混凝土建筑物的养护和修理

黑龙江大学水利电力学院heilongjiangdaxueshuilidianlixueyuan混凝土建筑物的养护和修理学校：黑龙江大学学院：水利电力学院班级：水工一班姓名：苗广超学号：20135206序号：41混凝土建筑物的养护和修理摘要混凝土建筑物的各种病害、缺陷，大多始发于或显露于结构表面，如裂缝、破损、磨蚀、渗漏、钢筋锈蚀以及结构外观变形等。本文对建筑物的病害做出正确评估，一方面应重视原型观测资料的分析，如位移、变形、渗水量、扬压力、裂缝扩展等，主要根据它们的变化趋势来评价建筑物的安全与否，这种方法简单易行，但更需要有经验的专业人员和专家相结合进行现场观察检测，以及对实测资料进行全面综合分析并做出安全评价。关键词混凝土建筑物，病害，养护，修理1.混凝土建筑物的检查和养护1.1混凝土建筑物检测与评估混凝土建筑物的各种病害、缺陷，大多始发于或显露于结构表面，如裂缝、破损、磨蚀、渗漏、钢筋锈蚀以及结构外观变形等。有些病害的成因比较简单，仅根据现场仔细检查病害的形态、范围和程度就可以分析清楚。实际上，许多严重病害可以目测发现，但目测必须系统化，由经验丰富的技术人员进行。但有一些病害情况却很复杂，病因也很多，需要结合具体工程进行多方面检测试验或调查设计、施工资料，经过综合分析后，才能得出比较清楚的认识和恰当的评估。对建筑物的病害做出正确评估，一方面应重视原型观测资料的分析，如位移、变形、渗水量、扬压力、裂缝扩展等，主要根据它们的变化趋势来评价建筑物的安全与否，这种方法简单易行，但更需要有经验的专业人员和专家相结合进行现场观察检测，以及对实测资料进行全面综合分析并做出安全评价。对建筑物的安全评价，现在还没有统一规范，也不可能有不变的统一标准，所以主要还是靠有丰富经验的工程技术人员，凭他们的实践经验，对各种资料做出正确的解释，并依靠从类似工程或处理类似工程得来的经验审慎地做出安全评估。裂缝是混凝土建筑物最常见的病害之一，可以说，所有混凝土建筑物都有裂缝存在，只是裂缝数量的多少及危害程度有所不同而已。裂缝大体上可分为两类：一是施工期出现的裂缝，主要是湿度、干缩引起的；二是运行期出现的裂缝，其原因比较复杂，包括荷载、温度、地震、基础变形及化学反应等。有些裂缝仅从外观形态、工程特征及环境条件上就可找到原因。若从混凝土密实度、保护层厚度、碳化深度等方面进行检测，将有助于深入认识并制定合理处理方案。近年来在采用面波仪、探地雷达进行缺陷检测方面有较大发展。总之，各种类型的病害缺陷需要有与之相应的检查诊断手段，需要有经验的专业人员进行检测评估。大多数病害检测仍需要检测混凝土现实强度，同时可检查内部缺陷，如渗水路径、裂缝、孔洞、疏松夹层、混凝土与基岩接合情况等。当怀疑有碱骨料反应时，对芯样进行膨胀试验、切面观察、含碱量测定等，有助于综合分析和做出合理评价。1.2混凝土建筑物的养护评估由于受到环境温度、湿度以及基础约束的影响，混凝土建筑物容易产生裂缝。对表面裂缝，我们应该及时填补裂缝，防止裂缝深层贯穿；对于较深的裂缝，可以采用灌浆或上部开挖回填，下部灌浆的方法处理并在混凝土表面采取可靠的保温保湿防护措施。水流对混凝土面的磨损、冲刷等现象，应在每次定期检查中进行观察，对蜂窝、麻面甚至出现过孔洞的部位，注意其变化情况是否产生渗水现象、伸缩缝、沉陷缝止水设施，发现有损坏要予以处理。2.混凝土建筑物的裂缝处理2.1表面处理法表面处理法适用于较小裂缝的处理，常用的表面处理方法有表面涂抹和表面贴补，是在不再活动的裂缝上涂抹胶状稳定剂或者贴补土工膜等，来实现对混凝土表面裂缝的防渗堵漏。表面处理法的优点是操作方便，速度快，缺点是对裂缝处理只是停留在表面，没有深入到裂缝的内部，对裂缝延伸起不到防治作用。2.2裂缝填充法这种方法适用于宽度小于0.3mm，深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物的裂缝。该方法操作简单，可以将选用的材料（如沥青等）直接填充裂缝，不需要对裂缝做其他处理。2.3灌浆法修复裂缝灌浆法是处理混凝土表面列裂缝最常用的一种方法，它的操作过程，相对于来说比较复杂，首先要对裂缝进行清污处理，给注入的浆液一个好的融合环境。其次注浆液的选配要合理，确保浆液能达到预期的防水防渗等效果。第三，对灌浆的过程需要使用必要的压力设备（压力0.2-0.4MPa），以便使浆液注入到裂缝的最底部，达到裂缝彻底闭塞的目的。最后还要进行二次灌浆操作，以及对裂缝灌浆表面清理。该方法属传统方法，效果很好。3.混凝土坝坝基渗漏的处理基岩内部防渗处理的主要设施是帷幕灌浆，用以提高其不透水性、强度和完整性，减小渗流坡降，减少渗漏损失。很多高坝出于安全考虑，利用廊道或平洞对全坝进行深孔帷幕灌浆。即将某种具有流动性和胶凝性的浆液，按一定的配比要求，通过钻孔用灌浆设备压入岩层的孔（裂）隙中，经过硬化胶结后，形成结石，以提高基岩的强度与整体性，改善基岩的抗渗性。基岩灌浆处理要在分析研究基岩地质条件、建筑物类型和级别、承受水头、地基应力和变位等因素后选择确定。帷幕灌浆：混凝土坝岩基帷幕灌浆都在两岸坝肩平洞和坝体内廊道中进行。土石坝岩基帷幕灌浆，有的先在岩基顶面进行，然后填筑坝体；有的在坝体内或坝基内的廊道中进行，其优点是与坝体填筑互不干扰，竣工后可监测帷幕运行情况，并可对帷幕补灌。帷幕灌浆的钻孔灌浆按设计排定的顺序，逐渐加密。两排孔或多排孔帷幕，大都先钻灌下游排，再钻灌上游排，最后钻灌中间排。同一排孔多按3个次序钻灌。灌浆方法均采用全孔分段灌浆法。灌浆压力是指装在孔口处压力表指示的压力值。岩石帷幕灌浆压力，表层不宜小于1～1.5倍水头，底部宜为2～3倍水头。砂砾石层帷幕灌浆压力尽可能大些，以不引起地面抬动或虽有抬动但不超过允许值为限。一般情况，灌浆孔下部比上部的压力大，后序孔比前序孔压力大,中排孔比边排孔压力大,以保证幕体灌注密实。灌浆开始后，一般采用一次升压法，即将压力尽快升到设计压力值。当地基透水性较大，灌入浆量很多时，为限制浆液扩散范围，可采用由低到高的分级升压法。在幕体中钻设检查孔进行压水试验是检查帷幕灌浆质量的主要手段，质量不合格的孔段要进行补灌，直至达到设计的防渗标准。4.混凝土建筑物的冻害及防治4.1钢筋混凝土的冻害分析4.1.1板面剥落板面剥落正反两面都存在。板反面覆盖着一层白色的钙化物，用手擦时表层呈粉状脱落并形成麻面。板正面疏松，用木板刮时表层剥落，露出的石子稍加晃动即脱离。混凝土剥落的原因可能是混凝土硬化初期，了由于振捣和抹平，在板表面形成了含水泥量较多的不透水致密层；另一方面固体颗粒下沉挤密和混凝土硬化收缩后产生泌水，泌出的水由于温度低，不易被蒸发而积存在表层的下边，形成局部多孔体。如果气温下降，则多孔质部分的自由水结冰冻胀，从下向上推挤表层，从而使板面剥落。剥落使板的有效厚度减小，刚度降低，其次板面密实性差，易渗漏水造成板内钢筋锈蚀，影响结构的耐久性。4.1.2混凝土强度降低观察遭受冻害的混凝土内部会发现，在强度等级比较低的部位，混凝土骨料砾石表面有明显的结冰痕迹，敲击易碎，且与钢筋几乎没有粘结力，此外混凝土内部多孔隙，且较大，说明混凝土水灰比过大，另一方面搅拌振捣也比较马虎，这些都会导致混凝土强度的降低。混凝土强度降低的原因是混凝土硬化过程中，水和水泥矿物的化学反应随水的活性下降而减弱，但水的活性又随温度的变化而改变，水结冰，水化反应停止。水的冰点温度为0℃，但混凝土混合物中的水总是要溶解一些其它物质，因此水的冰点温度低于0℃，约为－1℃。在低温环境中浇灌混凝土，由于混凝土在硬化前冻结，所以水化反应很弱，同时新生成的水化物初始结构强度也低，不足以抵抗冻胀力，因而使混凝土内部结构遭到破坏。随着温度回升，混凝土中水化反应又恢复，结构强度不断提高，抗冻融能力也增强，但终因混凝土初始阶段强度已遭损伤而使强度下降。如果混凝土中水灰比过大，搅拌不匀，振捣不实，混凝土中孔隙和自由水增加，混凝土混合物中水的冰点温度会相应提高，故易遭到反复冻融，导致内部结构不断损伤，此时混凝土抗拉强度和与钢筋的粘结强度也会大大降低，混凝土变得疏松易碎。4.1.3裂缝情况由于收缩和冻胀，板面不规则的网状龟裂会较多出现。贯通的裂缝所在板反面覆盖着一层白色的矿物质，略呈咸味。板面混凝土硬化收缩和温度变化引起的收缩，受到楼面结构梁、柱和板相互约束产生的应力，当混凝土抗拉强度低于收缩应力时，便产生了裂缝。由于水沿贯通性的裂缝渗流，混凝土中的矿物盐溶解于水并渗流到板反面凝固，从而沿缝形成一层白色的矿物盐。4.2钢筋混凝土的冻害处理冻害事故常用以下措施进行处理：1、全部凿除屋面混凝土重新浇筑。2、对屋面板增加叠合层加固，梁用三面围套现浇钢筋混凝土加固。考虑施工工期、经济损失等因素，对板可采用增加板面整体刚度，提高板面防水能力的方法处理；对梁可采用用预应力下撑式拉筋部分补强等综合治理方法处理。具体作法如下：（1）.梁的补强加固。由于混凝土内部损伤，强度下降，加之板面处理又要增加屋面荷重，所以梁的承载力不足，需进行补强加固。加固方案按设计混凝土强度等级、梁内配筋按允许弯矩，允许剪力制定，选用下撑式预应力拉筋。加固后除剪力稍大一点外，其它部位的弯矩和剪力均能满足要求，梁的承载力明显提高。（2）.裂缝处理。对宽度大于0.2mm的缝，先凿出V形槽，然后用清水洗净，刷两遍素水泥灰浆，再用环氧树脂水泥砂浆分两次压人缝隙并填平。施工应在气温较低的早晨和晚上进行。（3）.板面处理。凡强度等级低于C8的混凝土全部凿除，板面一律凿毛并清除松散剥落的面层，用清水冲洗干净，刷两遍素水泥灰浆。板正面现浇一层40mm厚、强度等级为C23的细石混凝土，内配￠4@150钢丝网，边浇捣边抹平，养护不少于7昼夜。板反面用20mm厚1：2水泥砂浆（内掺5%水泥重量的防水剂）分两遍压光抹平。采用上述作法可提高屋面板的整体刚度，增强板的防水密实性，保护钢筋不被锈蚀。参考文献[1]张严明.全国病险水库与水闸除险加固专业技术论文集[C]．北京：中国水利水电出版社，2001.[2]邢林生，等.我国水电站大坝安全状况及修补处理综述[J].大坝与安全，2001，(1).[3]林宝玉.水工混凝土建筑物老化、病害及修补[A]．全国第三届大坝安全学术讨论会论文集[C].南京：河海大学出版社，1996.[4]鲁一晖，孙志恒.水工混凝土建筑物病害评估与修补文集[C]．北京：中国水利水电出版社，2001.[5]鲁一晖，林宝玉，等.混凝土大坝水下裂缝及伸缩缝修补技术总结报告[R]．中国水利水电科学研究院，南京水利科学研究院，2001年.