某公司辦公樓堿骨料反應(yīng)加固方案

吳書敏， 井軍寶

1鄭州經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院(450006） 2河南省紡織建筑設(shè)計(jì)院有限公司（450007）

0 引言

混凝土堿骨料反應(yīng)是混凝土原材料中的水泥、外加劑、混合材和拌合水中的堿（Na2O或K2O）與骨料中的活性成分發(fā)生的反應(yīng)，這種化學(xué)反應(yīng)非常緩慢，在混凝土澆筑成型后數(shù)年到數(shù)十年逐漸發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)生成物吸水膨脹，引起相當(dāng)大的內(nèi)部膨脹應(yīng)力。混凝土內(nèi)部沿骨料與水泥石界面發(fā)生的體積膨脹不斷加劇,使混凝土內(nèi)部逐漸產(chǎn)生自膨脹應(yīng)力，造成混凝土從內(nèi)向外延伸開裂。堿骨料反應(yīng)往往又會(huì)加劇鋼筋銹蝕、凍融破壞等。因此堿骨料反應(yīng)是影響混凝土的耐久性及結(jié)構(gòu)安全性的重要原因之一。

1 工程簡況

上海某公司辦公樓為裝配式框架結(jié)構(gòu)，使用6年后，發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的梁柱表面及主筋外側(cè)混凝土存在不同程度的裂縫但未出現(xiàn)松脫現(xiàn)象，主筋也存在輕度的腐蝕。經(jīng)過檢測部門檢測，裂縫兩側(cè)混凝土不平且裂縫分布均勻，屬堿-骨料反應(yīng)現(xiàn)象,據(jù)檢測結(jié)果該工程安全等級(jí)鑒定為Cu級(jí)，故應(yīng)業(yè)主要求進(jìn)行加固。

2 堿骨料反應(yīng)的發(fā)生條件與特征

混凝土堿骨料反應(yīng)必須具備三個(gè)條件:①配制混凝土?xí)r由原材料帶進(jìn)混凝土中一定數(shù)量的堿,尤其是水泥含堿量愈高，混凝土堿含量越大，堿骨料反應(yīng)的膨脹量愈大；②有一定數(shù)量能與堿反應(yīng)的活性骨料的存在，在施工時(shí)使用堿活性骨料，是導(dǎo)致工程堿骨料反應(yīng)發(fā)生的主要條件;③潮濕的環(huán)境，可以提供反應(yīng)物吸水膨脹所必需的水分。

3 堿骨料反應(yīng)的預(yù)防方法

堿骨料反應(yīng)條件主要是在混凝土配制時(shí)形成的,只有在混凝土配料時(shí)采取適當(dāng)措施,使混凝土工程不具備堿骨料反應(yīng)條件，才是預(yù)防堿骨料反應(yīng)最切實(shí)可行的途徑。

1）控制水泥含堿量。水泥作為混凝土的主要材料，其含堿量的大小對(duì)混凝土的堿含量影響很大，因此，在選擇考察水泥料源時(shí)，應(yīng)首先選擇低堿水泥，在低堿水泥的基礎(chǔ)上，選擇最低堿含量的水泥。

2）控制混凝土中含堿量。在其他指標(biāo)滿足要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)選擇堿含量最低的水泥、粉煤灰、外加劑，并選擇減水性能好的減水劑，在滿足設(shè)計(jì)各項(xiàng)指標(biāo)的要求下，盡量減少外加劑的摻量。

3）選擇非堿骨料。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)指定的骨料料場考察取樣。在選用前，首先取樣做骨料的堿活性檢驗(yàn)，并盡量使用非堿骨料。

4）摻入活性礦物混合料。摻入某些活性混合料可緩解、抑制混凝土的堿骨料反應(yīng)。礦物摻合料摻入到混凝土中后可改變混凝土孔隙結(jié)構(gòu)、降低滲透性、有效抑制堿骨料反應(yīng)的發(fā)生、提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

5）隔絕水和濕空氣的來源。在混凝土工程可能發(fā)生堿骨料反應(yīng)的部位有效地隔絕水和空氣的來源,也可以取得緩和堿骨料反應(yīng)對(duì)工程損害的效果。

4 加固方案設(shè)計(jì)

根據(jù)該辦公樓的設(shè)計(jì)圖紙、施工資料和相關(guān)檢測數(shù)據(jù)以及混凝土堿骨料反應(yīng)的形成原因，決定采用碳纖維布加固。設(shè)計(jì)依據(jù):CECS 25—90《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》。對(duì)部分腐蝕的鋼筋采取除銹、阻銹處理后，再在梁柱外側(cè)環(huán)包碳纖維布，一方面對(duì)梁柱起到補(bǔ)強(qiáng)加固的目的，另一方面隔斷混凝土與水、濕空氣的接觸，進(jìn)而起到阻止堿骨料反應(yīng)繼續(xù)發(fā)生的目的。

5 加固施工工藝

5.1 工藝流程

施工準(zhǔn)備→鋼筋除銹、阻銹處理→混凝土表面處理→底膠配制并涂刷→找平膠配制并修復(fù)不平整處→粘貼膠配制并涂刷→粘貼纖維布→表面防護(hù)。

5.2 施工方案

1）基底處理。2）混凝土表層出現(xiàn)剝落、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應(yīng)予以鑿除，對(duì)于較大的面積的劣質(zhì)層在鑿除后應(yīng)用聚合物水泥砂漿進(jìn)行修復(fù)。3）對(duì)裂縫進(jìn)行封閉處理。4）用混凝土角磨機(jī)、砂紙等工具去除混凝土表面的浮漿、油污等雜質(zhì)，構(gòu)件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平,轉(zhuǎn)角粘貼處要進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀（R≥20 mm）。5）用吹風(fēng)機(jī)將混凝土表面清理干凈并保持干燥。6）涂底膠。施工現(xiàn)場嚴(yán)禁出現(xiàn)明火，注意通風(fēng)；混凝土表面凹陷部位及模板接頭出現(xiàn)高度差的部位要用整平材料填平,盡量減少高度差，使混凝土表面平滑，以利于粘貼碳纖維布；轉(zhuǎn)角的處理也應(yīng)用整平材料將其修補(bǔ)為光滑的圓弧，半徑不小于20 mm。7）粘貼碳纖維布。按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維布；調(diào)配、攪拌粘貼樹脂，然后均勻涂抹于所要粘貼的部位，在混凝土搭接、拐角等部位要多涂抹一些；粘貼碳纖維布，在確定所貼部位無誤后剝?nèi)ルx型紙,用特制的滾子反復(fù)沿纖維方向滾壓，去除氣泡，并使粘貼樹脂充分浸透碳纖維布；多層粘貼應(yīng)重復(fù)上述步驟,待纖維表面指觸干燥后方可進(jìn)行下一層的粘貼；在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹一層粘貼樹脂。

5.3 施工安全和注意事項(xiàng)

1）碳纖維為導(dǎo)電材料，施工時(shí)碳纖維應(yīng)遠(yuǎn)離電氣設(shè)備和電源，或采取可靠的防護(hù)措施。2）施工過程中避免碳纖維彎折。3）碳纖維配套樹脂應(yīng)密封儲(chǔ)存，遠(yuǎn)離火源，避免陽光直接照射。4）樹脂的配置和使用場所應(yīng)保持通風(fēng)良好。5）現(xiàn)場施工人員應(yīng)采取相應(yīng)的勞動(dòng)保護(hù)措施。

5.4 施工質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收

1）施工之前應(yīng)確認(rèn)碳纖維和配套樹脂類粘貼材料的產(chǎn)品合格證、產(chǎn)品質(zhì)量出廠檢驗(yàn)報(bào)告，滿足設(shè)計(jì)要求。2）嚴(yán)格按照施工程序進(jìn)行施工，如不滿足有關(guān)規(guī)定應(yīng)立即采取補(bǔ)救措施或返工。3）碳纖維實(shí)際粘貼面積不應(yīng)小于設(shè)計(jì)面積，位置偏差不應(yīng)大于10 mm。4）碳纖維與混凝土之間的粘結(jié)質(zhì)量，可用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維片材表面的方法進(jìn)行檢查,總有效粘貼面積不應(yīng)低于95%，當(dāng)碳纖維板、布的空鼓面積不大于10 000 mm2時(shí)，可采用針管注膠的方法進(jìn)行修補(bǔ),當(dāng)碳纖維布的空鼓面積大于10 000 mm2時(shí)，宜將空鼓部位的碳纖維切除,重新搭接貼上等量的碳纖維,搭接長度不應(yīng)小于100 mm。

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[2]鄧志剛.混凝土工程堿骨料反應(yīng)的預(yù)防方法淺析[J].山西建筑,2008,34(7)：189～190.

[3]馮磊,樊鎮(zhèn),李曉軍.發(fā)生堿-骨料反應(yīng)的混凝土構(gòu)件加固方案[J].建材技術(shù)與應(yīng)用,2006,6：39～41.

[4]CECS 25-90,混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范[S].