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裂缝修复对混凝土结构耐久性的影响

来源:洛阳混凝土机械加工中心  发表时间:2015/12/16 9:37:40  点击次数:【569】


  裂缝修复对混凝土结构耐久性的影响

  钢筋混凝土构件的自防水是建筑物防水体系的重要组成部分。当构件因温度、收缩出现裂缝后,随之而来的渗漏往往给使用者带来很大麻烦。如现在多数写字楼均建有地下车库,地下室现浇的顶板、墙体出现开裂渗漏的案例时有发生。此类裂缝一般通过灌缝处理解决,因所处环境为室内环境,构件的耐久性问题不突出。但在桥梁、隧道等工程中,裂缝渗水不仅带来适用性的降低,更不能忽视的是裂缝对结构长期耐久性和安全性的影响。

  对渗水裂缝,修补前应弄清开裂的原因。例如,如果开裂由收缩引起,经过一段时间后裂缝会稳定;还有其他情况,例如开裂是由于地基沉降引起的,则沉降问题未解决之前进行修补是无效的。对于“活动缝”,要求选用柔性材料进行防水和封闭处理,以适应裂缝变化;对于“死缝”,则可选用刚性材料进行防水和补强处理。

  比如隧道渗漏,一般需遵循堵、截、排结合”的原则进行综合治理。在保证行车安全的前提下可用衬砌背后注浆、衬砌内化学压浆、表面涂抹聚合物水泥防水砂浆以及在边墙凿排水槽集中排水等方法。目前常用的灌浆材料有环氧树脂类、聚氨酯类等。

  钢筋锈蚀裂缝的修复,一般而言,钢筋锈蚀是导致混凝土结构劣化的最重要因素。造成钢筋锈蚀的原因有二:

  碳化或氯离子侵蚀。当锈蚀积累到一定程度后,往往导致构件的顺筋开裂,此类裂缝用灌缝等方法是无法根治的,必须针对具体的锈蚀原因进行修复。对碳化锈蚀引起的裂缝,可以采用挖补法,替换原来的混凝土保护层,并在钢筋上涂保护材料,如使钢筋恢复钝化的物质,或保护钢筋的富锌底漆等。最后可在混凝土表面采用防碳化涂料进行涂装。对氯离子引发的锈蚀裂缝,还需进一步分析氯离子的来源:是混凝土原材料带入的还是从外界环境中侵入的,处理方法也不同。

  内掺型氯离子,这种情况是建造时氯离子已在混凝土中,结构建成后全面替换混凝土是不可能的。若氯离子含量超过一定限值,要抑制钢筋的锈蚀,可能的方案包括电化学脱盐或阴极保护。这两种方案实施的代价较高,实际上有的工程负担不起,只能拆除建筑物,我国某些沿海地区最近也拆除了一些使用海砂的混凝土结构。

  侵入型氯离子,对外界侵入型氯离子导致的钢筋锈蚀,处理方法首先需确定氯离子渗透的范围和程度。处理时需尽量凿出受到氯离子污染的混凝土,如剔除已渗透的保护层。采用挖补法时一定要慎重,因新补保护层材料和原保护层混凝土之间会出现“萌生阳极”,造成新的锈蚀。所以为解决此类问题,需考虑综合阻锈措施,在钢筋上涂刷阻锈或钝化剂,使用含阻锈剂的修补砂浆重建保护层,在修复后全面涂刷迁移型阻锈剂等。

  碱-集料反应裂缝的修复,所谓碱-集料反应,是集料中的活性矿物与混凝土中的碱性细孔溶液之间的化学反应。由于这种反应,混凝土内部局部发生体积膨胀,使混凝土产生裂纹。严重时会造成混凝土毁坏。AAR一般可分为碱-硅酸反应、碱-硅酸盐反应(慢膨胀型碱-硅酸反应)和碱-碳酸盐反应。目前世界各国发现的破坏实例主要为碱-硅酸反应。

  混凝土中发生碱-集料反应必须具备以下三个条件:碱性离子、活性集料和水。所以预防该反应的主要思路是使上述三个条件不同时满足,目前已能通过多种手段做到。但对发生碱-集料的结构,则很难进行修复,原因很简单:这是一种混凝土内部的恶性膨胀反应,除非拆除结构,否则无法替换混凝土中的集料或水泥。

  裂缝最直接和可见的外部现象:在不受约束的构件中,开裂呈地图状或无规则网状;在受约束的构件中,裂缝常平行于主筋方向。在裂缝处常可见到碱-硅反应的凝胶状产物形成。

  在修复此类结构时,首先需做的就是封堵裂缝。裂缝的注入和密封应该在对未来活性和膨胀仔细评估的基础上。用压缩空气清除干净裂缝及附近区域,注入环氧树脂、氯丁橡胶等密封剂来封堵宽的裂缝,有助于阻止外界侵蚀性介质的侵入,同时还能阻断凝胶流动和凝胶填充的通道。但是封堵后会增加内部压力,导致新的裂缝出现。如果用环氧树脂填充缝宽为0.2mm的表面裂缝,只能填充25~30mm深,并不能渗透进入很窄的裂缝。当裂缝在0.5~2.0mm时,硅烷的渗透也很小。环氧树脂是很脆弱的,很少能够起到裂缝搭桥的作用。已经有采用环氧树脂注入修补后,环氧树脂开裂,新的裂缝出现,其他裂缝加宽的例子。以我们目前的认识,我们认为:保护性涂层是一种保护混凝土结构免受周围环境和正在进行的碱-集料反应的有效可靠措施。如:使用柔性的聚合物水泥砂浆涂层(含有聚丙烯树脂、硅酸盐水泥和外加剂)、硅烷防护剂等。选择的保护性涂层应该具备如下要求:

  (1)应该对常用的服役条件具有足够的抵抗力,如对紫外线、浪溅区和磨蚀环境(海工结构)、干湿和冷热循环等。如:大坝和水电站在发生AAR破坏的同时,还受到干湿和冻融循环的复合破坏,保护性涂层必须具有足够的保护能力。

  (2)减少保护性涂层应该与混凝土有很好的相容性,足够的粘接或者能够渗入不规则混凝土表面及潮湿的碱性基底(如使用硅烷时)。从目前经验看,使用此类涂层、密封剂、渗透剂、浸渍剂、隔膜的效果还不能令人满意。因为同类的涂层在性能和抵抗外部侵蚀的能力上差别很大,有的长期耐久性很差。

  洛阳混凝土机械加工中心位于洛阳市洛龙区关林镇,公司主要加工及制作衬砌机、U型渠道衬砌机、磨面机、削坡机、整平机、摊铺机、搅拌机、输送机、混凝土浇铸机等非标机械设备。【

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