混凝土病害分析及修复方案研究

郭秋生

（北京财贸职业学院，北京 101101）

0 前言

在过去改革开放近 40 年的时间里我国混凝土结构发展极为迅速，从新材料、新技术的研究、开发和推广应用，到工程结构的建造，都取得了巨大的成就，创造了一个个新的纪录。由于混凝土结构具有较好的耐久性和耐火性，被广泛应用于地上工程、地下工程以及海洋工程。但是混凝土结构迅猛发展的同时，由于各种原因造成了混凝土结构的破坏，所以对混凝土病害进行深入研究，并指定相应合理的修复方案是非常必要的，是关系到国家发展大计的重要举措，对提高混凝土结构耐久性具有重要意义。

1 混凝土病害分析

混凝土结构应用广泛，其病害种类繁多，为了方便对其进行详细研究分析，所以按照新制混凝土和老旧混凝土结构进行分类介绍。

1.1 新制混凝土病害分析

新制混凝土结构是指刚刚拆模后的混凝土，尚未交付使用的混凝土结构，其主要病害主要包括以下几种：

1.1.1 混凝土缺棱掉角

指的是梁、柱、板、墙和洞口直角或者圆角处混凝土局部掉落，不规整，棱角有缺陷。其产生原因有：（1）混凝土浇筑前木模板未湿润或湿润度不够，或者钢模板未刷脱模剂或涂刷不均匀；（2）混凝土养护不好；（3）过早拆除侧面非承重模板；（4）拆模时外力作用或重物撞击，或保护不好，棱角被碰掉。

1.1.2 混凝土表面砂线

是指混凝土表面缺少水泥，好像砂子堆积起来似的。其产生原因有：（1）混凝土泌水后，表层砂浆过多，泌水后，水带走了水泥浆，只剩下砂，形成泌水通道，产生砂线。（2）混凝土配料搅拌时，水量太少，同样可能导致混凝土出现砂线。（3）混凝土配比中，砂的含量较多。（4）混凝土在搅拌时，搅拌时间不够或一次投入量过多。

1.1.3 混凝土麻面

是指混凝土表面局部出现缺浆粗糙或者有小凹坑、麻点、气泡等，形成粗糙面，但混凝土表面无钢筋外漏现象。其产生原因是：（1）模板表面粗糙或粘附硬水泥浆垢等杂物未清理干净，拆模时混凝土表面被粘坏。（2）模板未浇水润湿或者润湿不够，构件表面混凝土的水分被吸去，使混凝土失水过多出现麻面。（3）模板拼缝不严，局部漏浆。（4）模板隔离剂涂刷不均匀，局部漏刷或失效，混凝土表面与模板粘结造成麻面。（5）混凝土振捣不实，气泡未排出，停在模板表面形成麻点。

1.1.4 混凝土蜂窝

是指混凝土结构局部疏松，骨料集中而无砂浆，骨料间形成蜂窝状的空穴。其形成原因是：（1）混凝土拌合不均，骨料与砂浆分离。（2）混凝土配合比不当或砂、石子、水泥材料加水量不准，造成砂浆少、石子多。（3）卸料高度偏大，料堆周边骨料集中而少砂浆，未作好平仓。（4）模板破损或模板缝隙未堵严，造成漏浆。（5）混凝土未分层下料，振捣不充分，或者漏振，或者振捣时间不够，未达到返浆的程度。

1.1.5 混凝土露筋

是指钢筋混凝土结构的主筋、副筋或箍筋等裸露在表面，没有被混凝土包裹的现象。其主要原因是：（1）浇筑混凝土时，钢筋垫块位移，或垫块漏放，致使钢筋下坠或外移紧贴模板面外露。（2）混凝土配比不当，产生离析，靠模板部位缺浆或模板严重漏浆。（3）混凝土保护层太小或保护层处混凝土漏振，或振捣棒撞击钢筋或踩踏钢筋，使钢筋位移，造成露筋。（4）木模板未浇水润湿，吸水粘结或脱模过早，拆模时缺棱，掉角，导致露筋。（5）骨料粒径偏大，振捣不充分，混凝土于钢筋处架空造成钢筋与模板间无混凝土。

1.1.6 混凝土孔洞

是指混凝土结构中有较大的空洞，其重要原因是：（1）振捣不充分或未振捣使混凝土架空，特别是在仓面的边角和拉模筋、架立筋较多的部分容易发生。（2）混凝土中包有水、泥土、木块等杂物。

1.1.7 混凝土错台

是指混凝土模板缝处出现高低差。其主要原因是：（1）穿墙丝杆不均匀，或者紧固不紧。（2）次龙骨间距不均匀。（3）支撑加固不到位，模板较正时未拉通线。（4）混凝土未分层浇筑和振捣，一次浇筑太厚。

1.1.8 混凝土表面龟裂纹

是指混凝土表面出现碎小的多边形花纹装裂纹，裂纹深度不超过 3mm，对混凝土的整体结构性能影响不大，但影响建筑物的美观，时间长了，裂缝受风吹日晒，很容易继续加深，最终影响混凝土的耐久性。其原因是：（1）混凝土配合比设计不当。（2）施工浇筑完成后，没有及时覆膜养生，在高温或大风作用下，混凝土表面水分蒸发过快造成细裂缝。

1.2 老旧混凝土病害介绍

老旧混凝土是指服役一段时间的混凝土结构，其主要病害包括以下几种：

1.2.1 混凝土表面露骨料

指的是混凝土表面剥落，露出大量骨料。主要原因：（1）大多发生在盐碱地区，盐碱对混凝土表面水泥浆的侵蚀作用。（2）大量使用的化冰盐对混凝土桥梁、防撞墩和路沿石上的侵蚀作用。（3）北方、高寒地区冻融作用对混凝土的破坏。

1.2.2 老旧桥梁渗漏水

是指桥梁在服役一段时间后，容易在桥梁底部出现渗漏水，渗漏水的同时会在混凝土表面形成水印。主要原因：（1）混凝土在服役过程中受温度载荷等影响，产生裂纹。（2）混凝土中泄水管与混凝土之间产生裂缝。（3）混凝土桥梁伸缩缝的失效。（4）混凝土沉降缝开裂造成渗漏水。

1.2.3 混凝土胀裂

混凝土中钢筋腐蚀发生膨胀，造成保护层混凝土的胀裂，主要发生在大量使用化冰盐和海洋工程中。其主要原因是：混凝土中的钢筋在使用过程中容易发生腐蚀现象，钢筋腐蚀产物的体积是钢筋体积的数倍，这就造成了混凝土被胀裂的现象。

1.2.4 混凝土旧修补材料的开裂

主要发生在修补过的混凝土结构。其主要原因：

（1）选择修补材料不当，材料性能较差，耐久性差。（2）施工工艺不当，造成施工质量太差。

1.2.5 混凝土表面修补加固痕迹明显

其主要原因是：（1）加固材料与混凝土本身在颜色、性质上相差非常大，在进行加固修补之后非常明显。（2）技术所限没有能够在混凝土表面做装饰层。

1.2.6 混凝土原有保护层破坏

混凝土原有保护层在使用一段时间之后发生鼓包、脱落、剥离等损坏。其主要原因：（1）原有涂层与混凝土表层结合力不够。（2）涂层施工不当造成粘接力不够。（3）原有涂层老化。

1.2.7 混凝土表面微生物侵蚀

主要发生在潮湿或者水浸泡环境中。其主要原因：

（1）潮湿环境中苔藓类植物会在混凝土表面生长，造成混凝土变色等破坏。（2）在海洋环境中，海洋生物会附着在混凝土表面，造成混凝土破坏。

2 混凝土病害预防措施

混凝土病害要做到预防为主，要做到提前预防，提高新制混凝土结构的质量，从而减少混凝土病害；同时在混凝土使用过程中要进行实时监测，早发现早修补，防止混凝土病害严重化，最终导致混凝土结构的失效。

其中新制混凝土结构病害预防措施较多，主要有通过控制钢筋施工、控制模板制作安装等施工质量预防，以及通过控制混凝土配合比、搅拌、浇筑与振捣、养护、拆模和成品保护等混凝土工艺质量进行预防。

关于老旧混凝土结构病害预防，针对不同服役环境，要提前做好预防措施，例如位于寒冷地区和化冰盐区域的混凝土要在表面做好防腐涂层，防止有害离子的侵蚀；对于海洋环境中的混凝土需要加入混凝土防腐阻锈剂等。对老旧混凝土要进行实时监测，一旦发现混凝土出现病害，立刻采取修复措施，将病害扼杀在摇篮里。

3 混凝土病害修复方案

针对不同的混凝土病害，需要因地制宜的指定相应的修补方案，才能达到药到病除的效果，解决混凝土病害问题。

3.1 新制混凝土病害修复方案

新制混凝土病害修复原则上遵循“原貌修复”的原则，即对其修复后要尽量的减少修复痕迹，保持混凝土本身特有的颜色、花纹及光泽，并起到提高耐久性的作用。

3.1.1 缺棱掉角修复方案

（1）凿除墩身掉角部位表层松动、不密实等部位，直至露出坚实混凝土基面，并采用高压水枪将基面用清水清洗干净。

（2）对凿除混凝土部位表面涂刷界面剂一遍。

（3）采用聚合物立面修补砂浆对深度小于 10cm的缺陷表面进行分层多次抹平修复至原貌状态，胶料比为 0.15。

（4）采用清水混凝土装饰系统对修复后墩柱进行整体装饰即可。

3.1.2 混凝土表面砂线修复方案

（1）使用砂纸对需要治理的混凝土表面进行简要打磨，以清除附浮尘、浮浆为目的，同时混凝土上所粘异物等去除。

（2）对混凝土砂线部位表面涂刷界面剂一遍。

（3）采用高性能修复腻子将缺陷部位修复至原貌状态，水料比为 0.15。

（4）采用清水混凝土装饰系统对修复后墩柱进行整体装饰即可。

3.1.3 混凝土麻面修复方案

（1）清除墩身麻面部位表层松动、不密实等部位，直至露出坚实混凝土基面，并采用高压水枪将基面用清水清洗干净。

（2）对凿除混凝土部位表面涂刷界面剂一遍。

（3）采用高性能修复腻子将缺陷部位修复至原貌状态，水料比为 0.15。

（4）采用清水混凝土装饰系统对修复后墩柱进行整体装饰即可。

3.1.4 混凝土蜂窝修复方案

（1）清除墩身蜂窝部位表层松动、不密实等部位，直至露出坚实混凝土基面，并采用高压水枪将基面用清水清洗干净。

（2）对凿除混凝土部位表面涂刷界面剂一遍。

（3）采用高性能修复腻子将缺陷部位修复至原貌状态，水料比为 0.15。

（4）必要的时候采用改性环氧注浆剂进行注浆作业。

（5）采用清水混凝土装饰系统对修复后墩柱进行整体装饰即可。

3.1.5 混凝土露筋修复方案

（1）凿除混凝土露筋表层松动、不密实，夹杂泥土等部位，并清理钢筋表面的锈蚀，最后采用高压水枪将基面用清水清洗干净。

（2）对凿除混凝土部位和钢筋表面涂刷界面剂一遍。

（3）对深度大于 10cm 缺陷部位，钻取注浆孔深度大于 50cm，预埋高压注浆针头并固定，表面采用竹胶板加膨胀螺栓锚固的方式进行模板支护加固，并封闭所有模板缝隙。

（4）采用聚合物自流平修补砂浆进行模板内浇筑，胶料比为 0.15。

（5）采用聚合物立面修补砂浆对深度小于 10cm的缺陷表面进行分层多次抹平修复至原貌状态，胶料比为 0.15。

（6）采用高压单组分环氧树脂注浆机对预埋针头进行改性环氧注浆剂对墩身内部缺陷进行高压注浆。

（7）采用清水混凝土装饰系统对修复后墩柱进行整体装饰即可。

3.1.6 混凝土孔洞修复方案

（1）凿除混凝土孔洞表层松动、不密实，夹杂泥土等部位，直至露出坚实混凝土基面，并采用高压水枪将基面用清水清洗干净。

（2）对凿除混凝土部位表面涂刷界面剂一遍。

（3）采用聚合物立面修补砂浆对缺陷表面进行分层多次抹平修复至原貌状态，胶料比为 0.15。

（4）采用清水混凝土装饰系统对修复后墩柱进行整体装饰即可。

3.1.7 混凝土错台修复方案

（1）采用角磨机对混凝土错台进行打磨，直到平整状态。

（2）采用高压水枪对需要治理的混凝土表面进行冲刷，以保证混凝土表面的洁净，同时混凝土上所粘异物等去除。

（3）采用聚合物立面修补砂浆和高性能修复腻子进行精细修复至平整光滑状态，并进行打磨平整。

（4）采用清水混凝土装饰系统对修复后墩柱进行整体装饰即可。

3.1.8 混凝土表面龟裂纹修复方案

（1）采用角磨机对混凝土表面裂纹打磨，打磨深度 1mm。

（2）采用高压水枪对需要治理的混凝土表面进行冲刷，以保证混凝土表面的洁净，同时混凝土上所粘异物等去除。

（3）采用高性能修复腻子进行精细修复至平整光滑状态，并进行打磨平整。

（4）采用清水混凝土装饰系统对修复后墩柱进行整体装饰即可。

3.2 老旧混凝土病害修复方案

老旧混凝土的修复按照“修旧如新”的原则，即老旧混凝土在修复后要达到新制混凝土的形貌，以及各种性能要求。

3.2.1 混凝土表面露骨料修复方案

（1）松动混凝土的剔除：采用电镐或者电锤凿除混凝土表面松动的混凝土，直至露出坚实混凝土基面。

（2）表面深度清理：采用高压水枪对需要治理的混凝土表面进行冲刷，以保证混凝土表面的洁净，同时混凝土上所粘异物等去除。

（3）在需要修复的混凝土表面涂刷 GMCI 钢筋阻锈剂。

（4）对凿除混凝土部位表面涂刷界面剂一遍。

（5）采用聚合物立面修补砂浆将缺陷部位修复至原貌状态，胶料比为 0.15。

（6）采用清水混凝土装饰系统对修复后墩柱进行整体装饰即可。

3.2.2 老旧桥梁渗漏水修复方案

（1）沿沉降缝渗漏水部位，采用角磨机开槽，宽度 20mm，深度 8mm，长度从初始漏水点以上 50mm至水下50mm，同时清除周边水印、青苔、杂物等表面物质至干净平整状态。

（2）在开槽中放入合适尺寸的半圆形排水管，然后采用聚合物立面修补砂浆修复至原貌状态，同时保证半圆形排水管上口封闭，下口开放。

（3）采用高性能修复腻子精细修复至光滑平整状态。

（4）采用清水混凝土装饰系统对修复后墩柱进行整体装饰即可。

3.2.3 混凝土的胀裂修复方案

（1）松动混凝土的剔除：采用电镐或者电锤凿除混凝土表面松动的混凝土，直至露出坚实混凝土基面，用喷砂机去除钢筋表明的铁锈。

（2）表面深度清理：采用高压水枪对需要治理的混凝土表面进行冲刷，以保证混凝土表面的洁净，同时混凝土上所粘异物等去除。

（3）在需要修复的混凝土表面及钢筋表面涂刷GMCI 钢筋阻锈剂。

（4）对需要修补的部位涂刷界面剂一遍。

（5）采用聚合物立面修补砂浆将缺陷部位修复至原貌状态，水料比为 0.15。

（6）采用清水混凝土装饰系统对修复后墩柱进行整体装饰即可。

3.2.4 混凝土旧修补材料的开裂修复方案

（1）凿除混凝土表面松动的混凝土和旧的修补材料，直至露出坚实混凝土基面。

（2）对需要修补的部位涂刷界面剂一遍。

（3）采用聚合物立面修补砂浆将缺陷部位修复至原貌状态，胶料比为 0.15。

（4）采用高性能修复腻子精细修复至光滑平整状态。

（5）采用清水混凝土装饰系统对修复后墩柱进行整体装饰即可。

3.2.5 混凝土修补加固痕迹修复方案

（1）采用角磨机、高压水枪等工具清除修补注浆痕迹等，注意加固用的碳纤维除外，并对混凝土表面进行打磨。

（2）表面深度清理：采用高压水枪对需要治理的混凝土表面进行冲刷，以保证混凝土表面的洁净，同时混凝土上所粘异物等去除。

（3）在需要修复的混凝土表面及钢筋表面涂刷GMCI 钢筋阻锈剂。

（4）对需要修补的部位涂刷界面剂一遍。

（5）采用聚合物立面修补砂浆将缺陷部位修复至原貌状态，胶料比为 0.15。

（6）采用清水混凝土装饰系统对修复后墩柱进行整体装饰即可。

3.2.6 混凝土原有保护层破坏修复方案

（1）采用角磨机、高压水枪等工具清除混凝土原有保护层，并对混凝土表面进行打磨。

（2）表面深度清理：采用高压水枪对需要治理的混凝土表面进行冲刷，以保证混凝土表面的洁净，同时混凝土上所粘异物等去除。

（3）采用与原有保护层相同或者相似的材料对混凝土表面进行喷涂或者滚涂。

3.2.7 混凝土表面微生物侵蚀修复方案

（1）清除引起混凝土表面微生物侵蚀因素，如青苔、海洋生物等，并对混凝土表面进行打磨。

（2）表面深度清理：采用高压水枪对需要治理的混凝土表面进行冲刷，以保证混凝土表面的洁净，同时混凝土上所粘异物等去除。

（3）在需要修复的混凝土表面及钢筋表面涂刷GMCI 钢筋阻锈剂。

（4）对需要修补的部位涂刷界面剂一遍。

（5）采用聚合物立面修补砂浆将缺陷部位修复至原貌状态，胶料比为 0.15。

（6）采用清水混凝土装饰系统对修复后墩柱进行整体装饰即可。

4 结论

通过对混凝土缺陷的研究，产生原因分析及修复方案制定，可以得出以下结论：

（1）新建混凝土结构和老旧混凝土结构的缺陷不同，应因地制宜的对各种缺陷设计不同的治理方案。

（2）修复只是亡羊补牢的做法，对于新混凝土病害应该从混凝土结构的制备开始预防，对于老旧混凝土结构，在使用过程中要防止外界各种病害离子的侵蚀作用。

（3）需要对混凝土结构定期进行合理的修复，以延长混凝土结构的使用寿命，减少重复投资，让混凝土的使用走上可持续发展的道路。