混凝土結構加固裂縫修補方法

郭成

摘 要：混凝土結構一般在使用30～50年以后會產生明顯的劣化與損傷。已有建筑物的鑒定，改造加固已經成為經濟發達國家的建設重點之一，由此也產生并推動了加固技術的不斷發展。在我國，在經過幾十年大規模的基本建設后，已有建筑物的維修、改造和加固必將占據其應有的重要地位。因此，將其視為一個體系加以研究和探討。已經成為我國對現有建筑物實施管理的一項完整對策。

關鍵詞：混凝土結構；加固；裂縫修補方法

1 前言

結構在長期的自然環境和使用環境的作用下，其功能必然逐漸減弱，因此要求我們能夠科學地評估結構損傷的客觀規律和程度，并采取有效的方法保證結構的安全使用，于是結構的加固成為一項重要的工作。本文主要介紹現今工程中常見的混凝土結構加固施工技術，及裂縫修補技術及其成本控制。

2 傳統加固方法

即加大截面法，是在現有混凝土構件外加鋼筋混凝土，增大原混凝土構件截面面積，達到提高結構承載力的目的，加大截面法的優點是容易施工，適用面廣，可廣泛用于一般梁、板、柱、墻等混凝土結構的加固。缺點是現場濕作業工作量大，養護期較長，對生產和生活有一定影響；對結構外觀及房屋凈空也有一定影響，且嵌入的鋼筋銹蝕和混凝土劣化的危險性很大。加在截面法的加固效果與原結構在加固時的應力水平，結合面構造處理，施工工藝，材料性能以及加固時是否卸載等因素直接相關。加大截面法在設計構造方面必須解決好新加部分與原有部分的整體工作共同受力問題。試驗研究表明，加固結構在受力過程中，結合面會出現拉、壓、彎、剪等各種復雜應力，其中關鍵是剪力和拉力。

3 常規加固方法

粘鋼加固法。用薄鋼板或其它鋼襯通過一種雙組份環氧粘合劑粘于混凝土結構表面產生三相材料，混凝土—膠—鋼板的復合系統。該法具有方案設計及結構計算簡單，不損傷原混凝土構件，施工方法簡便，周期短，現場作業量小，對原構件外形尺寸影響小等優點。在國際上是一種適用面較廣的先進加固方法，不僅建筑，而且公路橋梁也普遍采用。已經證明粘在混凝土梁受拉表面的鋼板能提高抗彎能力，同時也能提高抗彎剛度并相應減少撓度和開裂。

預應力加固法也可稱為反彎矩法。預應力加固具有加固、卸載、改變結構內力的三重效果，適用大跨結構加固。用預應力鋼筋在構件外進行張拉，可以起到增加主筋，提高正截面及斜截面強度，同時也提高了剛度，是一種積極的加固方法。但預應力鋼筋中的預應力設置多少，卻要受結構受力年限而定，即要考慮混凝土徐變的影響。預應力筋的應力不宜大于150MPa，對于已負荷很久的超靜定結構，宜為50MPa～100MPa。外加預應力技術已成功地應用于校正現有結構中超出的不滿意的撓度，改進對疲勞和開裂的抗力。

外包鋼加固法。外包鋼加固法是以型鋼（一般為角鋼）外包于構件四角（或兩角）的加固方法。優點是：施工簡便，現場工作量較小，受力較為可靠，適用于使用上不允許增大原構件截面足寸，卻不要求大幅度的提高截面承載能力的混凝土結構加固。外包鋼加固分濕式和干式2種情況。濕式外包鋼加固：外包鋼與構件之間是采用乳膠水泥粘貼或環氧樹脂化學灌漿等方泌粘結，以期型鋼與原構件能整體工作共同受力；干式外包鋼加固：型鋼與原構件之間無任何粘結，有時雖填有水泥砂漿，但并不能確保結合面剪力和拉力的有效傳遞，外包鋼架與原構件不能整體工作，彼此只能單獨受力。與濕式外包鋼相比，干式外包鋼施工更為簡便，但承載能力提高不如濕式外包鋼有效。外包鋼加固結構，尤其是框架結構，節點區受力最為復雜，構造處理相當別扭。

置換加固法。在梁或偏心受壓柱中，用置換法可以達到局部直接補強的效果。例如當成批構件混凝土強度等級達不到設計要求時，通過檢測，選出最低等級的構件，然后按彎矩圖確定最危險截面，這些截面的受壓區用高一級新混凝土置換老混凝土，切剖面應成直角平整，然后用噴射混凝土灌滿，試驗證明，盡管僅在局部置換，仍是十分有效的。

4 混凝土的裂縫產生原因修補方法

4.1 裂縫的原因

混凝土中產生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結構不合理，原材料不合格（如堿骨料反應），模板變形，基礎不均勻沉降等。混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到基礎或老混凝上的約束，又會在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現裂縫。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發生劇烈變化。如養護不周、時干時濕，表面干縮形變受到內部混凝土的約束，也往往導致裂縫。

4.2 裂縫的修補方法

隨著施工經驗的發展，現在混凝土裂縫修補的方法有很多：如表面修補法、灌漿嵌縫封堵法、結構加固法、混凝土置換法、電化學防護法、仿生自愈合法等等，其中灌漿嵌縫封堵法又可分為壓力注漿法、開槽填補法和涂膜封閉法三種

（1）低壓注漿法適用于寬度為0.2mm～0.3mm的混凝土裂縫修補。修補工序如下：裂縫清理—粘貼注漿咀和封閉裂縫—試漏—配制注漿液—壓力注漿—二次注漿—清理表面。當裂縫數量較多時，先要在預計要貼的裂縫位置貼上醫用白膠布，再用窄毛刷將封縫用漿沿裂縫來回涂刷。使裂縫封閉，大約10分鐘后，揭去膠布條，露出小縫，粘貼注漿咀用鍵包嚴。固化后周邊可能有裂口，必須反復用漿補上，以避免注漿時漏漿。注漿操作一般在粘咀的第二天進行，若氣溫高的話半天就可注漿。操作時先用補縫器吸取注漿液，插入注漿咀，用手推動補縫器活塞，使漿液通過注漿咀壓入裂縫，當相鄰的咀中流出漿液時，就可以拔出補縫器，堵上鋁鉚釘。一般由上往下注漿，水平縫一般從一端向另一端逐個注漿。為了保證漿液充滿，在注漿后約半小時可以對每個注漿咀再次補漿。

（2）涂膜封閉法適用于寬度小于0.2mm的微細裂縫的修補，也可用于混凝土外表面的裝飾和防水處理，以及防止混凝土保護層的炭化和有害離子對混凝土的腐蝕。工序為：清掃—刮膩子—涂刷底層涂料—涂刷主層涂料—涂罩面層。混凝土表面裂縫、氣孔和缺陷先用膩子填充補平，待干后用砂布磨平，再進行底層涂刷，涂料在使用前要通過鐵窗紗過濾，除去雜質和團塊。主層涂料要涂刷三遍，每遍涂刷都要等上遍涂料干后再涂，且兩次涂刷方向最好是相互垂直。

（3）開槽填補法適用于結構允許開槽而寬度較大但數量不多的裂縫，如墩臺或路面混凝土的裂縫。工序為：開槽—涂刷界面處理漿—壓抹聚合物砂漿—養護。先用鑿子和扁鏟沿裂縫開槽，用刷子在槽底和兩壁均勻涂刷一層界面處理漿，在界面處理漿尚未硬化之前，將拌制好的聚合物水泥砂漿用抹刀壓入槽中，壓實抹平。在養護時不需要澆水，在濕空氣中即可，養護期間不得淋雨、日曬或風吹，最好覆蓋一層塑料薄膜。

5 結束語

綜上所述，混凝土結構的加固和裂縫修補都是保證工程質量的關鍵，但是在進行這兩項工作內容的時候，也要注意成本控制，減少工程耗費。

參考文獻：

[1] 黃頌椒，何達瓊.國外大板各類主要構件的生產成型工藝[J].四川建筑科學研究，1980（4）.

[2] 潘躍才.立模澆灌混凝土構件的脫水方法[J].施工技術，1980（6）.