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淺談混凝土裂縫修補(bǔ)處理

    在建設(shè)過程中，由于混凝土施工、本身變形和約束等一系列問題，使混凝土裂縫成了橋梁、隧道等工程中最常見的工程病害。
一、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫因素
    1、施工材料質(zhì)量引起的裂縫。混凝土主要由水泥、砂、石骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用的材料質(zhì)量不合格，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。
    (1)水泥。一是水泥安定性不合格，水泥中游離的氧化鈣含量超標(biāo)。氧化鈣在凝結(jié)過程中水化很慢，在水泥混凝土凝結(jié)后仍然繼續(xù)起水化作用，可破壞已硬化的水泥石，使混凝土抗拉強(qiáng)度下降。二是水泥出廠時(shí)強(qiáng)度不足，水泥受潮或過期，可能使混凝土強(qiáng)度不足，從而導(dǎo)致混凝土開裂。三是當(dāng)水泥含堿量較高(例如超過0．6％)，同時(shí)又使用含有堿活性的骨料，可能導(dǎo)致堿骨料反應(yīng)。
    (2)砂、石骨料。砂石粒徑太小、級(jí)配不良、空隙率大，將導(dǎo)致水泥和拌和水用量加大，影響混凝土的強(qiáng)度，使混凝土收縮加大，如果使用超出規(guī)定的特細(xì)砂，后果更嚴(yán)重。砂石中云母的含量較高，將削弱水泥與骨料的粘結(jié)力，降低混凝土強(qiáng)度。砂石中含泥量高，不僅將造成水泥和拌和水用量加大，而且還會(huì)降低混凝土強(qiáng)度和抗凍性、抗?jié)B性。砂石中有機(jī)質(zhì)和輕物質(zhì)過多，將延緩水泥的硬化過程，降低混凝土強(qiáng)度，特別是早期強(qiáng)度。砂石中硫化物可與水泥中的鋁酸三鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，體積膨脹2.5倍。

    (3)拌和水及外加劑。拌和水或外加劑中氯化物等雜質(zhì)含量較高時(shí)對(duì)鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土，或采用含堿的外加劑，可能對(duì)堿骨料反應(yīng)有影響。
    2、施工縫處理不當(dāng)引起的裂縫。混凝土分層或分段澆筑時(shí)，接頭部位處理不好，易在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。
    3、施工工藝質(zhì)量引起的裂縫。在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣，容易產(chǎn)生縱向、橫向的各種裂縫。另外，在厚度較大的構(gòu)件中，由于混凝土的塑性塌落也會(huì)引起裂縫。
    4、鋼筋銹蝕引起的裂縫。由于混凝土保護(hù)層厚度有限，特別是當(dāng)混凝土密實(shí)性不良，環(huán)境中的氯離子等和溶于水中的氧會(huì)使混凝土中的鋼筋生銹，生成氧化鐵，氧化鐵的體積比原來金屬的體積大2-4倍，鐵銹體積膨脹，對(duì)周圍混凝土擠壓，使混凝土脹裂。
要防止鋼筋銹蝕，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求控制裂縫寬度、采用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)層厚度；施工時(shí)應(yīng)控制混凝土的水灰比，加強(qiáng)振搗，保證混凝土的密實(shí)性，防止氧氣侵入，同時(shí)嚴(yán)格控制含氯鹽的外加劑用量，沿海地區(qū)或其它存在腐蝕性強(qiáng)的空氣、地下水的地區(qū)尤其應(yīng)慎重。
    5、地基變形引起的裂縫。由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。主要原因有：
    (1)地質(zhì)勘察精度不夠、試驗(yàn)資料不準(zhǔn)。沒有充分掌握地質(zhì)情況就設(shè)計(jì)、施工，這是造成地基不均勻沉降的主要原因。
    (2)地基地質(zhì)差異太大。建造在山區(qū)溝谷的橋梁，河溝處的地質(zhì)與山坡處變化較大，河溝中甚至存在軟弱地基，地基土由于不同壓縮性引起不均勻沉降。
    (3)結(jié)構(gòu)荷載差異太大。在地質(zhì)情況比較一致的條件下，各部分基礎(chǔ)荷載差異太大時(shí)，有可能引起不均勻沉降。
    (4)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類型差別大。同一聯(lián)橋梁中，混合使用不同基礎(chǔ)如擴(kuò)大基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)，或同時(shí)采用樁基礎(chǔ)但樁徑或樁長(zhǎng)差別大時(shí)，或同時(shí)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)但基底標(biāo)高差異大時(shí)，也可能引起地基不均勻沉降。
    (5)分期建造產(chǎn)生的基礎(chǔ)沉降。在原有橋梁基礎(chǔ)附近新建橋梁時(shí)，新建橋梁荷載或基礎(chǔ)處理時(shí)引起地基土重新固結(jié)，均可能對(duì)原有橋梁基礎(chǔ)造成較大沉降。
    (6)地基凍脹產(chǎn)生的地基沉降。在低于零度的條件下，含水率較高的地基土因冰凍膨脹；一旦溫度回升，凍土融化，地基就會(huì)下沉。因此地基的冰凍或融化均會(huì)造成不均勻沉降。
二、修補(bǔ)方法
    說到橋梁裂縫修補(bǔ)，首先要找到引起裂縫的原因和橋梁的結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，針對(duì)不同的原因和結(jié)構(gòu)受力采取相對(duì)應(yīng)的修補(bǔ)方法，常見的裂縫修補(bǔ)方法有三大類：
    1、開槽法修補(bǔ)裂縫。該法適合于修補(bǔ)較寬裂縫（寬度大于0.5mm），環(huán)氧樹脂：聚硫橡膠：水泥：砂=10:3:12.5:28。具體施工方法為：首先用人工將曬干、篩揀后的砂、水泥按比例配好攪拌均勻后，將環(huán)氧樹脂聚硫橡膠也按配比拌勻。然后摻入已拌好的砂、水泥當(dāng)中，再用人工繼續(xù)攪拌。最后用少量的丙酮將已拌好的砂漿稀釋到適中稠度(約0.4斤丙酮)。及時(shí)將已拌好的改性環(huán)氧樹脂砂漿用橡膠桶裝到已鑿好洗凈吹干后的混凝土鑿槽內(nèi)進(jìn)行嵌入。從砂漿開始拌和到嵌入混凝土縫內(nèi)，一組砂漿的整個(gè)施工過程需要30分鐘左右完成。嵌入后的砂漿養(yǎng)護(hù)即砂漿嵌入縫槽內(nèi)處理好后兩小時(shí)以內(nèi)及時(shí)用毛氈、麻袋將聚硫橡膠改性環(huán)氧樹脂砂漿進(jìn)行覆蓋，待完全初凝后，開始用水養(yǎng)護(hù)。
    2、低壓注漿法修補(bǔ)裂縫。低壓注漿法適用于裂縫寬度為0.2mm～0.3mm的混凝土裂縫修補(bǔ)。修補(bǔ)工序如下：裂縫清理一試漏一配制注漿液一壓力注漿一二次注漿一清理表面。
當(dāng)裂縫數(shù)量較多時(shí)，先要在裂縫位置上貼上醫(yī)用白膠布，再用窄毛刷沾漿沿裂縫來回涂刷封縫，使裂縫封閉，大約10分鐘后，揭去膠布條，露出小縫，粘貼注漿嘴用鍵包嚴(yán)。固化后周邊可能有裂口，必須反復(fù)用漿補(bǔ)上，以避免注漿漏漿。注漿操作一般在粘嘴的第二天進(jìn)行，若氣溫高的話，半天就可注漿。

    3、表面覆蓋法修補(bǔ)裂縫。這是一種在微細(xì)裂縫(一般寬度小于0.2mm)的表面上涂膜，以達(dá)到修補(bǔ)混凝土微細(xì)裂縫的目的。表面覆蓋法所用材料視修補(bǔ)目的及建筑物所處環(huán)境不同而異，通常采用彈性涂膜防水材料，聚合物水泥膏、聚合物薄膜(粘貼)等。施工時(shí)，首先用鋼絲刷子將混凝土表面打毛，清除表面附著物，用水沖洗干凈后充分干燥，然后用樹脂充填混凝土表面的氣孔，再用修補(bǔ)材料涂覆表面。

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