建筑混凝土结构裂缝修补的设计和方法？

混凝土是一种非均质脆性材料，由砂石骨料、水泥、水和其他附加材料组成。由于混凝土施工、变形、约束等一系列问题，混凝土裂缝已成为土木工程、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。轻者会腐蚀内部钢筋等材料，降低钢筋混凝土材料的承载力和耐久性，严重威胁人民生命财产安全。从微观上看，混凝土是水泥、砂、石、空气和水的多相结合体。由于混凝土材料、微观结构和外界影响的不同，混凝土裂缝产生的原因有很多。1混凝土结构的裂缝按其形成原因可分为以下三类。1.1静态裂纹是指形状、大小、数量稳定，不再发展的裂纹。修补时，只需根据裂缝的厚度选择修补材料和方法，不考虑其他因素。1.2活动裂缝是指宽度不能保持稳定，随结构构件受力变形或环境温湿度变化而容易开合的裂缝。修复时应先消除原因，并观察一段时间，再按静态裂纹的处理方法进行修复；如果原因不能完全消除，应使用具有足够柔韧性的材料进行修复。1.3仍在发展的裂缝是指在长度、宽度或数量上仍在发展，但经过一段时间后会终止的裂缝。此类裂缝停止发展后，应进行修补或加固。在修补混凝土裂缝之前，应研究裂缝产生的原因。如果是承载力不足导致的裂缝，除了相应的方法进行修补外，还应选择合适的加固方法。2修理设计修理设计原则上应根据第4章中是否需要修理和加固的判断结果，对开裂的结构部件进行功能和耐久性设计。更重要的是，要在选择修复时间的基础上，选择合适的修复材料、修复方法和修复设计。在进行修复设计时，应考虑以下事项:①根据是否需要修复的判断结果，设定修复范围和规模，并根据需要再次勘察现场。(2)掌握裂缝产生的原因和条件(裂缝的宽度、深度和类型等。)、建筑物的重要性和环境条件(一般环境、厂区、盐环境、温泉区、寒区、特殊用途)。(3)为了明确规定修复目的和恢复目标，考虑环境条件，选择最合适的修复材料、修复方法和修复时间。修复方法的选择可根据开裂部位和开裂原因而定。此外，当结构处于盐等恶劣环境时，应选择高于普通环境条件的材料和施工方法。如果可能，最好在裂缝稳定后进行修补；对于随环境条件变化的温度裂缝，宜在裂缝最宽时进行处理。混凝土建筑物和构件的维修和修复目标会因竣工时的初始性能、建筑物的耐久性、开裂原因、劣化程度和范围而异，保修期也有所不同。一般来说，修复恢复的目标可以分为以下三个阶段:①恢复到与声音分量相同的性能。(2)恢复到不妨碍使用的程度。(3)恢复到可以保证人身安全的程度。一般来说，这是针对紧急维修工程，以确保人身安全。(4)必须充分研究修复工作所必需的机械材料、脚手架和工程现场周围人员的安全保障。3修补方法3.1表面修补方法①利用混凝土表面微小独立裂缝(裂缝宽度ω≤0.2mm)或网状裂缝的毛细作用，吸收修补胶，封闭裂缝通道。对于楼板等需要防渗的部位，应在混凝土表面粘贴纤维复合材料，增强密封效果。常用的方法有涂层、加整体面层、压环氧砂浆、环氧浆粘贴玻璃纤维布、表面缝合等。(2)涂覆法:当混凝土表面出现大量表面裂缝时，用人工或机械喷涂的方法将修补材料涂覆在混凝土表面，使表面封闭。涂层厚度在0.3-2.5mm之间，涂层越厚越能适应裂纹的变化。选择修补材料时，应考虑使用条件(室内、室外、环境温湿度变化、介质腐蚀)和裂纹活动性。如环氧沥青涂料、聚氨酯冷涂料、聚氨酯冷沥青涂料等刚性涂料可用于耐磨地面，聚氨酯冷弹性体、橡胶丙烯酸冷涂料等弹性涂料可用于不稳定裂缝修补。③加整体面层:当混凝土表面裂缝数量较多，分布面积较广时，常采用加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法。大多数情况下，整体表面应配双向钢丝网。有条件时，宜采用喷涂法施工水泥砂浆或混凝土整体面层。3.2局部修补法①填补法用钢钎、风镐或高速旋转的切割盘将裂缝扩大，最后凿出V形或梯形凹槽，用环氧砂浆、水泥砂浆、PVC胶泥或沥青油膏等材料将裂缝封闭。其中，V型坡口适用于一般裂纹的修补；梯形槽用于修补渗透裂缝；环氧砂浆适用于有结构强度要求的修补；PVC胶泥和沥青油膏只适用于防漏修补。(2)预应力法:用钻机在构件上钻孔，注意避开钢筋，然后插入螺栓(预应力钢筋)，施加预应力，拧紧螺母，减少或闭合裂缝。有条件时，成孔方向应垂直于裂缝方向，当钻孔方向不垂直于裂缝时，应采用双向预应力。(3)钢筋混凝土预制梁等构件部分凿除重铸混凝土，因运输、堆放、吊装不当造成裂缝的事故时有发生。这种裂缝有时可以通过凿除裂缝附近的混凝土、清洗并充分润湿、浇筑强度更高的混凝土并养护至规定强度来修复。修复后的构件仍可在工程中使用。用这种方法修理损坏的部件时要特别小心。此外，修复前应检查钢筋的实际应力和变形。修补混凝土应采用微膨胀型。修复工作必须非常小心，否则新老混凝土结合不良将导致失败。3.3灌浆法将水泥或化学灌浆注入混凝土接缝中，使其扩散并固化。固化后的浆料粘结强度高，能与混凝土很好地粘结，从而增强构件的整体性，恢复构件的使用功能，提高耐久性，达到堵漏、防锈、加固的目的。用于结构修补的化学浆料主要有两种:一种是环氧树脂浆料；另一种是甲基丙烯酸甲酯溶液(缩写为甲基缩合物)。用于防渗堵漏的化学浆主要有:水玻璃、丙烯酰胺、聚氨酯、丙烯酸酯等。这些不溶物可以填充缝隙，使其不透水并增加强度。3.4低压慢注修补法(注射法)在一定压力下将修补胶注入裂缝腔内；这种方法适用于处理0.2

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