混凝土裂缝及灌浆修补修补案例.docx

河南顿美路桥材料股份有限公司唯一官网混凝土作为一种多相非均匀复合材料，很多因素都可以引发裂缝的产生。本文探讨了造成混凝土裂缝的主要原因，阐述了化学灌浆材料修补裂缝应当具有的力学性能、稳定性及耐久性能，并结合实践经验介绍了环氧树脂灌浆修补混凝土裂缝的施工技术。混凝土材料以其抗压强度高、耐火性好、使用灵活、施工方便等优点成为当今世界用途最广泛、用量最大的建筑材料，在建设事业中发挥着巨大的作用。但是由于混凝土是一种多相非均质的脆性材料，其抗拉强度低，韧性差，在外荷载(如静、动荷载)、结构次应力、变形变化(温度、收缩、不均匀沉陷)等作用下很容易产生裂缝。混凝土结构出现裂缝后，不但有损外观，给人以不安全感，而且有的裂缝降低了结构的整体刚度和耐久性，影响了使用功能。尤其需要注意的是裂缝有时是破坏的前兆，裂缝宽度、长度和数量发展到一定程度，将导致严重的后果。研究混凝土裂缝产生的原因，采用有效的灌浆修补材料和修补措施，对恢复或增强因开裂而降低的结构承载能力，恢复混凝土的防水性及耐久性，具有重要意义。本文主要讨论混凝土的裂缝产生原因，化学灌浆材料的特性及其应用。混凝土结构裂缝原因分析由于混凝土的组成材料、结构体系、结构构造和受力状态的不同，以及约束条件和所受外界影响的差异，导致混凝土产生裂缝的原因非常复杂，但主要可归结为荷载作用、温度作用、混凝土的收缩、地基沉降作用和混凝土耐久性不良等。混凝土结构在各种荷载作用下，当应力和应变达到一定程度时就会在混凝土中产生裂缝。受弯、受剪、受扭、受压、受拉等荷载效应引起的裂缝形态各不相同，正截面构件受拉区裂缝与轴线垂直,一端宽,另一端细；受拉构件中,裂缝与构件轴线垂直,同一条裂缝宽度变化不大；支座附近的剪切裂缝,一般沿45方向朝跨中上方发展；受压而产生的裂缝,一般与压应力方向平行，裂缝形状多数为两端较细,中间较宽；扭曲裂缝呈斜向螺旋状,裂缝变化不大；冲切裂缝常与冲切力成45斜向开裂。由荷载作用引起的裂缝称之为;直接裂缝，在实际的裂缝问题中比重较小，约占20%，而80%的裂缝由荷载作用以外的;间接裂缝;因素引起。水泥水化热积聚、环境温差作用等都会使混凝土内部产生温度应力,当温度应力超过混凝土的抗拉强度时便会开裂,这种裂缝即温度裂缝。水泥水化过程中放出大量的热，可以使混凝土内部温度升高到50-80左右。因为混凝土内部和表面的散热条件不同，所以，混凝土中心温度高，形成温度梯度，造成温度变形和温度应力。温度应力和温度成正比，当这种温度应力超过混凝土的内外约束应力（包括混凝土抗拉强度）时，就会产生裂缝。这种现象在大体积混凝土中更为严重。这种裂缝主要表现为混凝土的表面龟裂或结构形状突变处的裂缝。如果混凝土结构部分边界受到外界约束,当环境温度发生变化时,比如季节温度变化，构件的温度变形受到约束而产生约束应力,也会导致温度裂缝的产生，这种裂缝主要集中在屋顶和山墙等部位。混凝土的收缩作用混凝土的收缩分为自生收缩、塑性收缩、碳化收缩、干燥收缩。自生收缩是混凝土中的水泥水化作用引起的收缩。在已硬化的水泥浆体中，未水化的水泥继续水化是产生自生收缩的主要原因。自生收缩与外界温度变化没有关系。塑性收缩又分为塑性沉降收缩和塑性干燥收缩。塑性沉降收缩是混凝土在初凝前由于拌合物中的骨料在自重作用下沉降，造成泌水，引发混凝土收缩，沿钢筋表面产生顺筋裂缝。塑性干燥收缩是在初凝过程中发生的收缩，浇筑后还处于塑性状态时，水泥水化反应激烈，混凝土内部水分向表面迁移蒸发，引起混凝土在塑性阶段失水，造成体积收缩，产生裂缝。塑性干燥收缩的量级很大，可达1%左右。碳化收缩即大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。由于各种水化物不同的碱度，结晶水及水分子数量不等，碳化收缩量也不大相同。碳化作用只有在适中的湿度，约50%左右才发生。碳化速度随二氧化碳浓度的增加而加快，碳化收缩与干燥收缩共同作用导致表面开裂和面层碳化。干燥收缩是水泥基混凝土的固有特性，一般多在混凝土硬化过程中，由于混凝土失水干燥，引起体积收缩变形，在约束条件下,收缩变形量导致的收缩应力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土就会出现由表及里的干燥收缩裂缝。建筑物建成以后,地基也在不断发生沉降。由于地基本身的土层分布不匀,土质差别较大,建筑物上部质量、刚度分布不均,外荷载差异较大和相邻建筑物的影响等原因导致地基的沉降变形也是不均匀的。一般情况下，上部结构具有一定刚度，受到荷载后与地基共同作用，地基的不均匀沉降受到上部结构抗弯刚度的限制而有所调整，但在调整的过程中会引起上部结构或构件产生一定的附加应力，当附加应力过大时，就造成混凝土的开裂。地基不均匀沉降裂缝一般规律性较强,多发生在楼板角部、门窗洞口、平面转折、高差荷载变化较大及分批建造的房屋交接处,裂缝呈八字形裂缝或斜裂缝。我国传统的混凝土结构设计很少考虑耐久性问题，随着时间的推移，经过长期的使用，建筑结构耐久性问题逐渐暴露出来。混凝土耐久性不良造成的裂缝主要包括钢筋的锈胀裂缝、混凝土冻胀裂缝和碱骨料反应裂缝。锈胀裂缝是钢筋混凝土的保护层碳化和氯离子的侵入造成钢筋锈蚀膨胀的结果。锈胀裂缝影响钢筋与混凝土的粘结锚固，削弱了钢筋的有效承载面积和力学性能。冻胀裂缝多发生在严寒和寒冷地区，当外界环境中渗入混凝土的水经过多次冻融循环，就会形成明显的冻胀裂缝。冻胀裂缝往往造成混凝土的膨胀和粉化。碱骨料反应裂缝是由于混凝土原材料中的水泥、外加剂、混合材料及外界环境中的碱性物质与混凝土骨料中的碱活性物质发生化学反应造成体积膨胀的结果。混凝土内部的碱骨料反应膨胀会引起网状的龟裂裂缝，并加速冻胀或钢筋锈蚀，这类裂缝往往需要十几年甚至几十年才会发生并产生严重破坏。国内外针对混凝土裂缝修补材料展开了大量的研究工作，目前混凝土裂缝的修补方法主要有两种：填充法、化学灌浆法。填充法是沿裂缝开凿U型或V型槽，之后嵌填修补材料，达到恢复防水性、耐久性、结构整体性和补强加固的目的。此方法适用于修补数量少的宽大裂缝、深度较浅的裂缝(裂缝深度h小于结构厚度的一半)、钢筋腐蚀生锈的裂缝。化学灌浆法可根据工程需要调节浆液的胶凝时间和起始粘稠度，对混凝土细微裂缝和较宽裂缝均适用，广泛应用于混凝土结构的裂缝修补工程。化学灌浆法所使用的灌浆修补材料具备优良的力学和化学性能是裂缝修补成功的重要保证。裂缝灌浆修补材料因其脆性较大、抗拉强度小，在温度变化、干缩受到约束的情况下会产生拉应力，拉应力超过抗拉强度便会产生裂缝而导致修补界面开裂、脱离和失效。弹性模量的高低是在修补材料与基材之间相对而言,弹性模量相对低的材料变形更大，在另一材料的约束下必然引起过渡区的应力集中，如果过渡区没有足够的强度，不管修补材料的弹性模量或高或低都会在变形累积到一定程度时脱落。有较低弹性模量的修补材料将表现出较低的内部应力和较高的塑性变形，可以通过抗拉塑性变形释放的应力从而减少裂缝发生的可能性。所以，在保证基材与修补材料过渡区有足够强度的前提下，从变形耗能的角度考虑，修补材料的弹性模量可比基材略低。大多数裂缝修补是在老混凝土结构上进行的,虽然化学灌浆材料与基层粘接强度较高,但如果有机材料的收缩较大时,这种收缩通常被先浇混凝土的基面胶合力所约束，当收缩引起的应变超过修补材料的极限抗拉强度时,便在修补层形成不同程度的裂缝。因此,修补材料无收缩或只有很小的收缩量是保证裂缝修补不产生新的破坏的重要条件。 公司资金实力雄厚，研发技术团队强大，产品质量过硬，消费者满意度高，为市政工程、高速路、机场跑道、国道、省道、县乡公路等修复工程提供便捷、快速、高效、环保、经济