工程结构裂缝处理方法介绍

,返回总名录,第14章工程结构裂缝处理方法,教学提示：本教材的重点是工程事故分析而不是工程结构加固，所以本章的重点也只是一般性的结构裂缝封闭处理，旨在提高结构的耐久性，不涉及工程结构加固问题，着重介绍了一些裂缝处理的技术操作方法。,教学要求：裂缝封闭处理是一种劳动强度不高而技术要求很高的劳动实践。为了加强理论与实践的结合，最好提倡学生亲自动手体验一下。,钢筋混凝土在框架结构中是主要的承重构件，混凝土工程质量的好坏，决定了结构的物理力学性能的好坏，对结构的稳定性与整个工程平安具有最直接的影响。混凝土工程质量不过关，就有可能对结构造成灾难性的后果。而混凝土总是存在这样的或那样的病害，病害产生的原因来自多方面：混凝土的水化作用、工程施工的不当、混凝土构造物使用环境的恶化以及建筑结构承载力的变化，这些均可使混凝土产生各种各样的病害。其中，裂缝病害约占70%以上，裂缝的扩展在局部形成应力集中，使混凝土强度降低、结构承载力下降，成为造成建筑物事故的重要原因。裂缝问题严峻影响混凝土建筑物的寿命，以致每年要消耗巨资对钢筋混凝土工程进行修补与加固。,钢筋混凝土结构裂缝处理方法,用化学灌浆法处理结构裂缝,用喷射混凝土处理结构裂缝,钢筋混凝土结构裂缝处理工程实例,本章内容,思考题与习题,钢筋混凝土结构裂缝处理方法,钢筋混凝土裂缝处理方法有以下几种。,(1)外表修补。常用的方法有压实抹平、涂抹环氧树脂胶粘剂、喷涂水泥砂浆或细石混凝土、压抹环氧胶泥、环氧树脂粘贴玻璃丝布、增加整体面层、钢锚栓缝合等。,(2)局部修复法。常用的有充填法、局部凿除重新浇筑混凝土等。,(3)水泥压力灌浆法。适用于缝宽大于0.5mm的稳定裂缝。,(4)化学灌浆。可灌入缝宽大于0.05mm的裂缝。,(5)减小框架结构内力。常用的方法有卸载或操作荷载、设置卸荷结构、增设支点或支撑、改简支梁为连续梁等。,(6)框架结构补强。常用的方法有增加钢筋、加厚板、外包钢筋混凝土、外包钢、粘贴钢板、预应力补强体系等。,(7)改变框架结构方案，加强整体刚度。例如，框架裂缝采用增设隔板深梁法处理。,(8)其他方法。如撤除重做、改善框架结构使用条件，通过试验或分析论证不处理等。,在选择裂缝处理方法时应考虑如下一些因素：裂缝性质、大小、位置、环境、处理目的以及结构受力情况和使用情况等。对框架结构裂缝处理方法的选择可参照表14-1进行。,钢筋混凝土结构裂缝处理方法,表14-1 裂缝处理方法选择,注：较常用；较少用；应与外表修补配合使用。,用化学灌浆法处理结构裂缝,化学灌浆就是用压送设备将化学材料配制的浆液灌入混凝土构件的裂缝内，使其扩散、固化。固化后的化学浆液具有较高的粘结强度，与混凝土能较好地粘结，从而增强了构件的整体性，使构件恢复使用功能，提高耐久性，到达防锈补强的目的。,用于结构修补的化学浆液主要有两类：一类是环氧树脂浆液；另一类是甲基丙烯酸甲酯液(简称甲凝)。用于防渗堵漏的化学浆液主要有水玻璃、丙烯酰胺、聚氨酯、丙烯酸盐等。这些材料可充填缝隙，使之不透水并增加强度。,用化学灌浆法处理结构裂缝,一.灌浆材料的选用及配方,1.灌浆材料的选用,用于结构修补的灌浆材料，可根据裂缝的宽度、深度的不同，按以下方法选用。,(1)对于宽度小于0.3mm的细而深的裂缝，宜采用可灌性较好的甲凝或低粘度的环氧树脂浆液灌注补强。,(2)当裂缝宽度大于1.0mm时，宜用微膨胀水泥砂浆液修补。,(3)对宽度为0.3mm1.0mm的裂缝，宜采用收缩性较小的环氧树脂浆液灌注补强。,2.浆液配方及使用条件,浆液配方由浆液的用途及使用条件而定。下面分别介绍几种常用的环氧树脂浆液、甲凝的配方及其使用性能。,1)环氧树脂液,混凝土结构加固技术标准所建议使用的环氧树脂浆液配方见表14-2。,用化学灌浆法处理结构裂缝,表14-2 加固标准推举的浆液配方及其性能,材料名称,规格,配合比(重量比),配方1,配方2,配方3,配方4,配方5,环氧树脂,6101号或634号,100,100,100,100,100,糠醛,工业,2025,50,50,丙酮,工业,2025,60,60,邻苯二甲,酸二丁酯,工业,10,甲苯,工业,3040,50,苯酚,工业,10,乙二胺,工业,810,1525,810,20,20,使用性能,1天后固化，流动稍差,2天后为弹性体，流动性较好,4天后为弹性体，流动性较好,6天后为弹性体，流动性较好,7天后为弹性体，流动性较好,从表14-2可以发现，各种添加剂的掺加比例对环氧树脂浆液的性能和使用功能都有较大的影响。在工程中，应该根据不同情况选用不同的配方。,用化学灌浆法处理结构裂缝,2)甲基丙烯酸甲酯浆液(简称甲凝),甲凝能灌入0.05mm的细微裂缝中，当水坝、水池一类的建(构)筑物出现裂缝时，用甲凝进行修复补强是非常有效的。加固标准推举的配方见表14-3。,表14-3 加固标准推举的甲凝配方,材料名称,代号,配合比(重量比),配方1,配方2,配方3,甲基丙烯甲酯,MMA,100,100,100,醋酸乙烯,18,015,丙烯酸,10,010,过氧化二苯甲酸,BPO,1.5,1.0,11.5,对甲苯亚磺酸,TSA,1.0,1.02.0,0.51.0,二甲基苯胺,DMA,1.0,0.51.0,0.51.5,用化学灌浆法处理结构裂缝,二.灌浆方法及设备,目前，常用的灌浆方法分手动和机械两类，近年来国外已有自动灌浆法。,1.手动灌浆施工法,手动灌浆工具是油脂枪，枪筒可装200mL以下的浆液。操作时将配制好的浆液装入枪筒，枪头与灌浆嘴(盒)相接，扳动操纵杆即可把浆液压入缝中。施工时可任意调节灌注压力。当用强力板压杠杆时，枪端最大压力达20MPa。这样大的压力，即使膏糊也可注入。手动法所用的工具少，机动灵活，当裂缝不多，灌浆量不大时，适宜采用此法。,2.机动灌浆施工法,机动灌浆是一种靠泵连续压浆的机械施工方法。它所需要的机具包括：灌浆泵、管、灌浆嘴。目前市场上的化学灌浆泵主要有：HGB型，其排浆流量调节范围为0L/min6.4L/min；2MJ-3/40型隔膜计量泵，其精度高，既适用于化学灌浆，又适用于水泥灌浆，流量调节范围为0L/min3L/min；JN-4型化学灌浆泵，可用于甲凝灌浆，最大流量为2.8L/min。压浆筒可自制，其容量根据工程上耗浆量的大小自行决定。,目前，国外多采用双组分灌浆泵，即环氧浆液按环氧树脂及硬化剂两种组份分别装在两个容器内。灌浆时，按所要求的比例自动混合，形成可固化的浆液，灌入缝内。,用化学灌浆法处理结构裂缝,三.平安技术及本卷须知,环氧树脂和甲凝的组成材料大多数有毒，危害人体健康，并且污染环境；有的还易燃、易爆。施工过程中如果不加以注意，则很可能危及施工人员的平安。这些有毒物质可通过接触、呼吸及消化道等途径进入人体而引起中毒；更应该注意的是，有些毒性反响在短时期内并不明显，但经过长期的积累中毒后，将对人体造成严峻伤害。因此，必须从平安教育、材料管理、现场施工组织管理、劳动保护、防火、防爆等几方面采取切实可行的措施，以确保施工人员的平安和环境免受污染。,1.平安教育,加强对全体施工人员(包括贮运人员)的业务培训和平安教育，充分认识化学灌浆材料的毒性及危害性，并且熟悉、掌握各种平安技术和防护措施。,2.材料管理中的平安技术,对有毒性和刺激性的挥发性材料，应有专人负责，将其密封贮存在阴凉通风的室内。丙酮、甲苯等易燃易爆材料，应贮存在远离施工现场处。,用化学灌浆法处理结构裂缝,3.施工现场的平安技术,施工现场应采取有效的通风设施，如施工地点在地下或井下，更应设置足够的排风设备，将有毒气体排出现场，并引入新鲜空气。施工结束后，余下的废料都应妥善处理，防止污染环境。,4.劳动保护,(1)施工人员应穿戴防护服、橡胶或乳胶手套、专用臂套、防护口罩以及防护眼镜等劳保用品，并应在浆液的上风位置工作。室内试验应在通风橱内进行。不准用手直接接触化学灌浆材料。,(2)施工人员不准在化学灌浆现场进食、吸烟，离开现场前应洗手。,(3)假设皮肤粘有浆液，应用热水、肥皂或酒精擦洗干净。粘有环氧树脂时，可先用锯木屑去掉污粉；擦洗后，再用热水、肥皂洗净。不准用丙酮等渗透性强的溶剂洗涤，防止有毒物质渗入人体。,用化学灌浆法处理结构裂缝,5.防火防爆措施,(1)施工现场不准贮存易燃、易爆材料。,(2)施工现场不准吸烟、禁用明火。使用强光灯泡时，应加防护平安罩，防止灯管爆裂而失火。,(3)施工现场应有化学灭火机(泡沫、四氯化碳、二氧化碳等)与黄砂等消防设施。泡沫适用于乙醇、丙酮灭火；四氯化碳适用于丙酮、苯、甲苯等材料灭火；二氧化碳适用于电气设备灭火；黄砂适用于小范围的灭火。,6.紧急抢救措施,由于通风不良，浆管爆裂、材料着火等突发事故造成急性中毒或灼伤，应在现场采取紧急抢救措施。,(1)浆液喷射入眼睛时，应立即用大量清水或生理盐水彻底冲洗后，立即送医院救治。,(2)发现中毒昏厥人员，应立即将病员移至空气新鲜场所，由医务人员急救，脱险后送医院治疗。,(3)灌浆材料着火，应迅速灭火，切断电源、火源，移走未用完的易燃、易爆材料，消防人员也应穿戴劳动防护用品。,用喷射混凝土处理结构裂缝,喷浆或喷射混凝土都是用压缩空气将水泥砂浆或细石混凝土喷射修补结构上的裂缝、孔洞或加大结构断面，以恢复或提高原结构的承载能力、刚度和耐久性。,一.适用范围及特点,喷浆与喷射混凝土在建筑物加固中的应用十分广泛，它常与钢筋网、钢丝网、金属套箍、扒钉等共同使用。,喷浆与喷射混凝土常应用于局部或全部地更换已损伤混凝土；填补混凝土结构中的孔洞、缝隙、麻面等等。,喷浆与喷射混凝土有如下特点。,(1)喷射层以原有结构作为附着面，不需要另设模板，在高空对板、梁的底面或复杂曲面施工较方便。,(2)对混凝土、稳固的岩石有较强的粘结力。,(3)喷射层密度大，强度高，抗渗性好。,(4)工艺简单，施工高速、高效。,(5)可在拌合料中参加速凝剂，使水泥浆在10分钟内终凝，2小时后具有强度，可以大大缩短工期。,喷射混凝土的密度一般取2200kg/m3，设计强度不应低于15MPa(C15)。,用喷射混凝土处理结构裂缝,二.施工工艺及技术要求,喷射混凝土的施工工艺如图14.1所示。,待喷面处理补配钢筋埋设喷厚标志喷射养护,图14.1 喷射混凝土的施工工艺,1.待喷面处理,待喷面的处理是结构构件加固的关键工序。待喷面的处理包括裂缝、空洞的外形处理和受损伤构造的处理等。,用喷浆修补结构裂缝和孔穴时，应将裂缝和孔穴修成“V”形，使灰浆可以顺利喷入并堆积密实。当待喷面比较光滑时，则应凿成麻面，以保证新旧混凝土的粘结。,结构待喷面为损伤混凝土时，一般应该铲除至坚实的结构层为止。如果铲除不彻底，会造成“夹馅”，影响喷射层的粘结、耐久性和新旧结构层的共同受力。,待喷面,处理,补配,钢筋,埋设喷厚标,志,喷射,养护,用喷射混凝土处理结构裂缝,2.补配钢筋,假设经结构评定，认为应在喷射层内加配钢筋时，可在待喷面处理之后补配钢筋。当附着面上出现孔洞时，应注意孔洞的尺寸，并分别作出处理。当孔洞较小时，可直接喷补；当孔洞面积较大时，可先在孔洞外表敷贴直径46，间距100mm的钢筋网，再作喷面处理。,对于承载力缺乏的混凝土梁、混凝土柱等，应补配钢筋或钢筋网或钢丝网，随后才可喷射。钢筋网与受喷面间的距离不宜小于2D(D为最大骨料粒径)。,3.埋设喷射层厚度标志,每次不能喷得太厚。一次喷射厚度见表14-4。在喷射前应埋设喷层厚度的标志，以方便喷射施工和保证喷射质量。,用喷射混凝土处理结构裂缝,表14-4 喷射混凝土一次喷射厚度,喷射方向,一次喷射厚度(mm),加速凝剂,不加速凝剂,向上,5070,3050,水平,70100,6070,向下,100150,100150,4.喷射,喷射混凝土可分为干法喷射、湿法喷射和半湿法喷射三种。,所谓干法喷射是将材料干拌合后用气压把它以悬浮状态通过软管带到喷嘴，在距喷嘴口25cm30cm处，将多股细水流参加料中进行混合，最后喷到喷射面上。,用喷射混凝土处理结构裂缝,为了减少喷射粉尘，在距喷嘴