浅析钢筋混凝土结构缺陷的修缮

浅析钢筋混凝土结构缺陷的修缮浅析钢筋混凝土结构缺陷的修缮 随着现代建筑技术的发展及各种先进设计理念的产生 钢 筋混凝土已成为现代建筑结构中最常见的结构形式 各种不规 则 高强度的钢筋混凝土结构对混凝土的质量提出了更高的要 求 但目前在钢筋混凝土构件的施工及使用过程中 不可避免 的会出现各种各样的缺陷 由于建筑物属于整体空间体系 所 以即使初始阶段的缺陷是局部的 如果不及时加以修整而使其 得以积累和扩展 则可能对结构的整体工作产生严重影响 甚 至形成重大安全隐患 针对钢筋混凝土结构在施工和使用过程 中发生的缺陷问题给出相应的修缮方法 并对影响修整质量的 各种因素进行分析和研究 一 钢筋混凝土结构缺陷的表现形式及修整方法一 钢筋混凝土结构缺陷的表现形式及修整方法 若按照钢筋混凝土构件的各个阶段进行宏观划分 则其一 种为施工中钢筋混凝土构件拆模后 表面经常显露的如麻面 蜂窝 露筋 掉角 孔洞等施工缺陷 另一种为长期使用或经 常经受动荷载作用的混凝土构件 如混凝土桥面板 表面严重 损伤而造成的使用缺陷 虽然具体针对的每一种缺陷的产生原 因 危害 修整方法都有所差别 但是大体上讲对于施工缺陷 一般都经过基层清理 湿润 浇注叠合层 养护等基本过程 其中叠合层即新浇注部分 按缺陷的严重程度可以分别使用 1 2 5 的水泥砂浆或高一级的细石混凝土 对于大面积蜂窝和 孔洞这种严重缺陷清理时应作成喇叭口 细石混凝土的水灰比 控制在 0 5 以内 并掺水泥量 1 10000 的铝粉 对于使用缺陷 情况下老化破损的混凝土部分 最好采用高压喷水的办法清除 掉 这种方法除了具有高效的优点之外 它还具有很多其他优 点 它不仅可以留下一个粗糙而干净的表面 而且不会在余下的 混凝土表面产生裂纹 不会对结构混凝土中的钢筋造成破坏 并可以除去钢筋表面的锈渍 可以去掉破损松动的混凝土部分 而仅留处于良好状态的混凝土 高压水流清除掉破损的混凝土 后 应及时冲洗掉表面上残留的水泥浆 砂粒等 避免它们粘 结在混凝土表面 在浇筑叠合层混凝土之前 基层表面应再次 清洁 并预湿 48 小时 等到浇筑新混凝土时 基层混凝土表面 要保证适当干燥后再进行混凝土的浇筑 要边浇筑边振捣 以 保证混凝土的密实度 浇筑完毕以后进行混凝土的洒水养护 在养护初期不要产生剧烈的振动 以免影响混凝土强度的发展 二 质量影响因素分析二 质量影响因素分析 修整后的钢筋混凝土结构实属二次组合结构 受力时 尤 其是当结构临近破坏时 结合面会出现拉 压 弯 剪等复杂 应力 特别是受弯或偏压构件 结合面的剪应力可能是相当大 的 新 旧材料之间的粘结力是其共同作用的基础 许多试验 表明 结合面的抗剪强度远远低于整浇混凝土的抗剪强度 新 混凝土的凝缩 弹性变形 塑性变形 徐变等与旧混凝土存在 差异 甚至出现裂缝 结合面上抗渗 抗冻性均会降低 所以 除了应对严重缺陷的结合面进行抗剪验算外 要对影响粘结力 大小的因素进行充分的分析 以便采取相应的施工措施 1 基层表面的清洁度 如果基层表面没有清洁干净 比如有灰尘 油渍 砂粒 泥巴等 那么就会妨碍新 旧混凝土的粘结 使它们之间有了 一个隔离层 将来新 旧混凝土之间的粘结力会降低很多 许 多以修整过的桥面或其它高速路面有很多是再施工时未注意表 面清洁 而使得修整后不久就出现 两张皮 现象 采用高压喷水清理破损的混凝土时 基层表面至少要清洁 两次 第一次是在破损混凝土被清除后立即进行 以防止松散 的水泥颗粒粘结在基层表面 第二次清洁必须在浇筑叠合层之 前进行 确保基层表面没有油渍 砂粒 灰尘和其它污染物 最好的清洁方法是高压喷水或真空吸尘 2 基层结构混凝土表面的裂纹状况 在除去表面破损的混凝土时 基层结构混凝土上不要产生 裂纹 否则微裂纹的存在 将使基层表面形成一个弱强度区 它会直接影响新 旧混凝土之间的粘结强度 裂纹数量的多少 取决于所选用的去除混凝土的方法 若采用机械凿除的方法多 半会产生裂纹 而采用高压喷水的清除方法却好得多 表 1 是 分别采用高压喷水处理和锤凿处理后进行拉伸破坏试验的情况 对照表 基层结构混凝土表面微裂纹的存在将会大大降低界面新 旧材料之间的粘结强度 界面破坏次数明显增多 3 基层结构混凝土表面的粗糙度 试验表明 粗糙度相差很大时 粘结强度相差不大 只是 粗糙度大的表面 其界面破坏次数明显少于粗糙度低的表面的 破坏次数 表 2 是采用高压喷水处理过的表面和采用喷砂打磨 处理过的表面进行拉伸破坏试验的情况对照表 基层结构混凝土表面的粗糙度存在某一个界限值 当粗糙 度超过这一界限值时 再进一步增加粗糙程度将不会使粘结力 增加 但这一界限值有待进一步试验确定 4 基层结构混凝土表面的湿度 新 旧材料之间粘结力大小也会受到基层表面湿度的影响 具体有如下三种情况 一是基层混凝土表面过于干燥 那么在 浇筑叠合层时 它会吸收新材料中的水分 这样就会在界面上 叠合层中形成许多不均匀的多孔区 它会削弱此处的强度 二 是基层表面混凝土湿度太大 那么浇筑叠合层时 界面上将可 能形成一个高水灰比区 即浮浆层 它亦将减弱此处混凝土的 强度 三是如果基层表面有自由水的话 那么它将可能完全破 坏界面的粘结 5 叠合层的压实度 足够的压实度对于新 旧材料之间形成一个良好均匀的粘 结力是非常重要的 对通过高压喷水处理而成的粗糙表面就更 为重要 叠合层足够密实会有效防止新 旧材料之间气囊的存 在和发展 要达到足够的密实效果 目前常用的办法是在浇筑 叠合层时采用振捣棒或平台式振捣器 对新浇筑的叠合层加强 振捣 要尽量使新浇的水泥砂浆或混凝土充实到基层表面的每 一个空隙 这样会增加界面上材 6 叠合层的养护 新浇叠合层的收缩要比基层旧混凝土的收缩量大 因此新 的叠合层将受到拉力作用 当拉力超过其极限抗拉强度时 叠 合层将会被拉裂 从而会降低界面材料的粘结强度 试验证明 浇水养护的叠合层中的拉力要比没有采用浇水养护的叠合层中 的拉力小得多 原因是浇水养护时叠合层初期的收缩发展缓慢 能保证其抗拉强度的发展 7 清理与浇筑叠合层的时间间隔 采用高压喷水处理表层破损的旧混凝土的结果是使处于良 好状态的旧混凝土暴露出来 如果从清除完毕到浇筑叠合层的 时间间隔较长 这个新的表面就会受到不同程度的腐蚀老化 如碳化作用 其结果是基层表面产生一个弱强度区 它会 降低新 旧材料之间的粘结强度 8 粘结剂 目前粘结剂的种类很多 对于这些粘结剂的使用条件要求 都非常高 有时在实验室里也难以做到 如果使用过程中的某 些细节处理不好 不仅不会增强粘结力 甚至有可能降低粘结 力 使用时处理不当 则可能在叠合层与粘结剂之间 粘结剂 与基层混凝土之间形成两个弱强度层 从而会严重影响粘结强 度 因此使用时应慎重 9 荷载振动 在浇筑完叠合层的最初的几天内是其强度发展最快的时期 同时这几天也是新 旧材料之间粘结强度增长最快的时期 在 浇筑完混凝土最初的这一段时间内 要避免剧烈的振动 它会 影响粘结强度的发展 而正常情况下的荷载振动不会妨碍粘结 强度的增长 有些研究人员甚至发现 有限的连续振动会有可 能增加粘结强度 如今 许多桥面 路面 楼板等结构物的混凝土构件缺陷 得到了修整 但效果并不理想