1、混凝土裂缝修补技术混凝土裂缝修补技术与管理、质量控制与管理、质量控制张张 锡锡 祥祥重庆交通大学复合材料桥梁研究所重庆交通大学复合材料桥梁研究所二二 九九 年年 九九 月月公路桥梁维护与加固技术培训讲义公路桥梁维护与加固技术培训讲义公路桥梁维护与加固技术培训讲义公路桥梁维护与加固技术培训讲义重庆交通大学重庆交通大学 目目 录录1.裂缝修补基础知识2.裂缝修补技术3.裂缝修补工程管理4.裂缝修补质量控制5.裂缝修补工程示例6.思考题公路桥梁维护与加固技术培训讲义重庆交通大学重庆交通大学 1.裂缝修补基础知识 1.1 裂缝类型划分混凝土结构的裂缝，按其成因可分为结构性裂缝和非结构性裂缝，按其表现形
2、式可划分为静止裂缝、活动裂缝和尚在发展的裂缝。（1）结构性裂缝：由外荷载引起的裂缝，其分布及宽度与外荷载有关。这种裂缝出现，预示着结构承载力可能不足或者存在其它严重问题。（2）非结构性裂缝：由变形引起的裂缝，如温度变化、混凝土收缩等因素引起的裂缝。这种裂缝对桥梁的承载能力影响较小。（3）静止裂缝：形态、尺寸和数量已稳定不再发展的裂缝。（4）活动裂缝：宽度在现有环境和工作条件下始终不能稳定、易随着结构构件的受力、变形或环境温度、湿度变化而时张、时闭的裂缝。（5）尚在发展的裂缝：长度、宽度和数量尚在发展，但经历一段时间后发展将会终止的裂缝。1.2 裂缝形态检测1.2.1 裂缝长度检测 一般以裂缝两
3、端的实际走向长度定为裂缝长度，可用钢尺丈量检测。1.2.2 裂缝宽度检测 一般以裂缝最宽处的尺寸作为裂缝宽度，可用钢尺、裂缝卡、裂缝读数放大镜逐条测量。1.2.3 裂缝深度检测 一般以构件表面至构件未裂部位的距离尺寸作为裂缝深度，可由钻芯取样法、超声波法（含地质雷达法）和灌注彩色液体法进行检测。公路桥梁维护与加固技术培训讲义1.2.4 裂缝发展检测 混凝土结构裂缝的发展，通过检测裂缝的数量增加，裂缝长度、宽度和深度的增大，确定裂缝的发展。1.2.5 裂缝长度变化监测 在已观察裂缝两端，划线作为裂缝的端点，并在旁边记上观测日期，定期进行观察，查看裂缝是否伸出端点，若伸出，表明裂缝长度在伸长变化（
4、图1.2.5）。图1.2.5 混凝土结构裂缝长度变化监测方法简图公路桥梁维护与加固技术培训讲义重庆交通大学重庆交通大学 1.2.6 裂缝宽度变化监测 在已观察裂缝最宽的部位做上记号并粘贴玻璃条（3mm厚）或安装百分表支座，定期观察，若玻璃条被拉断或百分表读数显示裂缝宽度增大，则表明裂缝宽度增大变化（图1.2.6）。图1.2.6 混凝土结构裂缝宽度变化监测方法简图公路桥梁维护与加固技术培训讲义重庆交通大学重庆交通大学 1.3 裂缝成因分析 内因：混凝土结构、构件材料质量缺陷，截面尺寸不足、设计、施工、养护失误等。外因：结构超载、位移约束、温度、收缩、徐变影响、灾害损坏影响等。注意：混凝土结构、构
5、件因承载力不足而产生的裂缝，开裂只是结构、构件承载力下降的一种表面征兆和构造性的反应，并非导致其承载力下降的实质性原因，故不可能通过单纯的裂缝修补来恢复其承载功能。1.4 裂缝修补作用（1）抵御诱发钢筋锈蚀的介质侵入，延长结构使用寿命；（2）通过对混凝土补强保持结构、构件的完整性；（3）恢复结构的使用功能，提高其防水、防渗能力；（4）消除裂缝对人们形成的心理压力；（5）改善结构外观。1.5 裂缝修补技术规范（1）中华人民共和国国家标准混凝土结构加固设计规范（GB 503672006）；（2）中华人民共和国行业推荐性标准公路桥梁加固设计规范（JTG/T J222008）；（3）中华人民共和国行业
6、推荐性标准公路桥梁加固施工技术规范（JTG/T J232008）；（4）重庆市工程建设标准混凝土结构加固工程施工及验收规程（DBJ 500492006）。公路桥梁维护与加固技术培训讲义重庆交通大学重庆交通大学 2.裂缝修补技术 2.1 裂缝修补原则（1）可靠性鉴定确认必须修补的裂缝，应根据裂缝的种类进行修补设计，确定修补材料、修补方法和时间。（2）混凝土结构因承载力不足引起的裂缝，除按规范规定的适用修补方法进行修补外，还应采用适当的加固方法对结构进行补强和加固。2.1.2 技术原则2.1.1 规范原则 静止裂缝 1）可即时进行修补；2）依据裂缝粗细和干湿环境选择修补材料和修补方法。活动裂缝 1
7、）修补时，应先消除其成因，并观察一段时间，确认已稳定后，再按静止裂缝的处理方法进行修补；2）对于不能完全消除成因的裂缝，但确认对结构、构件的安全性不构成危害时，可使用具有弹性和柔韧性的材料进行修补。尚在发展的裂缝 1）不可即时进行修补；2）应待裂缝停止发展后再进行适应方法的修补或加固。321公路桥梁维护与加固技术培训讲义2.2 裂缝修补方法（1）规范规定且工程常用的4种裂缝修补方法如表2.2所示。（2）根据工程需要，4种裂缝修补方法可组合使用，以求达到最好的修补效果。方 法 名 称方 法 特 点 和 功 能方法适用条件表面封闭修补法 利用混凝土表层微细独立裂缝或网状裂纹的毛细作用吸收低粘度且具
8、有良好渗透性的裂缝封闭修补胶液封闭裂缝通道，提高结构的耐久性。对有防渗要求的结构部位，还应在裂缝表面粘贴玻璃纤维布（GF布）或碳纤维布（CF布）以增强封护作用裂缝宽度w0.15mm灌缝胶注射修补法 以一定的压力将低粘度、高强度的高分子聚合物裂缝灌缝胶注射入裂缝内，胶液固化后将开裂两侧的混凝土连接成结构整体；胶液还能进一步渗透到裂缝周围的混凝土毛细缝隙中，形成较宽的加固带，并能沿着钢筋走向渗透，保护钢筋和增加钢筋与混凝土的粘合力，起到对裂缝修复并对结构局部增强并提高耐久性的作用0.1mm w 1.5mm的静止型独立裂缝、贯穿性裂缝以及蜂窝状混凝土局部缺陷的补强和封闭压力注浆修补法 在一定的时间内
9、，以较高的压力将修补裂缝的超细无收缩水泥注浆料、改性聚合物水泥注浆料及不回缩微膨胀水泥注浆料压入裂缝腔内，填实混凝土结构裂缝空间形成结构整体w 0.15mm的静止型裂缝、大型结构的贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷以及深而蜿蜒的裂缝填充密封修补法 在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出或切出槽深和槽宽分别20mm和15mm的U型沟槽，然后用改性环氧树脂或弹性填缝材料充填，并粘贴GF布或CF布封闭其表面；当为活动裂缝时，槽宽按15mm5 w max确定w 0.5mm的活动裂缝和静止裂缝表2.2 混凝土结构裂缝修补方法一览表公路桥梁维护与加固技术培训讲义重庆交通大学重庆交通大学 2.3 裂缝修补材料2
10、.3.1 裂缝灌缝胶（注射剂）材料（1）裂缝灌缝胶（注射剂）材料的安全性能和工艺性能应符合表2.3.11和表2.3.12的规定。（2）裂缝灌缝胶（注射剂）材料主要采用改性环氧树脂、改性丙稀酸树脂和改性聚氨酯类材料制成。表2.3.11 裂缝修补胶（注射剂）安全性能指标检 验 项 目性能或质量指标试验方法标准钢钢拉伸抗剪强度标准值（MPa）10GB/T 7124胶体性能抗 拉 强 度（MPa）20GB/T 2568受拉弹性模量（MPa）1500GB/T 2568抗 压 强 度（MPa）50GB/T 2569弯 曲 强 度（MPa）30，且不得呈脆性（碎裂状）破坏GB/T 2570不挥发物含量（固体
11、含量）99GB/T 14683可 灌 注 性在产品使用说明书规定的压力下，能注入宽度为0.1mm的裂缝现场试灌注固化后，取芯样检查公路桥梁维护与加固技术培训讲义重庆交通大学重庆交通大学 表2.3.12 裂缝修补胶（注射剂）工艺性能指标检 验 项 目性能或质量指标试验方法标准备 注混合后初始黏度500mPasGB/T 12007.4气温25下测定可操作时间60minGB/T 7123气温25下测定施工环境温度5405时应具有可灌性；40时应在40min内可灌注完毕2.3.2 裂缝注浆材料（1）裂缝修补的聚合物水泥注浆料的安全性能应符合表2.3.2的规定。（2）聚合物水泥浆的聚合物材料有天然或合成
12、橡胶浆、热塑性或热固性聚合物树脂（主要为不饱和聚酯树脂和环氧树脂等）及水溶性聚合物（包括纤维素衍生物基甲纤维素（MC）、聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯盐聚丙烯酸钙和糠醇等）。其掺入量为水泥质量的525。公路桥梁维护与加固技术培训讲义表2.3.2 修补裂缝用聚合物水泥注浆料安全性能指标检 验 项 目 性能或质量指标试验方法标准浆体性能劈裂抗拉强度（MPa）5GB503672006 附录G抗压强度（MPa）40GB/T 2569抗折强度（MPa）10GB503672006 附录H注浆料与混凝土的正拉粘结强度（MPa）2.5，且为混凝土破坏GB503672006 附录F重庆交通大学重庆交通大学 公路桥梁
13、维护与加固技术培训讲义2.4.1 裂缝表面封闭施工技术2.4 裂缝修补施工技术2.4.1.1 涂刷树脂胶液表面封闭施工技术（1）先对裂缝封闭范围的混凝土表面采用手提砂轮机打磨除去表层污渍，打磨范围应超出裂缝四周各200mm，打磨至露出混凝土新面，经检查合格后，再用吹风机或空压机吹风清洁，并用丙酮涂刷或擦拭进一步清洁裂缝封闭范围的混凝土表面。（2）按照设计或产品说明书要求配兑环氧树脂封缝胶，用毛刷或胶辊粘胶涂刷于要求裂缝封闭的混凝土表面。封缝胶应分两次纵横向涂刷，后次纵向（或横向）涂刷应在前次横向（或纵向）涂刷胶液成膜并指触干燥时进行。每次涂刷应细密重迭和均匀，保证涂刷胶液不流淌或流淌后应即时补
14、刷，胶液固化后胶膜均匀、密实封闭裂缝。2.3.3 裂缝封闭材料（1）裂缝一般封闭主要采用环氧树脂材料；（2）裂缝表面封护增强材料，主要采用E型和S型GF布、CF布及其配套的胶粘剂。2.3.4 活动裂缝修补材料（1）主要采用无流动性的有机硅酮、聚硫橡胶、改性丙烯酸酯、聚氨酯等柔性的嵌缝密封胶类修补材料。（2）活动裂缝修补材料还可用于混凝土与其它材料接缝界面干脆性裂隙的封堵。2.3.5 潮湿环境裂缝修补材料 （1）含水率8的混凝土构件，裂缝修补材料应选用能在水中固化的亲水型环氧树脂类材料制成的封缝胶、灌缝胶、注浆料及粘贴纤维布的配套胶；（2）含水率8的混凝土构件，有条件干燥使其含水率下降时，可选用
15、一般的通用型环氧树脂类材料制成的裂缝修补材料。重庆交通大学重庆交通大学 2.4.1.3 粘贴纤维布表面封闭施工技术（1）先对裂缝封闭范围的混凝土表面打磨除去污渍表层并使打磨后的混凝土新面坚实、平顺，打磨范围应超出裂缝四周各250mm，然后吹风清洁和用丙酮擦拭清洁干净混凝土表面。（2）按粘贴纤维布加固混凝土结构的技术要求，先涂刷高强度、低粘度的底胶，并使底胶尽可能多地渗入裂缝中，凝胶后再用修补胶或由底胶配兑的胶泥修补整平封闭范围的混凝土表面，凝胶后再一次打磨平顺并吹风清洁干净。（3）选择GF布或及与其配套的浸渍胶，将纤维布粘贴于裂缝封闭范围的混凝土表面，要求纤维方向垂直于裂缝走向，纤维布与混凝土
16、应密贴并张紧，纤维布超出裂缝四周每边均不少于200mm，纤维布自身搭接长度不小于100mm。（4）纤维布粘贴完毕后应在其表面再涂刷一遍浸渍胶，并洒布一层石英砂，便于纤维布固化后在其上涂抹水泥浆或灰浆等其它饰面层，自检合格后报工程监理和质监单位检查验收。公路桥梁维护与加固技术培训讲义（1）先对裂缝封闭范围的混凝土表面打磨除去表层污渍，打磨范围应超出裂缝四周各200mm，打磨至露出混凝土新面为止，然后吹风清洁和用丙酮擦拭清洁干净混凝土表面。（2）按照设计要求配制环氧树脂胶泥，每次配兑的胶泥数量以1小时内能刮涂施工完毕为宜，配好的胶泥的黏稠度，应既便于施工，又能保证工程质量。（3）采用灰刀和刮板将胶泥均匀、密实地刮涂和抹压在裂缝封闭范围的混凝土表面，胶泥应纵横向刮涂和反复抹压，刮涂、抹压次数不小于3次；第一次刮涂、抹压的方向应垂直于裂缝走向，使尽可能多的胶泥抹压进入裂缝内部，并与混凝土粘接牢固；胶泥固化（硬化）后膜层应密实和均匀，无裂缝和孔洞。（4）封缝胶泥硬化后，构件表面应打磨平顺。2.4.1.2 刮涂树脂胶泥表面封闭施工技术重庆交通大学重庆交通大学 2.4.2 裂缝压注灌缝胶修复施工技术
