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混凝土裂縫成因及修補技術解析
本文就混凝土裂縫的類型、成因及灌縫膠修補法、碳纖維布加固法等幾個方面，詳細分析，力求找到較合適的裂縫治理辦法。
目前的土木建筑工程中，混凝土結構占的主導地位。
但是，混凝土結構并不是堅不可摧的。由于內外因素的作用，不可避免地存在裂縫，而裂縫是混凝土結構物承載能力、耐久性及防水性降低的主要原因。為保證混凝土結構的、穩定、耐久，必須從根本上對有害的裂縫進行治理。
裂縫
一、裂縫類型
通常混凝土結構的裂縫按其形成可分為以下三大類：
1、靜止裂縫
形態、尺寸及數量均已穩定不再發展的裂縫。修復時，僅需依裂縫粗細選擇修復材料和方法。
2、活動裂縫
寬度在現有環境和工作條件下始終不能保持穩定，易隨著結構構件的受力、變形亦或環境溫度的變化而時張時閉的裂縫。修復時，應先其成因，并觀察一段時間，確定已穩定后，再依靜止裂縫的方法處理。
3、尚在發展的裂縫
長度、寬度或數量尚在發展，但經歷一段時間后將會終止的裂縫。對此類裂縫應待其停止發展后，再進行修復。
二、裂縫成因
1、溫度引起的裂縫
當外部環境或結構內部溫度發生變化，混凝土將發生變形，若變形遭到約束，則在結構內將產生應力，因此產生的裂縫。如當混凝土內部溫度很大，當混凝土因降溫的收縮變形受到巖石地基或老混凝土墊層的約束時，將會在混凝土內部出現很大的拉應力而產生約束裂縫。驟然降溫，水化熱，蒸汽養護或冬季施工時施工措施不當，混凝土驟冷驟熱，內外溫度不均，易出現裂縫。
2、荷載引起的裂縫
設計計算階段，結構計算時不計算或部分漏算；計算模型不合理；結構受力假設與實際受力不符；荷載少算或漏算；使用階段，超出設計載荷的重型車輛經過；內力與配筋計算錯誤；結構系數不夠。結構設計時不考慮施工的可能性；設計斷面不足；鋼筋設置偏少或布置錯誤；結構剛度不足；構造處理不當；施工機具、材料堆放不合理；預制結構翻身、起吊、運輸、安裝不當，造成結構受力不合理；不按設計圖紙施工，擅自更改結構施工順序，改變結構受力模式，不對結構做機器振動下的疲勞強度驗算等都是引起裂縫的原因。
3、收縮裂縫
在實際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是較常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮(干縮)是發生混凝土體積變形的主要原因。混凝土結硬以后，隨著表層水分逐步蒸發，濕度逐步降低，混凝土體積減小的現象。由于混凝土表層的水分損失快，內部損失慢，因此產生表面收縮大、內部收縮小的不均勻收縮。
4、沉降裂縫
由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移，地質勘察精度不夠、試驗資料不準。在沒有充分掌握地質情況就設計、施工，這是造成地基不均勻沉降的主要原因。比如丘陵區或山嶺區橋梁，勘察時鉆孔間距太遠，而地基巖面起伏又大，勘察報告不能充分反映實際地質情況。
5、施工質量引起的裂縫
混凝土結構澆筑、構件制作、拆模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理、施工質量低劣，容易產生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深層的和貫穿的各種裂縫。混凝土振搗不密實、不均勻，出現蜂窩麻面、空洞，導致鋼筋銹蝕或其它荷載裂縫的起源點。混凝土澆筑過快，混凝土流動性較低，在硬化前因混凝土沉實不足，硬化后沉實過大，容易在澆筑數小時后發生裂縫，既塑性收縮裂縫。混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發過多，引起混凝土塌落度過低，使得在混凝土體積上出現不規則的收縮裂縫。
根據裂縫的寬度、深度及分布特點，對裂縫寬度在0.15mm以下且裂縫深度較淺的細小裂縫，采用涂刷封縫膠的方式進行表面封閉。對寬度大于0.15mm的裂縫，采用高壓灌漿的方法進行處理，即將灌縫膠，通過鉆孔埋設注漿嘴，用壓力將其注入結構裂縫中，以達到封閉裂縫的目的。再于混凝土表面粘貼碳纖維復合材料進行補強加固。
三、裂縫修補加固方法
常用的方法，有以下四種，可根據具體情況進行選擇：
1、表面封閉法
利用混凝土自身表層微細獨立裂縫（裂縫寬度≤0.2mm）或網狀裂紋的毛細作用吸收低粘度且具有良好滲透性的修補膠液，來封閉裂縫通道。施工時先將待修補的砼表面清洗干凈，保持干燥，用毛刷將低粘度修補膠液涂刷在裂縫處，正常涂刷三次，每次涂刷待觸指干后再進行下次涂刷，兩次涂刷方向保持垂直。對樓板和其他需要防滲的部位，還應在混凝土表面粘貼碳纖維復合材料以封護增強作用。
2、填充密封法
在構件表面沿裂縫走向騎封鑿出槽深和槽寬分別不小于20mm和15mm的U形溝槽；當裂縫較細時，亦可鑿成V形溝槽。當為活動裂縫時，槽寬應≥15mm與5倍較大裂縫寬度之總和，然后用灌縫膠充填，并粘貼纖維復合材料以封閉其表面。
此法適用于處理≥0.5mm的活動及靜止裂縫。
3、注射法
以一定的壓力（0.1~0.3MPa）將低粘度、高強度的曼卡特灌縫膠注入裂縫腔內；
①裂縫檢查：對裂縫大小在0.1mm以上，表面沒有滲水的可采用靜置注膠處理。
②裂縫處理：清理干凈需要施工的區域，鑿除砼表面析出物，確保表面干凈、干燥，用酒精或丙酮清洗裂縫淺表層和需封口面。
③粘貼注膠底座：底座安裝順序為由下向上；平面可從一端開始，單孔逐連續進行安裝，座安裝間距為300mm左右④封閉裂縫：用專用封口膠或其他結構膠封閉需要注入的裂縫，注意要充分封閉好，在裂縫頂端預留觀察口。
⑤封口檢查：對封閉裂縫進行檢查，確保無漏氣口，檢查是否漏氣，可沿封閉裂縫涂抹肥皂泡水，試通氣看肥皂泡有無被吹起。有，則證明漏氣需補涂封口膠；無，則證明密封良好可注膠。
⑥配膠：將灌縫膠按出廠要求比率調配好，配膠盡量用多少配多少，不多配以免浪費。
⑦灌注：將調配好的膠體吸入灌注器內，將灌注器安裝在底座上灌注，灌注時間一般為0.5~1小時，實際以灌注器內不跑膠，預留觀察口出膠為準，如灌注器內膠體灌完需重新補膠灌注。
⑧拆除灌注器、固化養護：注滿后應及時拆除灌注器，底座用堵頭堵住，靜置24小時固化養護后方可拆除底座和封口部位
⑨粘貼碳纖維布：拆除底座，用封口膠補平，并在混凝土表面粘貼碳纖維復合材料以起到封護增強作用。
此方法適用于0.1mm≤裂縫寬度≤1.5mm靜止的獨立裂縫、貫穿性裂縫以及蜂窩狀局部缺陷的封閉和補強。
4、壓力注漿法
在一定時間內，以較高壓力（以產品使用說明書確定）將修補裂縫用的注漿料壓入裂縫腔內；
①清理：詳細檢查、分析滲漏情況，確定灌漿孔位置及間距。清理干凈需要施工的區域，鑿除砼表面析出物，確保表面干凈。
②鉆孔：使用電錘等鉆孔工具沿裂縫兩側進行鉆孔，鉆頭直徑為14mm,鉆孔角度宜≦45°，鉆孔深度≦結構厚度的2/3，鉆孔必須穿過裂縫。但不得將結構打穿（壁后灌漿除外）鉆孔與裂縫間距≦1/2結構厚度。鉆孔間距20cm~60cm.
③埋嘴：在鉆好的孔內安裝灌漿嘴（又稱之為止水針頭），并用專用內六角扳手擰緊，使灌漿嘴周圍與鉆孔之間無空隙，不漏漿。
④封縫：將裂縫表面用封口膠進行封閉處理，目的是在灌化學漿時不跑漿。
⑤灌漿：使用高壓灌漿機向灌漿孔內灌注化學灌漿料。立面灌漿順序為由下向上；平面可從一端開始，單孔逐一連續進行。當相鄰孔開始出漿后，保持壓力3~5分鐘，即可停止本孔灌漿，改注相鄰灌漿孔。
⑥拆嘴：灌漿完畢，確認化學漿液已固化即可去掉外露的灌漿嘴。清理干凈已固化的溢漏出的灌漿液。
⑦封口：用封口膠進行灌漿口的修補、封口處理。
⑧粘貼碳纖維布：在混凝土表面粘貼碳纖維復合材料以起到封護增強作用。
此方法適用于處理大型結構貫穿性裂縫、大體積混凝土的蜂窩狀嚴重缺陷以及深而蜿蜒的裂縫。
四、加固所用材料
上述方法中所用加固材料，建議使用弘盛瑞達系列產品，同廠出品材料融合度更高，更加有利于產品性能的發揮。
慶陽鎮原弘盛瑞達建材有限公司是一家專注于 A級改性環氧樹脂膠產品研究、開發、生產及銷售的高科技技術型企業。公司依托雄厚的技術力量并與多家科研單位及高等院校建立了密切的合作關系，公司具備先進的生產工藝及嚴格的生產管理制度，研發和生產了各種 A級改性環氧樹脂膠。
改性環氧樹脂膠 應用范圍
1、廣泛應用于混凝土橋梁、房屋、水利、路面等工程中裂縫注膠修補，大型結構貫穿性裂縫以及深而蜿蜒的裂縫補強注膠修補。
2、混凝土內部蜂窩、疏松等缺陷的補強注膠修補。
3、玻璃鋼防腐、結構表面涂層防腐施工。“裂縫修補”技術是一種針對混凝土裂縫這一常見工程危害進行修復、加固的施工處理技術。
混凝土結構的裂縫，按其成因可分為結構性裂縫和非結構性裂縫，按其表現形式可劃分為靜止裂縫、活動裂縫和發展中裂縫。
（1）結構性裂縫：由外荷載引起的裂縫，其分布及寬度與外荷載有關。這種裂縫出現，預示著結構承載力可能不足或者存在其它嚴重問題。
（2）非結構性裂縫：由變形引起的裂縫，如溫度變化、混凝土收縮等因素引起的裂縫。這種裂縫對橋梁的承載能力影響較小。
（3）靜止裂縫：形態、尺寸和數量已穩定不再發展的裂縫。
（4）活動裂縫：寬度在現有環境和工作條件下始終不能穩定、易隨著結構構件的受力、變形或環境溫度、濕度變化而時張、時閉的裂縫。
（5）發展中裂縫：長度、寬度和數量尚在發展，但經歷一段時間后發展將會終止的裂縫。裂縫修補優點
（1）抵御誘發鋼筋銹蝕的介質侵入，延長結構使用壽命；
（2）通過對混凝土補強保持結構、構件的完整性；
（3）恢復結構的使用功能，提高其防水、防滲能力；
（4）裂縫對人們形成的心理壓力；
（5）改善結構外觀。裂縫修補技術流程
鋼筋混凝土結構、構件的靜止裂縫，且裂縫寬度在0.1～1.5mm之間，裂縫修補方法優選選用注射法，裂縫修補材料采用AB樹脂類修補膠液。
注射法施工工藝流程：裂縫處理（清理） → 粘貼注膠底座→ 封縫→ 配置灌注膠 → 注射裂縫修補膠。
對于混凝土構件上的裂縫，用鋼絲刷等工具，裂縫表面的灰塵、白灰、浮渣及松散層等污物；然后用壓縮空氣將裂縫內的灰塵吹出。
粘貼注膠底座：對于有通縫的厚度大于120mm的樓板、墻，需兩面分別粘貼注膠底座。對于厚度小于120mm的樓板和墻，只需在一面粘貼底座。將底座底部周邊均勻涂抹一層封縫膠，注意不要將底座的膠孔堵住，將底座出膠孔對準裂縫，粘貼安裝，底座安裝間距200～300mm。
封縫：封縫膠是一種與自動壓力灌漿器配套使用的裂縫表面封閉和粘底座膠，10min初凝，1h終凝即可進行灌漿。用小鏟刀將封縫膠刮抹到裂縫上，厚度1mm左右，寬度20～30mm，抹膠時應防止產生小孔和氣泡，要刮平整，保證封閉嚴密可靠。
配膠: 按灌縫膠說明書提供的配比和所需用量提取A料和B料分別攪拌，以任何沉淀物，把A料和B料倒進混合容器，混合攪拌至顏色均勻，然后使用。一次配膠量不宜過多，以40～50min用完為宜。
注射是施工關鍵工序之一，應確保注射膠液的質量：將配制好的裂縫修補膠裝入注射器，豎向裂縫按從下向上順序，水平裂縫按從一端向另一端順序，灌膠時從靠前個底座開始注入，待第二個注膠底座流出膠后為止，然后用絲堵將靠前個底座進膠嘴堵死，再從第二個注膠底座注入，如此順序進行。較后一個注膠底座為排氣用，可不注膠。待縫內漿液達到初凝而不外流時，可拆下灌漿嘴。
環氧樹脂膠灌漿修復
A級改性環氧類樹脂膠可根本上修復空鼓問題。
空鼓修復施工工藝：
※由于瓷磚的不穩定性，一般都采用低壓注漿方式修補，壓力過高會造成瓷磚脫落，如有凸翹部位，先固定壓平再行注漿，以免注漿后瓷磚不平整。
※混凝土基面，低于5公分，采用低壓注漿，5公分以上可采用機器注漿，機器注漿，
壓力大，注漿速度快，有效的節省人力與時間。是混凝土空鼓修復方式
瓷磚空鼓修補：
※一般空鼓都伴隨裂縫，瓷磚也不例外，有些肉眼不可見裂縫也會漏膠，前期瓷磚縫隙封堵很重要，瓷磚空鼓修復與混凝土空鼓修復不同，一旦漏膠就會對瓷磚破壞，不好清理，需把瓷磚空鼓區域用瓷磚空鼓修補封堵專用膠都做一次勾縫處理。
※勾縫時，間斷性安裝底座，距離根據現場空鼓情況而定。
※配置膠液，嚴格按照配比施工，不可隨意更改固化劑填量，以免膠液不固化，影響終性能。
※立面從下而上修補，上方留排氣孔，一旦排氣口出膠即滿，此時測試既不空鼓，平面隨意預留排氣口，只要出膠即注滿，當場檢驗空鼓情況（敲擊不空即可）。7天后取芯檢測。
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