混凝土裂縫檢測步驟及修復措施

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導讀

:裂縫問題是一個人們普遍關心的問題,對混凝土結構而言,裂縫的存在是十分普遍的現象。大量科研和實踐都證明了混凝土結構出現裂縫是不可避免的,裂縫出現時荷載常為極限荷載的15%-25%。

但有的裂縫會造成結構承載能力降低,結構的可靠度下降;有的雖對承載力無多大影響,但會出現諸如混凝上保護層脫落、鋼筋鏽蝕加速和混凝土碳化,降低結構的耐久性或發生滲漏,影響使用。

當裂縫寬度達到一定的數值時,還可能危及結構的安全。因此,如何對混凝土結構中的裂縫進行評價、鑑定、修復,對結構的使用和維護具有十分重要的現實意義。

一、裂縫原因與型別

裂縫形成的原因一般分成兩類:結構性裂縫和非結構性裂縫。

【結構性裂縫】

由於直接施加的各種靜力和動力荷載所引起的裂縫。由於結構承載力不足應力達到限值引起的,是結構開始破壞的特徵。這種裂縫是比較危險的,如果不對這類裂縫進行處理將對結構的安全帶來隱患。

【非結構性裂縫】

由於溫度變化、收縮、不均勻沉降等間接作用, 結構的變形受到約束而引起的裂縫。這種裂縫對結構承載力的影響不大,可根據結構耐久性、抗滲、抗震、使用等方面要求採取修補措施。

在實際工程結構中,由於荷載所引起的裂縫只佔總數的20%左右,而由於間接作用所產生的裂縫,大約佔裂縫總數的80%。

裂縫成因複雜,對結構的影響差異也較大。只有在弄清結構受力狀態和裂縫對結構影響的基礎上,才能確定相應的修復措施。

二、裂縫調查與分析

裂縫成因調查包括對【材質與施工質量】、【設計計算與構造】、【使用環境與荷載】等方面的調查,是為裂縫分析提供依據的。

透過裂縫現狀觀測、成因調查判明是結構性裂縫還是非結構性裂縫。

裂縫的寬度、長度保持恆定不變的屬於穩定裂縫,只要其寬度不大,符合規範要求,其危險性較小,屬安全構件;

裂縫的寬度和長度隨時間不斷擴充套件,說明鋼筋應力可能接近或達到流限,對承載力有嚴重的影響,應及時採取措施。

三、裂縫的檢測

裂縫檢測就是裂縫現狀檢查,透過現狀檢測並繪製裂縫分佈圖,為進行裂縫分析和危害性評定提供依據。

裂縫外觀檢測常用的儀器有刻度放大鏡、裂縫對比卡等,裂縫深度主要採用超聲波法探測或直接鑽芯法檢測。檢測的一般步驟如下:

01 繪製裂縫分佈圖

先畫出產生裂縫構件的形狀, 然後將裂縫的位置、長度標於圖上,並對每條裂縫進行編號和註明裂縫出現時間。

為便於研究分析,裂縫圖應根據構件逐一繪製展開圖,並在圖上標明方位。當裂縫數量較多時,可在構件有裂縫的表面畫上方格,方格尺寸依據構件的大小以200- 500mm 為宜,在裂縫的一側用毛筆或粉筆沿裂縫畫線,然後依據同樣的位置翻樣到記錄本上,對於特殊形狀的裂縫還要拍照和攝像。

02 測定裂縫寬度

測定時把裂縫全長分為四等分,中央點和兩端,以及中央點和中間的第三分點。測定裂縫方向上的垂直寬度,使用帶有刻度的專用顯微鏡,將刻度與縫口垂直,量出縫口寬度,記下讀數並標於圖上。

也可以採用裂縫卡透過放大鏡估計裂縫寬度,但這種方法誤差較大。裂縫長度可用鋼尺測量,在裂縫的端部要有標誌,標上年月日,以觀測裂縫的發展。

在測定裂縫長度和寬度的同時,須同時確認保護層厚度,保護層混凝土厚度不宜用鏨鑿開時,可用鋼筋探測器找出其厚度。

03 測定裂縫深度

檢測裂縫的深度通常用超聲波法,透過所測得的聲時與探頭之間的關係推算出裂縫的深度。

用超聲波測試裂縫深度,要在避開鋼筋的位置上進行,且僅對一些受力裂縫比較合適,因為這種裂縫兩邊的混凝土一般是完全分離的。如果兩邊的混凝土並未完全分離,用超聲波檢測是不太準確的。

對於裂縫不深且其走向大致成一直線的構件,可以採用直接取芯的方法進行檢測。

這種方法是在有裂縫的位置,沿深度方向鑽取混凝土芯樣,這樣可以在芯樣側面直接測量裂縫深度,其缺點是對構件有一定的破損。

04 裂縫發展情況觀測

對於活動裂縫,應進行定期觀測,專用儀器有接觸式引伸儀、振弦式應變儀等,最簡單的辦法是騎縫塗抹石膏餅觀察。

在典型裂縫位置處抹50mm左右見方的石膏餅,觀察石膏餅是否沿原裂縫開裂,就可確定裂縫是否在繼續發展。石膏餅開裂寬度大,說明裂縫增長也大,將裂縫的變化情況亦記於圖上。透過以上觀測繪製形成的裂縫圖,即可作為裂縫分析的依據。

四、裂縫修復措施

裂縫處理的原則:

1)首先應能保證裂縫處理後結構原有的承載能力、整體性以及防水、抗滲效能;

2)其次要考慮溫度、收縮應力較長時間的影響,以免處理後再出現新的裂縫

3)再次應防止進一步的人為損傷結構和構件,儘量避免大動大補,並儘可能保持原結構的外觀。

裂縫的型別不同,修復處理的方法也不相同,裂縫一般的處理方法有如下幾種:

01 表面修補

透過密封裂縫表面以提高其防水性及耐久性。適用於對結構承載力無影響的漿材難以灌入的細而淺的裂縫,深度未達到鋼筋表面的微細裂縫(一般寬度小於0。2mm)。

修補用的材料必須具有密封性、抗滲性和耐老化性,與混凝土的變形要相適應, 大面積處理時應注意防止空鼓、起皮。

表面修補法主要有表面塗抹環氧樹脂、聚氨酯、聚合物砂漿等,表面貼上常採用玻璃絲布、碳纖維布、土工膜。

修補處理前應將裂縫附近的灰塵浮渣清除乾淨,採用表層貼上封閉時應對結構面進行打磨處理。

02 內部修復

採用壓漿泵將粘合劑及密封劑漿液灌入裂縫深部,由於膠結料在裂縫內部凝結、硬化而起到補縫作用,從而達到恢復結構的整體性、耐久性及防水性的目的。

灌漿材料一般要求具有較好的流動性,且具有一定的粘結強度。常用的灌漿材料有水泥和化學材料,可按裂縫的性質、寬度、施工條件等具體情況選用。

一般對寬度大於0。5mm 的裂縫,可採用水泥灌漿;對寬度小於0。5mm 的裂縫,宜採用化學灌漿。化學灌漿材料主要為環氧樹脂和聚氨酯等。

壓力灌漿分為低壓注入和高壓注入兩種方式,應根據修復的結構型別和裂縫種類選擇適合的注入方式。

低壓注入適合寬度較細,深度較淺的建築物裂縫;高壓注入適合寬度較寬,深度很深的建築物裂縫。

目前國內較為成熟的“YJ - 自動壓力灌漿技術”,是一項包括材料、機具、施工的綜合技術,利用低壓原理,依靠內部彈簧壓力和毛細管作用將樹脂注入微細裂縫。

03 加固補強

結構加固補強是為了防止裂縫再出現和擴充套件,保證結構安全。結構補強的方法很多,主要有加大截面法、外包角鋼法、粘鋼法、貼上碳纖維法以及預應力加固法等。 加固方法的選擇,應根據檢測分析結果、結構功能降低及加固原因,結合結構特點、當地具體條件、新的功能要求等因素綜合分析後確定。與修補處理不同,由於加固處理目的在於恢復因裂縫降低的混凝土構件的承載力,涉及到建築物的結構安全和使用功能的改變,因此必須在確認安全的基礎上計算承載力,提出合理的詳細的方案。

五、結語

混凝土結構中裂縫型別很多,成因複雜,在實踐中,應根據裂縫的不同特點分析其產生的具體原因,採取相應的方法進行修復處理,有效地控制裂縫的產生和發展,減少工程事故的發生,延長結構的使用壽命,最終達到保證建築物安全和耐久的目的。

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