此種裂縫必須滿足修補后的構(gòu)件承載力不低于構(gòu)件破壞前的強度。目前對于結(jié)構(gòu)性裂縫修補通常用膠黏劑。膠黏劑可用于加固修復結(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越廣泛的應(yīng)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(fā)展很快。

3.工程實例一

    某大橋位于安徽省境內(nèi)l05國道798K+414處。該橋為9孔20 m空心板梁，3孔一聯(lián)，全長l84．04 m，設(shè)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(diào)查時發(fā)現(xiàn)該橋墩、臺蓋梁懸臂處立柱外側(cè)有細微豎向裂縫。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行處治。表面處理法：對于混凝土構(gòu)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(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(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時為宜。取不同配合比中各種材料配量范圍內(nèi)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(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)及時補救，確保壓漿質(zhì)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(mào)城A座樓，原主體框架結(jié)構(gòu)為5層，鋼筋混凝土獨立基礎(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月的時間內(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跨方向出現(xiàn)。經(jīng)仔細觀察，發(fā)現(xiàn)樓板面均有不同程度的裂縫，裂縫幾乎橫跨整個板長。寬度大多在1 mm左右，最大可達3 mm。從裂縫的出現(xiàn)密度和部位來看，l～5樓都有。結(jié)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(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、強度高、韌性好，適應(yīng)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(jié)束語

    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)不僅會降低建筑物的抗?jié)B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(zhì)量。

參考文獻

[1]何星華．建筑工程裂縫防治指南[M]．中國建筑工業(yè)出版社，2005．

[2]  袁勇．混凝土早期裂縫控制[M]．科學出版社，2004．

[3]混凝土質(zhì)量專業(yè)委員會．鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制[M]．化學工業(yè)出版社，2004．

[4]馮永紅．超長大面積混凝土裂縫控制技術(shù)[J]．施工技術(shù)，2002(4)．

[5]  龔召熊．水工混凝土的溫控與防裂[M]．北京：中國水利水電技術(shù)出版社，2003．

[6]  葉列平．混凝土結(jié)構(gòu)[M]．北京：清華大學出版社，2002

[7]王鐵夢．工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997．

[8]張樹仁，王宗林．橋梁病害診治與改造加固設(shè)計[M]．北京：人民交通出版社，2006．

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