裂縫修複對混凝土結構耐久性的影響

鋼筋混凝土構件的自防水是建築物防水體係的重要組成部分 。當構件因溫度 、收縮出現裂縫後 ，隨之而來的滲漏往往給使用者帶來很大麻煩 。如現在多數寫字樓均建有地下車庫 ，地下室現澆的頂板 、牆體出現開裂滲漏的案例時有發生 。此類裂縫一般通過灌縫處理解決 ，因所處環境為室內環境 ，構件的耐久性問題不突出 。但在橋梁 、隧道等工程中 ，裂縫滲水不僅帶來適用性的降低 ，更不能忽視的是裂縫對結構長期耐久性和安全性的影響 。

對滲水裂縫 ，修補前應弄清開裂的原因 。例如 ，如果開裂由收縮引起 ，經過一段時間後裂縫會穩定 ；還有其他情況，例如開裂是由於地基沉降引起的 ，則沉降問題未解決之前進行修補是無效的 。對於“活動縫” ，要求選用柔性材料進行防水和封閉處理 ，以適應裂縫變化；對於“死縫” ，則可選用剛性材料進行防水和補強處理 。

比如隧道滲漏 ，一般需遵循堵 、截 、排結合”的原則進行綜合治理 。在保證行車安全的前提下可用襯砌背後注漿 、襯砌內化學壓漿 、表麵塗抹聚合物水泥防水砂漿以及在邊牆鑿排水槽集中排水等方法 。目前常用的灌漿材料有環氧樹脂類 、聚氨酯類等 。

鋼筋鏽蝕裂縫的修複,一般而言 ，鋼筋鏽蝕是導致混凝土結構劣化的最重要因素 。造成鋼筋鏽蝕的原因有二 ：

碳化或氯離子侵蝕 。當鏽蝕積累到一定程度後 ，往往導致構件的順筋開裂 ，此類裂縫用灌縫等方法是無法根治的 ，必須針對具體的鏽蝕原因進行修複 。對碳化鏽蝕引起的裂縫 ，可以采用挖補法 ，替換原來的混凝土保護層 ，並在鋼筋上塗保護材料 ，如使鋼筋恢複鈍化的物質 ，或保護鋼筋的富鋅底漆等 。最後可在混凝土表麵采用防碳化塗料進行塗裝 。對氯離子引發的鏽蝕裂縫 ，還需進一步分析氯離子的來源 ：是混凝土原材料帶入的還是從外界環境中侵入的 ，處理方法也不同 。

內摻型氯離子,這種情況是建造時氯離子已在混凝土中 ，結構建成後全麵替換混凝土是不可能的 。若氯離子含量超過一定限值 ，要抑製鋼筋的鏽蝕 ，可能的方案包括電化學脫鹽或陰極保護 。這兩種方案實施的代價較高 ，實際上有的工程負擔不起 ，隻能拆除建築物 ，我國某些沿海地區最近也拆除了一些使用海砂的混凝土結構 。

侵入型氯離子,對外界侵入型氯離子導致的鋼筋鏽蝕 ，處理方法首先需確定氯離子滲透的範圍和程度 。處理時需盡量鑿出受到氯離子汙染的混凝土 ，如剔除已滲透的保護層 。采用挖補法時一定要慎重 ，因新補保護層材料和原保護層混凝土之間會出現“萌生陽極” ，造成新的鏽蝕 。所以為解決此類問題 ，需考慮綜合阻鏽措施 ，在鋼筋上塗刷阻鏽或鈍化劑 ，使用含阻鏽劑的修補砂漿重建保護層 ，在修複後全麵塗刷遷移型阻鏽劑等 。

堿-集料反應裂縫的修複,所謂堿-集料反應 ，是集料中的活性礦物與混凝土中的堿性細孔溶液之間的化學反應 。由於這種反應 ，混凝土內部局部發生體積膨脹 ，使混凝土產生裂紋。嚴重時會造成混凝土毀壞 。AAR一般可分為堿-矽酸反應 、堿-矽酸鹽反應（慢膨脹型堿-矽酸反應）和堿-碳酸鹽反應 。目前世界各國發現的破壞實例主要為堿-矽酸反應 。

混凝土中發生堿-集料反應必須具備以下三個條件 ：堿性離子 、活性集料和水 。所以預防該反應的主要思路是使上述三個條件不同時滿足，目前已能通過多種手段做到 。但對發生堿-集料的結構 ，則很難進行修複 ，原因很簡單 ：這是一種混凝土內部的惡性膨脹反應 ，除非拆除結構 ，否則無法替換混凝土中的集料或水泥 。

裂縫最直接和可見的外部現象 ：在不受約束的構件中 ，開裂呈地圖狀或無規則網狀 ；在受約束的構件中 ，裂縫常平行於主筋方向 。在裂縫處常可見到堿-矽反應的凝膠狀產物形成 。

在修複此類結構時 ，首先需做的就是封堵裂縫 。裂縫的注入和密封應該在對未來活性和膨脹仔細評估的基礎上 。用壓縮空氣清除幹淨裂縫及附近區域 ，注入環氧樹脂 、氯丁橡膠等密封劑來封堵寬的裂縫 ，有助於阻止外界侵蝕性介質的侵入 ，同時還能阻斷凝膠流動和凝膠填充的通道 。但是封堵後會增加內部壓力 ，導致新的裂縫出現 。如果用環氧樹脂填充縫寬為0.2mm的表麵裂縫 ，隻能填充25～30mm深 ，並不能滲透進入很窄的裂縫 。當裂縫在0.5～2.0mm時 ，矽烷的滲透也很小 。環氧樹脂是很脆弱的 ，很少能夠起到裂縫搭橋的作用 。已經有采用環氧樹脂注入修補後 ，環氧樹脂開裂 ，新的裂縫出現，其他裂縫加寬的例子 。以多彩網目前的認識 ，多彩網認為 ：保護性塗層是一種保護混凝土結構免受周圍環境和正在進行的堿-集料反應的有效可靠措施 。如 ：使用柔性的聚合物水泥砂漿塗層（含有聚丙烯樹脂 、矽酸鹽水泥和外加劑） 、矽烷防護劑等 。選擇的保護性塗層應該具備如下要求 ：

（1）應該對常用的服役條件具有足夠的抵抗力 ，如對紫外線 、浪濺區和磨蝕環境（海工結構） 、幹濕和冷熱循環等 。如 ：大壩和水電站在發生AAR破壞的同時 ，還受到幹濕和凍融循環的複合破壞 ，保護性塗層必須具有足夠的保護能力 。

（2）減少保護性塗層應該與混凝土有很好的相容性 ，足夠的粘接或者能夠滲入不規則混凝土表麵及潮濕的堿性基底（如使用矽烷時） 。從目前經驗看 ，使用此類塗層 、密封劑 、滲透劑 、浸漬劑 、隔膜的效果還不能令人滿意 。因為同類的塗層在性能和抵抗外部侵蝕的能力上差別很大 ，有的長期耐久性很差 。