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    裂缝修复如何保护混凝土结构耐久性
2012-3-2  点击次数:717  双击自动滚屏,单击停止

当建筑物出现渗漏水时,我们不得不破坏原有建筑物进行修复,终达到补漏的效果。但在补漏的时候我们也应该充分考虑到不要破坏原有混凝土结构的耐久性,选择防水材料时要考虑到与原建筑物的相容性,达到互补的效果。下面由杭州南弘防水补漏工程部详细介绍下裂缝修复如何保护混凝土结构耐久性。

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。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(Alkali Aggregate Reaction ,以下简称AAR), 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。

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信息来源:南弘防水补漏  文章作者:杭州南弘防水补漏工程部 
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