混凝土已經有一百多年的發展歷史,如今混凝土結構依然是建筑中常用的結構。混凝土具有很多優良的性能,例如較高的抗壓強度、施工和易性等。但由于混凝土的抗拉強度較低,在使用的過程中容易出現裂縫。裂縫的出現對結構本身性能會產生很嚴重的影響,因此我們要及時進行加固處理。
裂縫的出現,破壞了混凝土結構的整體性。在對裂縫加固時,我們應當明白裂縫形成的原因,來進行對癥下藥。即使同樣看起來都是裂縫,結構性裂縫與非結構性裂縫處理起來應采用不同的方式。
裂縫可分為兩種,一種是由于混凝土結構內部收縮變形、溫度引起應變等結構自身原因而非荷載所引起的裂縫,即非結構性裂縫(也叫非荷載裂縫)。相對而言,非結構性裂縫處理起來比較簡單,對其進行加固主要針對現有裂縫的處理。
根據裂縫的寬度,我們可以采用表面封閉法與壓力注漿法。裂縫寬度小于0.2mm時,可以采用封縫膠對裂縫表面直接進行封閉作用,防止裂縫繼續擴大。壓力注漿法適用于0.1mm至1.5mm的裂縫處理,采用封縫膠配合裂縫膠進行施工。施工時首先預埋注膠嘴,再利用封縫膠封縫,裂縫膠注膠即可完成對裂縫的修補。
另一種,是由于承受荷載,混凝土結構承受的拉應力超過了抗拉強度而出現裂縫,即結構性裂縫(也叫荷載裂縫)。當混凝土結構由于荷載作用產生結構性裂縫時,進行加固處理就不能僅僅停留在封閉裂縫的表面。
我們可以舉一個簡單的例子對這個問題進行分析:裂縫膠與混凝土之間的正拉粘結強度為2.5MPa,若結構裂縫深20mm,長1000mm,則二者之間的拉應力僅為2.5×20×1000=5000N,也就是說,裂縫膠在深20mm的裂縫中,每延米能提供的拉應力僅為5000N,若將此換算成質量則僅為0.5噸,遠遠達不到加強混凝土結構承載力的要求。
所以在處理結構性裂縫時,首先要采用上面提到的表面封閉法以及壓力注漿法。裂縫封閉無誤后,可以采用主動加固與被動加固的方法加固結構。
被動加固屬于比較常見的技術,我們所說的纖維復合材料加固,包括碳纖維布、碳纖維板、芳綸纖維布等等,都屬于這種方法。纖維復合材料質量輕、抗拉強度高,尤其適用于混凝土受彎及受拉構件,配合專用浸漬膠能夠與混凝土形成一個整體共同受力,充分地利用纖維復合材料的抗拉強度。其他的被動加固方法例如粘鋼法、碳纖維網格都可以對結構性裂縫起到加固作用。
預應力碳纖維板加固,在鋼筋混凝土受彎、受拉的主動加固中,受到了越來越廣泛的重視。它有著結構輕、有效提高承載能力并充分發揮碳纖維的抗拉強度的特點。預應力碳板目前廣泛應用于橋梁工程的加固中,如今在工民建領域上也被越來越多的使用。在用預應力碳纖維板加固裂縫時,同樣需要先進行封縫處理。
裂縫對于混凝土的結構損害是不容忽視的,對于已經出現裂縫的結構,我們應該盡早分析原因并進行加固處理防止事故的發生??ū居兄到y、成熟的結構修補加固方案與產品,對于各種主動、被動的加固方法都有其專業之處。