淺談建築混凝土結構裂縫的修補設計與方法

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論文關鍵詞:混凝土結構 裂縫 修補設計 修補方法

淺談建築混凝土結構裂縫的修補設計與方法

論文摘要:混凝土結構被廣泛應用於多種工程,解決開裂問題是決定混凝土結構是否能夠滿足使用需求和耐久性的關鍵。 
  0 引言 
  混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均質脆性材料。由於混凝土施工、本身變形和約束等一系列問題,使混凝土裂縫成了土木、水利、橋樑、隧道等工程中最常見的工程病害。輕者使內部的鋼筋等材料產生腐蝕,降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性等,嚴重的將威脅到人民的生命、財產。出現混凝土裂縫的原因從微觀上看,混凝土是由水泥、砂、石、空氣、水組成的多相結合體,由於混凝土的組成材料、微觀構造以及所收外界影響的不同,混凝土裂縫產生的原因也有很多種。 
  
  1 混凝土結構的裂縫依其形成可分爲以下三類 
  1.1 靜止裂縫 係指形態、尺寸和數量均已穩定不再發展的裂縫。修補時,僅需依裂縫粗細選擇修補材料和方法,而與其它因素無關。 
  1.2 活動裂縫 係指其寬度不能保持穩定,易隨着結構構件的受力、變形或環境溫、溼度的變化而時張、時閉的裂縫。修補時,應先消除其成因,並觀察一段時間,確認已穩定後,再依靜止裂縫的處理方法修補;若無法完全消除其成因,則應使用具有足夠柔韌性的材料進行修補。 
  1.3 尚在發展的裂縫 係指長度、寬度或數量尚在發展,但經歷一段時間後將會終止的裂縫。對此類裂縫應待其停止發展後,方可進行修復或加固。 
  混凝土裂縫修補前,應對其成因進行研究,若是由於承載能力不足引起的裂縫,除應選擇相應的方法進行修補外,尚應選用適當的加固方法進行加固。 
  
  2 修補設計 
  修補設計原則上應根據第四章是否需要修補及補強加固的判定結果,進行恢復己開裂結構件的機能及耐久性的設計,更重要的是要選擇適當的修補材料、修補工法以及在選擇修補時間的基礎上進行修補設計。進行修補設計時,應考慮如下事項:①根據是否需要修補的判斷結果,設定修補範圍及規模,還應按需要再度調查現場。②掌握開裂原因、開裂狀況(裂縫寬度、深度及型式等),建築物的重要性及環境條件(一般環境、工廠地區、鹽類環境、溫泉地帶、寒冷地帶及特殊用途)。③爲了明確規定修補目的及恢復目標,考慮環境條件,選定最適於修補的修補材料、修補工法及修補時間。選擇修補工法,可按開裂現場及開裂原因決定。另外,當構築物處於鹽類等苛刻環境時,應選擇比普通環境條件高一個等級的材料及工法。如有可能,裂縫最好在穩定後再作修補;對隨環境條件變化的溫度裂縫,則宜在裂縫最寬時處理。 
  混凝土建築物及構件的修補恢復目標將視竣工時的初期性能、建築物的耐用年限、開裂原因、劣化程度及劣化範圍等而異,另外,保修年限也不盡相同。通常,可將修補恢復目標分成如下三個階段:①恢復到與健全構件同等性能。②恢復到不妨礙使用的程度。③恢復到能夠確保人身安全的程度。一般針對以確保人身安全而進行的應急修補工程。④必須充分研究修補作業所必要的機械材料、腳手架及工程現場對周圍人羣的安全保障。
  3 修補方法 
  3.1 表面修補法 ①利用混凝土表層微細獨立裂縫(裂縫寬度ω≤0.2mm)或網狀裂紋的毛細作用吸收修補膠液,封閉裂縫通道。對樓板和其它需要防滲的部位,尚應在混凝土表面粘貼纖維複合材料以增強封護作用。常用的方法爲塗覆法,增加整體面層,壓抹環氧膠泥,環氧漿液粘玻璃絲布,表面縫合等。②塗覆法:混凝土表面出現數量較多的表面裂縫時,採用手工或機械噴塗方法,將修補材料塗覆於混凝土表面,起到表面封閉作用。塗膜厚度在0.3~2.5mm之間,厚度大者適應裂縫變化能力強。選用修補材料時應考慮使用條件(室內、室外、環境溫溼度變化,介質腐蝕情況)以及裂縫活動情況等,例如,要求耐磨的地坪可選用環氧瀝青塗料,聚氨酷塗料,聚氨酷瀝青塗料等剛性塗料,不穩定的裂縫修補可選用聚氨酷彈性體,橡膠型丙烯酸酷塗料等彈性塗料。③增加整體面層:混凝土表面裂縫數量較多,