建筑工程施工过程中混凝土裂缝的加固

2022-12-30山西三建集团有限公司山西长治037000

砖瓦 2022年1期

丁华（山西三建集团有限公司，山西长治 037000）

混凝土加固方法主要包括加大截面加固法、粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、注浆加固法等，施工人员需要分析施工现场的实际情况，在此基础上选择合适的加固方式，按照施工工艺流程进行作业，注意施工中的操作要点和注意事项，确保混凝土结构的加固质量。

1 建筑工程施工中混凝土裂缝的成因

在建筑工程施工过程中，混凝土结构出现裂缝问题是不可避免的，严重时还会显著降低建筑结构的承载能力。因此，需要对混凝土裂缝成因进行分析，以便采取有效的加固方法对裂缝进行加固处理。混凝土裂缝原因包含以下几种：

首先是收缩影响。引起收缩裂缝的原因分为两种，其一是混凝土结构缺乏较强的抗拉性能，在完全凝固前，一旦遇到高温天气或者大风天气，在外部因素影响下，混凝土结构内部的收缩力度增强，自然而然地出现裂缝问题；其二是混凝土固化过程中会产生剧烈的化学反应，消耗大量的水分，水分补给不足的情况下就会改变混凝土形状，导致塑性收缩裂缝的产生。

其次是温度影响。混凝土遇热会膨胀，受冷就会收缩，一旦混凝土结构内部温度出现变化，混凝土就会出现变形情况，当外界约束了它的变形，混凝土结构内部就会产生应力作用，结构应力远远高于混凝土抗拉强度时裂缝就产生了。

最后是原材料质量不合格，影响了混凝土结构强度。混凝土材料是建筑工程施工过程中不可或缺的建筑材料，它的质量高低会对建筑工程的建设质量产生直接影响。在混凝土配制中，如果没有严格把控水泥、砂子、石子等原材料质量，那么浇筑的混凝土必然会出现裂缝问题。比如，水泥的安定性达不到标准要求，那么氧化钙的氧化速度就会大大降低，不仅给混凝土的凝固速度带来不利影响，也无法有效提升混凝土结构强度。

2 建筑工程施工中混凝土裂缝的加固措施

2.1 加大截面加固法

加大截面加固法是指在建筑工程施工过程中加大原始混凝土结构构件的截面面积，或者在原始混凝土结构中通过增设钢筋方式来补强受力钢筋，也可以通过改变原混凝土构件的自振频率来进行加固处理，从而确保混凝土结构具有较强的承载能力和刚度。该混凝土加固技术已广泛应用在建筑工程加固改造中，加固处理位置适用于建筑基础、建筑梁柱构件等，如果加固处理的空间位置比较大则能取得较为理想的加固修复效果。根据原混凝土构件受力特点、面积大小、实际施工情况的不同，加大截面加固法可以设计为多种增大的构件截面，常见的有单面加大、双面加大、三面加大以及四面加大截面法。比如，单面加大主要是对混凝土构件的上面或者下面进行加固，如果混凝土梁构件缺乏良好的支座抗弯能力，或者混凝土梁的跨中弯矩达不到规定要求时，就可以使用上面加固加厚处理方式，当然也可以加厚梁下截面面积10cm，并对配筋量进行重新计算。此外，混凝土梁构件出现裂缝时也可以使用三面加大法，三面加大法能够控制混凝土的收缩，让原本的梁体进一步箍紧牢固，有效结合新旧混凝土，从而使得混凝土梁体的刚度、抗剪能力、抗弯能力得到显著提升。为了确保原始混凝土结构与补加的钢筋混凝土保持同步协调工作，需要严格按照规定要求配置构造钢筋，充分发挥出两者的合力作用。如果采用的是增大钢筋面积的加固方式，不仅需要配置构造钢筋，提高钢筋保护层的密实性，还需要适当增加截面面积，从而有效保证补加钢筋混凝土的正常协同工作。

使用加大截面加固法时，需要高度匹配现场施工条件，严禁随意盲目施工，施工过程中还需要采取有效措施来提高新旧混凝土结构构件的粘结质量，最大限度发挥出整体加固构件的工作性能。如果施工环境处于湿度高、温度高或者腐蚀性高的条件下，设计环节和施工环节必须采取有针对性措施来防治外界环境带来的不良影响，切实提高混凝土加固质量，降低裂缝问题产生的概率。加大截面加固法的施工流程为，首先凿毛处理原有的混凝土结构构件，其次在配置新增钢筋，确保有效连接原始钢筋，再次开展模板施工，浇筑新增的混凝土，后浇筑的混凝土与原结构的混凝土需要密切结合在一起，最后进行混凝土养护工作，养护达标后拆除模板，施工验收合格后即为完成。总的来说，加大截面加固法整体的施工工艺比较简单，具有较强的适应性，而且施工经验丰富，技术比较成熟，能够取得显著的加固效果。

2.2 粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法也是常用的混凝土加固方式，主要是在裂缝位置使用粘结剂将钢板粘贴在混凝土构件表面，让二者有效粘合形成一个自然的整体，这样钢板就可以承担一部分的外荷载，借助于钢板良好的抗拉性能来达到混凝土裂缝的加固效果。粘贴钢板加固法中使用的粘贴剂主要是环氧树脂，辅助材料为增塑剂，以此来确保粘贴剂的黏度得到显著提升，确保加固效果。粘贴钢板加固技术能够提高混凝土结构的强度和刚度，确保混凝土裂缝加固工程拥有较高的质量，而且该加固技术能够快速完成施工任务，施工现场可以开展无湿作业或者少量的湿作业，不会给周围环境带来太大的干扰，同时施工方式灵活多样化，具有较强的适应性和优异的经济性能。虽然使用粘贴钢板加固技术会在一定程度上影响建筑物的空间和外形，但是就整体而言，加固效果显著，值得在建筑工程施工过程中大力推广。

粘贴钢板加固法的施工注意事项：第一，严格要求施工环境的温度和湿度，施工温度条件为5℃～35℃，如果在冬天寒冷天气施工，需要采取相应的保温措施；施工环境的湿度要求不能超过70%，如果混凝土结构构件比较潮湿，湿度大于70%，则需要先对混凝土结构表面进行烘干处理后再进行加固处理。第二，对混凝土结构构件的强度具有相应的等级要求，混凝土结构构件强度需要达到C15及以上，且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5MPa，如果混凝土结构构件强度达不到规定的等级要求就不能采用此加固技术。第三，需要调配合适的粘钢胶用量，只有保证拌合量符合标准要求，才能有利于挥发反应热，延缓反应速度，从而提高加固施工质量，延长混凝土结构构件的使用年限。第四，胶粘剂调制过程中，需要使用专用的调制容器，严格按照调配比例进行，同时使用搅拌器不停地搅拌，待胶粘剂的色泽呈现均匀状态时就可以停止调制。搅拌容器、搅拌机的表面都不能留有杂质和污渍，调制完成的胶粘剂需要尽快使用，使用时间以30min内为宜。第五，需要选择合适的钢板，A3钢板、工业用的16Mnq钢板都是不错的选择，钢板厚度范围为2mm～6mm，当然此厚度并不是固定不变的，可以根据建筑工程的实际情况合理确定钢板厚度，必要情况下可以适当选择加厚的钢板来确保良好的加固效果，钢板材料的各种性能指标必须达到行业的规范要求，确保满足建筑工程加固需求。

2.3 碳纤维加固法

碳纤维加固法作为一种新型的加固技术，在建筑工程混凝土结构加固中有着重要的应用体现。使用碳纤维加固法加固建筑工程混凝土结构构件，能够有效约束混凝土的变形，确保混凝土结构的延性能力、承载能力、抗震性能、耐久性能得到显著提升，从而有效提高建筑工程整体结构的稳定性和安全性。相比于传统的加大截面法和粘贴钢板加固法，碳纤维加固技术施工操作简单方便，施工现场不需要固定大型的加固设备，加固后不会增加结构面积，也不会增加混凝土结构整体重量，对建筑使用空间不会造成任何影响；而且使用的是非金属碳纤维布材料，此种材料具有较强的耐腐蚀性和耐久性能，即使在外界化学腐蚀或者恶劣环境作用下，加固结构质量也不会受到任何影响。总的来说，在建筑工程混凝土结构中使用碳纤维加固法，可以提高加固施工效率，确保建筑物的使用质量和安全，这也是碳纤维加固法受到广泛关注和青睐的主要原因。

碳纤维加固法的施工流程：第一，施工前需要做好各项准备工作。了解施工现场的施工图纸，全面掌握施工要求和施工现场的实际情况，在此基础上合理选择施工用料，为后续加固施工顺利进行奠定良好的基础。第二，彻底清洁处理混凝土结构表面。在使用碳纤维加固法时，需要仔细清理混凝土构件表面的残留部分和松脱部分，确保剔除干净，露筋的锈块和其他杂物也需要同样清理干净，确保粘贴表面具有良好的坚固性，这样才能保证碳纤维粘贴的有效性。同时，需要严格控制施工现场的温度和湿度，温度条件需要超过-10℃，相对湿度要大于85%，如果温度条件和湿度条件不符合标准的情况下，必须采取有效措施后才能进行加固施工。第三，按照调配比例科学配置环氧树脂结构胶，配制完成后就可以将环氧树脂结构胶涂刷在混凝土结构构件表面。涂刷过程中一定要确保底层粘接剂充分渗透到混凝土结构构件表面中，这样才能提高二者的粘接强度。第四，碳纤维布粘贴。在混凝土结构表面涂刷树脂结构胶后，就可以将相应大小的碳纤维布料粘贴在上面，粘贴过程中需要仔细小心，轻轻地粘贴在混凝土构件上，粘贴后为了排除中间的气泡，最好使用专用的滚筒进行推压操作，等树脂结构胶完全结合碳纤维布料后就可以停止操作。第五，粘贴完成后，就需要对碳纤维布表面进行养护处理。养护时间为7d～14d，当然也可以根据施工现场的实际条件进行合理调整，养护过程中需要定期检查。树脂结构完全固化后，还可以将防晒漆或防火漆涂刷在碳纤维表面，以此来提高混凝土结构的防火性能。

2.4 注浆加固法

建筑工程施工过程中如果出现混凝土裂缝问题，还可以采取注浆加固法。注浆加固法主要是在混凝土裂缝或者孔隙中注入胶结材料配制而成的浆液，等浆液凝结硬化后，就能够胶结、堵塞、加固裂缝，有效恢复混凝土结构的稳定性、抗渗透性和结构强度。施工方式比较简单方便，施工过程不会受到天气或者季节的限制影响，大大提高了施工效率，减轻了施工人员的劳动强度，而且在不影响混凝土原本结构强度的基础上达到良好的加固效果，进一步提高混凝土结构的力学强度。硅化法、碱液法、水泥注浆法、高分子化学注浆法等是常用的注浆方式，以碱液法为例，此方法仅仅需要配备简单的施工设备，而且整体的加固成本并不高。硅化法的优势在于使用的浆液具有较强的渗透性，浆液材料无毒性，不会污染环境。因此，施工人员可以综合考虑混凝土加固建设要求和施工成本，合理选择注浆方式。如果加固方式选择的是高分子化学注浆法，施工人员一定要合理选择高分子化学浆材的具体品种，这是因为高分子化学浆材品种多样化，部分浆材品种虽然具有良好的可灌性，但是含有一定的毒性，会对地下水和空气产生严重污染。

注浆法的施工流程：首先，仔细测量混凝土结构裂缝大小和宽度，并标记好裂缝位置。其次，在保留排气孔和进浆孔的基础上，封闭处理混凝土结构的裂缝位置或者孔隙位置，避免其他杂物掉落到裂缝中，从而影响加固效果。再次，使用液压泵将配置好的浆液注入混凝土结构裂缝中，待其在缝隙中慢慢凝结硬化。最后，浆液注入完成后，还可以在裂缝加固位置铺盖一层保护膜，避免外界因素影响固化效果。为了确保混凝土裂缝的加固效果，浆体完全凝固后可进行闭水试验检测和压水试验检测，科学检验施工成效。使用注浆法时，需要注意以下几个问题：第一，选择注浆材料时，需要考虑到注浆材料的可行性、可靠性、易操作性、经济性和环保性，这样才能确保注浆简单便捷，而且不会增加过多的施工成本，同时也不会给周围环境带来严重的污染。第二，需要根据裂缝大小配置适量的浆液，注浆过程中需要合理控制注入量和注浆压力，仔细观察注浆的实际情况，避免浆液外溢。