混凝土结构加固裂缝修补方法

郭成

摘 要：混凝土结构一般在使用30～50年以后会产生明显的劣化与损伤。已有建筑物的鉴定，改造加固已经成为经济发达国家的建设重点之一，由此也产生并推动了加固技术的不断发展。在我国，在经过几十年大规模的基本建设后，已有建筑物的维修、改造和加固必将占据其应有的重要地位。因此，将其视为一个体系加以研究和探讨。已经成为我国对现有建筑物实施管理的一项完整对策。

关键词：混凝土结构；加固；裂缝修补方法

1 前言

结构在长期的自然环境和使用环境的作用下，其功能必然逐渐减弱，因此要求我们能够科学地评估结构损伤的客观规律和程度，并采取有效的方法保证结构的安全使用，于是结构的加固成为一项重要的工作。本文主要介绍现今工程中常见的混凝土结构加固施工技术，及裂缝修补技术及其成本控制。

2 传统加固方法

即加大截面法，是在现有混凝土构件外加钢筋混凝土，增大原混凝土构件截面面积，达到提高结构承载力的目的，加大截面法的优点是容易施工，适用面广，可广泛用于一般梁、板、柱、墙等混凝土结构的加固。缺点是现场湿作业工作量大，养护期较长，对生产和生活有一定影响；对结构外观及房屋净空也有一定影响，且嵌入的钢筋锈蚀和混凝土劣化的危险性很大。加在截面法的加固效果与原结构在加固时的应力水平，结合面构造处理，施工工艺，材料性能以及加固时是否卸载等因素直接相关。加大截面法在设计构造方面必须解决好新加部分与原有部分的整体工作共同受力问题。试验研究表明，加固结构在受力过程中，结合面会出现拉、压、弯、剪等各种复杂应力，其中关键是剪力和拉力。

3 常规加固方法

粘钢加固法。用薄钢板或其它钢衬通过一种双组份环氧粘合剂粘于混凝土结构表面产生三相材料，混凝土—胶—钢板的复合系统。该法具有方案设计及结构计算简单，不损伤原混凝土构件，施工方法简便，周期短，现场作业量小，对原构件外形尺寸影响小等优点。在国际上是一种适用面较广的先进加固方法，不仅建筑，而且公路桥梁也普遍采用。已经证明粘在混凝土梁受拉表面的钢板能提高抗弯能力，同时也能提高抗弯刚度并相应减少挠度和开裂。

预应力加固法也可称为反弯矩法。预应力加固具有加固、卸载、改变结构内力的三重效果，适用大跨结构加固。用预应力钢筋在构件外进行张拉，可以起到增加主筋，提高正截面及斜截面强度，同时也提高了刚度，是一种积极的加固方法。但预应力钢筋中的预应力设置多少，却要受结构受力年限而定，即要考虑混凝土徐变的影响。预应力筋的应力不宜大于150MPa，对于已负荷很久的超静定结构，宜为50MPa～100MPa。外加预应力技术已成功地应用于校正现有结构中超出的不满意的挠度，改进对疲劳和开裂的抗力。

外包钢加固法。外包钢加固法是以型钢（一般为角钢）外包于构件四角（或两角）的加固方法。优点是：施工简便，现场工作量较小，受力较为可靠，适用于使用上不允许增大原构件截面足寸，却不要求大幅度的提高截面承载能力的混凝土结构加固。外包钢加固分湿式和干式2种情况。湿式外包钢加固：外包钢与构件之间是采用乳胶水泥粘贴或环氧树脂化学灌浆等方泌粘结，以期型钢与原构件能整体工作共同受力；干式外包钢加固：型钢与原构件之间无任何粘结，有时虽填有水泥砂浆，但并不能确保结合面剪力和拉力的有效传递，外包钢架与原构件不能整体工作，彼此只能单独受力。与湿式外包钢相比，干式外包钢施工更为简便，但承载能力提高不如湿式外包钢有效。外包钢加固结构，尤其是框架结构，节点区受力最为复杂，构造处理相当别扭。

置换加固法。在梁或偏心受压柱中，用置换法可以达到局部直接补强的效果。例如当成批构件混凝土强度等级达不到设计要求时，通过检测，选出最低等级的构件，然后按弯矩图确定最危险截面，这些截面的受压区用高一级新混凝土置换老混凝土，切剖面应成直角平整，然后用喷射混凝土灌满，试验证明，尽管仅在局部置换，仍是十分有效的。

4 混凝土的裂缝产生原因修补方法

4.1 裂縫的原因

混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。

4.2 裂缝的修补方法

随着施工经验的发展，现在混凝土裂缝修补的方法有很多：如表面修补法、灌浆嵌缝封堵法、结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等等，其中灌浆嵌缝封堵法又可分为压力注浆法、开槽填补法和涂膜封闭法三种

（1）低压注浆法适用于宽度为0.2mm～0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下：裂缝清理—粘贴注浆咀和封闭裂缝—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。当裂缝数量较多时，先要在预计要贴的裂缝位置贴上医用白胶布，再用窄毛刷将封缝用浆沿裂缝来回涂刷。使裂缝封闭，大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝，粘贴注浆咀用键包严。固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆时漏浆。注浆操作一般在粘咀的第二天进行，若气温高的话半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液，插入注浆咀，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆咀压入裂缝，当相邻的咀中流出浆液时，就可以拔出补缝器，堵上铝铆钉。一般由上往下注浆，水平缝一般从一端向另一端逐个注浆。为了保证浆液充满，在注浆后约半小时可以对每个注浆咀再次补浆。

（2）涂膜封闭法适用于宽度小于0.2mm的微细裂缝的修补，也可用于混凝土外表面的装饰和防水处理，以及防止混凝土保护层的炭化和有害离子对混凝土的腐蚀。工序为：清扫—刮腻子—涂刷底层涂料—涂刷主层涂料—涂罩面层。混凝土表面裂缝、气孔和缺陷先用腻子填充补平，待干后用砂布磨平，再进行底层涂刷，涂料在使用前要通过铁窗纱过滤，除去杂质和团块。主层涂料要涂刷三遍，每遍涂刷都要等上遍涂料干后再涂，且两次涂刷方向最好是相互垂直。

（3）开槽填补法适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝，如墩台或路面混凝土的裂缝。工序为：开槽—涂刷界面处理浆—压抹聚合物砂浆—养护。先用凿子和扁铲沿裂缝开槽，用刷子在槽底和两壁均匀涂刷一层界面处理浆，在界面处理浆尚未硬化之前，将拌制好的聚合物水泥砂浆用抹刀压入槽中，压实抹平。在养护时不需要浇水，在湿空气中即可，养护期间不得淋雨、日晒或风吹，最好覆盖一层塑料薄膜。

5 结束语

综上所述，混凝土结构的加固和裂缝修补都是保证工程质量的关键，但是在进行这两项工作内容的时候，也要注意成本控制，减少工程耗费。

参考文献：

[1] 黄颂椒，何达琼.国外大板各类主要构件的生产成型工艺[J].四川建筑科学研究，1980（4）.

[2] 潘跃才.立模浇灌混凝土构件的脱水方法[J].施工技术，1980（6）.