工业厂房楼板裂缝处理

刘雲铭、白慧芬、赵家恒、李杰、葛那威、何华龙

中国核工业二四建设有限公司 四川省 绵阳市 621000

【摘要】：裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，是长期困扰着建筑工程技术人员的技术难题，它的存在成为建设工程中一个值得关注的重要问题，如何科学的看待裂缝的出现是具有现实意义的，工业厂房基本是钢筋混凝土框剪结构，大量的采用钢筋混凝土，结构裂缝的质量通病问题就不断的暴露出来。它的出现不仅会降低建筑物的耐久性能，造成渗漏严重，影响建筑物的使用，而且由于混凝土结构裂缝、孔隙的存在使得混凝土内部钢筋产生锈蚀，降低了钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性和抗渗性能，影响建筑物的使用寿命，甚至威胁建筑物的安全性能。

【关键词】：钢筋混凝土 裂缝 分析 环氧树脂 碳纤维布 密封性能

前言

当前，不论是框架结构的工业建筑还是民用住宅中，基本上都是采用现浇混凝土楼板，长期以来由于对混凝土裂缝的问题认识上的偏差，或者重视程度不够，混凝土产生裂缝现象十分普遍，混凝土的裂缝问题仍是困扰着混凝土楼板施工质量的首要问题。

混凝土结构是由多种材料组成的复合人工材料，由于结构本身组成成分及承载受力特点，在周围环境及侵蚀性介质的作用下，随着时间的推移，混凝土将出现裂缝、酥裂、磨损、溶蚀等现象。

混凝土结构裂缝可以引起渗漏和持久强度的降低,如保护层剥落、钢筋腐蚀、混凝土碳化等,甚至影响结构物的承载能力与结构的耐久性。因此,本文对混凝土结构裂缝的成因进行分析,采取合理有效的处理措施做了简要的论述。

正文

1.楼板裂缝修补的必要性和步骤

1.1修补的必要性

一般情况下，楼板面裂缝表现为：表面龟裂，纵向、横向裂缝以及斜向裂缝。裂缝产生的原因是多方面的，概括起来主要为材料选用、施工质量、设计质量和环境等因素。

工业厂房在使用过程中，随着时间的推移，混凝土自身的老化情况越来越严重，又由于受设备振动的影响，楼板或梁出现裂缝是较为常见的现象。裂缝的出现对设备正常运行带来不利影响，并有可能对结构安全带来威胁，所以必须进行处理。

1.2修补的步骤

针对裂缝的修补处理，首先应对结构或构件的现状做充分的调查，掌握结构或构件的设计、施工资料以及缺陷的现状，分析缺陷成因，评估危害程度，从裂缝调查检测与评定、修补方案设计、现场实施及质量控制、检查和验收四个步骤出发，开展实施工作。

1.2.1裂缝的调查、检测与评定

裂缝的调查包括原有状态的调查和现状的调查，借助仪器设备对裂缝的宽度、深度进行检测，观测裂缝是静态还是动态，根据缺陷现状调查和检测结果，分析查明缺陷成因和危害评估：

（1）核查裂缝所在位置的设计资料，施工资料，对相关数据进行分析；

（2）确定裂缝处于静态还是动态；裂缝形式、长度、宽度、深度、密度、是否贯通、有无异物及干湿情况等；确定裂缝产生的机理；

（3）对楼板裂缝检测时，裂缝的宽度及长度宜采用裂缝观测仪、塞尺等进行计量，裂缝深度宜采用超声法或取芯法检测。贯穿裂缝可采用水压法或气压法检测。混凝土结构裂缝稳定性观测，宜采用石膏饼法或电阻应变测量法；

1.2.2修补方案设计

根据厂房的环境条件、结构形式和设施状况以及及病害程度、成因、危害程度等因素，制定相应的缺陷修补方案。修补方案应综合考虑结构安全性、耐久性、适用性等因素，做到安全可靠、技术先进、注重环保、经济合理。

1.2.3现场实施及质量控制

施工前结合设计要求方案制定严格的施工方案，不同的裂缝应选择相应的修补方法，要严格按照施工工艺，材料的配合比进行施工，对环境的要求控制等。

在裂缝处理过程中，对表面处理、灌浆嘴的布置，灌浆压力的控制都影响处理效果，特别是新材料碳纤维布的使用，要严格按照碳纤维布使用环境要求，对结构表面强度，及环氧树脂浆液配比试验、注浆位置及注浆压力等的控制

1.2.4检查与验收

裂缝修补的检查主要包括资料的检查和实验检测。

2.楼板裂缝修补原则及材料

2.1修补相关原则

钢筋混凝土结构质量缺陷修补前，应对结构或构件的现状做充分的调查，掌握结构或构件的设计、施工资料以及缺陷的现状，分析缺陷成因，评估危害程度。在钢筋混凝土结构质量缺陷修补过程中，不得破坏原结构，尤其不得大面积凿除混凝土和开凿深槽，不得裸露钢筋，严禁长期裸露钢筋。

2.2材料的选择

修补材料的选择，应在综合考虑结构的耐久性、安全性、环保型、与现有结构的兼容性、经济性以及可操作性等因素，结合修补结构的技术要求、施工条件、结构使用环境、材料物理力学性能、工艺性能等因素，综合分析确定。

修补材料主要是聚合物复合材料和纤维复合材料，采用何种修补材料通常先要对裂缝产生的原因进行判断分析。如果是表面裂缝，那么使用聚合物水泥砂浆、环氧砂浆等都可以，根据条件灵活选用。如果是贯穿裂缝，那么最好就是灌浆法，化学灌浆材料可供选择的种类很多，有环氧树脂化学灌浆材料、甲基丙烯酸酯类化学灌浆材料、氨基甲酸酯浆材、水溶性聚氨酯（LW）、丙烯酰胺及丙烯盐酸等，选用时要考虑灌浆液本身性质、使用环境和价格。如果结构裂缝经过鉴定需要加固处理的，可以采用碳纤维布等材料进行结构补强，材料的选择应根据加固设计进行选用。

3.修补实施工艺要点

鉴于现浇钢筋混凝土楼板开裂对建筑物耐久性的潜在威胁和所造成的社会影响，根据裂缝的不同对裂缝进行全面检查分类，1、对于影响结构安全的裂缝或裂缝造成某些构件的承载力减弱，应进行结构加固，以弥补承载力上的缺陷；2、对于裂缝宽度δ≥0.2mm或者楼板存在渗漏的裂缝的必须进行灌浆处理；3、对于δ<0.2mm的表面裂缝可直接进行表面封闭。

3.1裂缝的封闭及注浆

3.1.1修补方法

（1）裂缝宽度≥0.2mm时，对裂缝采用注射法或压力注浆法修补；裂缝宽度＜0.2mm时，对裂缝进行表面封闭；单向板纵向主裂缝两侧300范围内采用压力注浆处理；有漏水现象的裂缝采用注射法或压力注浆法修补；其余部位对裂缝进行表面封闭；

（2）裂缝封闭施工基本流程：混凝土表面处理，达到干净干燥→环氧树脂胶泥封缝→在胶泥上涂刷一层环氧树脂胶液→检查封缝质量；

（3）低压速灌施工工艺流程：裂缝的测量与记录→裂缝表面处理→标注注胶底座的位置→配置灌封环氧树脂→封闭裂缝→粘接注胶底座→注入灌缝材料→养护→结构表面处理；

3.1.2技术要求

（1）裂缝的测量与记录：首先测量裂缝的位置，宽度，长度，绘制裂缝展开图；

由于结构内部连通裂缝可能在混凝土构件表面分散分布，因此，需将主裂缝附近的细微裂缝标出，防止遗漏；

（2）裂缝表面处理：用钢丝刷将裂缝周围，尤其是注胶底座粘贴面周围的油污消除干净；

用吹风机或酒精等有机溶剂将裂缝处的灰尘洗净，清除，并使其充分干燥；

（3）标注注胶底座的位置：根据裂缝的宽度及推算裂缝深度，确定注胶底座的位置。并用粉笔在裂缝表面做出标记；

注胶底座的粘接间距应为300mm；

（4）粘接注胶底座：调和注胶底座粘接胶，该胶呈腻子状，按主胶与固化剂的配合比进行调和，直至调和均匀为止；

在注胶底座下面周边涂抹调和后的底座粘接胶；

将注胶底座按标注位置顺裂缝粘贴在裂缝表面，并适当用力下压底座，使底部粘接胶部分溢出，包住注胶底座边缘；

（5）封闭裂缝：用封缝胶将注胶底座之间的裂缝完全封闭；

封缝胶的涂抹宽度应为2~3mm，厚度2mm为宜；

涂抹封缝胶至注胶底座处时，应用封缝胶对注胶底座周围进行环绕封闭；

粘贴表示注胶底座橡胶膨胀限度的纸条；

为确保固化，封缝胶至少养护一小时以上；

（6）配置灌缝用材料：根据裂缝状况估算在可使用时间内可以用完的灌缝树脂材料，一次用量为500g~1000g进行树脂称量；

灌缝料的配合比按产品说明书进行配置；

（7）注入灌缝材料：将灌缝树脂混合均匀后，装入注浆机内，从下往上灌入；

补充注入的环氧树脂控制时间一般为10~15分钟，高温施工时，该时间可适当缩短，注入浆材注入裂缝后，将会有部分注入浆材残留于筒内，在30分钟后确保环氧树脂不再注入可将针筒拆除，底座注胶口用修补胶封闭；

（8）养护：灌缝完毕后，应养护一昼夜，等待灌缝树脂固化，根据季节及温度不同，有时需要养护一昼夜以上；

（9）结构表面处理：

灌缝材料固化后，要进行表面清理，使混凝土构件表面平滑；

先铲除注胶底座及封缝胶，残存的树脂可以用砂轮等工具进行清除；

3.2碳纤维加固

3.2.1修补工艺

（1）当混凝土楼板裂缝较大，裂缝属于贯通裂缝，影响其结构安全，经过设计计算需加固处理时，一般采用碳纤维进行加固处理；

（2）施工工艺流程：混凝土表面处理→粘贴面凹槽找平处理→涂底胶→配置面胶、裁剪碳纤维布→粘贴碳纤维布→养护、固化→检验、验收。

3.2.2修补方法

（1）现场检查：量测记录实际尺寸，混凝土表面凹凸或破损状况，表面龟裂状况等；

（2）弹线放样：根据图纸在需加固混凝土表面弹线定位，确定粘贴碳纤维布位置；

（3）混凝土表面处理：被粘贴混凝土面打磨平整，除去表层浮浆、松散物及油污等杂质，直至露出混凝土新面，且平整度应达到5mm/m；

如有油污等可采用丙酮清洗混凝土表面，要求无灰尘、无油污、并保持清洁、干燥；

（4）修补胶找平处理：配制找平树脂胶，按比例将A、B两组分胶均匀地搅拌，用电动搅拌机搅拌5分钟，用胶量少时也可用人工搅拌，搅拌要充分均匀；

底层树脂胶表面干燥后对混凝土表面凹陷部分用找平胶修补填平，应使混凝土面达到光滑、平整；

（5）按图裁纤维布：混凝土表面处理完后，先根据位置放样剪切碳纤维布；

剪切时沿纤维轴向裁剪，并用圆筒将碳纤维卷好；

（6）粘贴纤维布：将裁剪成料的碳纤维布粘贴在面胶上，并应拉紧、压实、赶平，不能留有气泡和皱褶，边放布边用专用辊筒沿碳纤维布方向压布辊实、来回滚压，挤出气泡使树脂充分浸渍碳纤维布，直到面胶浸透布并渗到布外层为止，等待固化；

（7）表面处理：确保粘贴密实后，在外表层均匀洒上一层细砂以利粉刷。

4.修补注意事项

4.1裂缝的封闭及注浆注意事项

裂缝注浆及封闭前应注意裂缝周围的环境，裂缝的湿度及裂缝表面是否干净；

裂缝修补材料的配制要严格按照使用说明书，随配随用，一次性不要配制过多；

裂缝注浆应从底部开始，从一侧向另一侧推进，注浆压力控制在0.3~0.5MPa，待邻孔出浆时，继续下一个孔的注浆操作，使浆液充分饱和整条缝隙。24h后，去掉注浆管及底座，并清理干净。

4.2碳纤维加固注意事项

为确保碳纤维布与混凝土间的粘结质量，基底处理必须严格按下列要求进行：先检查要加固的部位本身是否有空鼓现象，再进行表面检查，最后对不符合要求的部位采取相应的措施；

严格控制施工现场的温度和湿度。施工温度在5~35度范围内，相对湿度不大于80%；

施工结束后的现场验收以评定碳纤维布与混凝土之间的粘结质量为主，用小锤等工具轻轻敲击碳纤维布表面，以回音判断粘结效果。如出现空鼓等粘贴不密实的现象，应采用针管注胶（FR）的方法进行补救。

5.结论

处理裂缝的方法很多，在处理前要进行认真检查，分析裂缝成因，为制定合理的处理方案提供可靠依据。只有选择了合适的修补材料和正确的施工方法，为达到耐久的修补效果，必须通盘考虑影响设计和选择修补手段的诸多因素，这里只是略提修补材料所要关注的一些特性。对混凝土使用中的裂缝及其耐久修复问题，我们要了解发生的机理，通过事前预防控制来减少混凝土的裂缝发生，同时通过有效的事后补救来达到保持结构正常使用功能。

参考文献

《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2013

《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB50550-2010

《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

《混凝土裂缝防治的两种新方法》（施工技术，鞠丽艳，张雄.2002.7）

《砼构筑物裂缝原因分析与处理》　（张相宝，砼，2000）

《砼裂缝的收缩、开裂及其评价与防治》 （覃维组，砼，2001）