某辦公樓混凝土開裂原因分析及處理

黃英鐸

摘 要：某辦公樓的主體結(jié)構(gòu)完工后第7～9層混凝土的構(gòu)件出現(xiàn)部分順筋裂縫，經(jīng)過檢測鑒定結(jié)果表明，混凝土中的氯離子含量過于高，從而引起了鋼筋銹蝕膨脹是裂縫產(chǎn)生的重要因素。針對開裂嚴(yán)重部分，進(jìn)行了混凝土剔除，鋼筋的除銹，涂刷界面結(jié)合劑，進(jìn)行重新澆筑混凝土等措施。對輕微裂縫的部分外涂滲透遷移型鋼筋阻銹劑，封閉了構(gòu)件表面裂縫，外側(cè)面抹30mm厚聚合物砂漿。通過處理完畢至此，還沒有新的混凝土構(gòu)件裂縫的出現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：混凝土構(gòu)件；鋼筋銹蝕；氯離子；檢測鑒定；加固；裂縫

1 工程概況

本文以正在進(jìn)行鋼筋混凝土澆筑的辦公樓結(jié)構(gòu)為例，進(jìn)行混凝土開裂的原因分析。這項(xiàng)工程的具體結(jié)構(gòu)為9層地上，一層地下，主體建筑于2011年7月份竣工。地下一層到地上五層使用的強(qiáng)度等級為C35的混凝土，其余部分皆使用C30。在這項(xiàng)工程竣工后三個月，其混凝土構(gòu)件出現(xiàn)不同程度上的裂縫。為了保證此項(xiàng)工程的安全使用，相關(guān)部門對裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行了現(xiàn)場的勘測，并提出了相對應(yīng)的解決方案。

2 檢測結(jié)果

2.1 裂縫的調(diào)查。在對該項(xiàng)目混凝土構(gòu)件裂縫的全面檢查后，發(fā)現(xiàn)從第七層，到第九層的柱上存在著不同程度的裂縫，這些裂縫長短不一、寬度不等，但其開裂的方式都是沿著鋼筋順筋的縱向開裂，但是在其他的混凝土構(gòu)件中，沒有發(fā)現(xiàn)明顯裂縫的存在。

2.2 鋼筋銹蝕的情況。在進(jìn)行鋼筋銹蝕情況的檢查時，隨機(jī)選取裂縫不同和沒有開裂的混凝土的構(gòu)件，然后將它們的保護(hù)層進(jìn)行剝離，這樣就將其內(nèi)的鋼筋表面得以顯露，以便工作人員對鋼筋的銹蝕情況進(jìn)行檢查。同樣發(fā)現(xiàn)，開縫的混凝土構(gòu)件也存在著不同程度的銹蝕情況，而沒有開縫的鋼筋混凝土構(gòu)件卻沒有明顯的銹蝕現(xiàn)象。經(jīng)過分析還得到，鋼筋的銹蝕程度與其外表的保護(hù)層狀況有著緊密的聯(lián)系。一般說來，裂縫的寬度越大，其銹蝕程度也就越大。

2.3 混凝土中氯離子含量的檢驗(yàn)。為了進(jìn)一步確定混凝土構(gòu)件鋼筋銹蝕的原因，工作人員隨機(jī)抽取部分混凝土構(gòu)件，然后對其中的氯離子含量進(jìn)行檢測，這一過程中需要化學(xué)相關(guān)知識的輔助，以計(jì)算得出氯離子與混凝土的重量比例。經(jīng)過實(shí)際的調(diào)查分析，得到的結(jié)果見下表。

表1 混凝土中氯離子含量檢驗(yàn)結(jié)果

2.4 混凝土強(qiáng)度檢測?；炷翉?qiáng)度的檢測，主要針對這項(xiàng)工程的第七至第九層，通過檢測發(fā)現(xiàn)，它們所使用的混凝土強(qiáng)度等級都符合原設(shè)計(jì)設(shè)定的C30。

3 裂縫原因的分析

通常情況來說，當(dāng)混凝土構(gòu)件中的氯離子重量比重得到0.2%～0.4%，鋼筋被銹蝕的可能性會非常之大。根據(jù)有關(guān)規(guī)定可知，一類環(huán)境中所使用的混凝土構(gòu)件最大允許值為0.3%，二b類環(huán)境的最大允許值為0.15%。而在上面圖表中顯示的結(jié)果可以看出，第七層到第九層的氯離子含量都已經(jīng)超過了最大的允許值。并且，在進(jìn)一步的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，第七層到第九層在建設(shè)期間，曾經(jīng)遇到過供水單位停水的現(xiàn)象。為了避免工期延誤，施工團(tuán)隊(duì)使用地下水來維持施工用水。而地下水中又富含氯鹽。這也就指明了為什么第七層到第九層的混凝土構(gòu)件中的氯離子含量如此之高。這些氯離子與鋼筋發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)后，其化合產(chǎn)物的體積比原來體積要打，知識鋼筋發(fā)生了膨脹，引起混凝土構(gòu)件的局部裂縫。

4 處理方法

鋼筋的銹蝕會影響工程的質(zhì)量，縮短工程的使用年限。而且，鋼筋的銹蝕大大減小了鋼筋的有效面積，其銹蝕產(chǎn)物又會引發(fā)混凝土保護(hù)層的表面膨脹開縫，這種開縫又會進(jìn)一步加劇鋼筋的銹蝕程度，如此形成的惡性循環(huán)，對于鋼筋和混凝土之間的粘合里具有非常大的破壞作用，最終會影響到建筑結(jié)構(gòu)的承載力和耐久性。因此，必須對鋼筋的銹蝕問題作出及時的處理。目前，鋼筋混凝土銹蝕的處理有很多種方法，其出發(fā)角度也大致有兩個方面。一是對于已經(jīng)有明顯銹蝕現(xiàn)象的鋼筋，必須進(jìn)行其承載能力修復(fù)的工作，同時要將其耐久性考慮其中。二是，對于沒有明顯腐蝕現(xiàn)象的鋼筋混凝土構(gòu)件，則主要對其耐久性進(jìn)行相關(guān)的維護(hù)和處理。在本項(xiàng)工程中，鋼筋的銹蝕面積非常小，因此，在進(jìn)行相關(guān)處理時，主要針對的是鋼筋與混凝土之間的凝結(jié)程度和避免發(fā)生進(jìn)一步腐蝕的工作內(nèi)容，然后對其混凝土構(gòu)件的裂縫的具體情況進(jìn)行相應(yīng)的處理工作。具體的處理步驟有如下幾點(diǎn)。第一，對于裂縫較寬，鋼筋銹蝕程度較大的構(gòu)件部位，首先要提出一些已經(jīng)開裂、蓬松的混凝土，然后進(jìn)行裸露鋼筋的祛除銹跡的工作。其次，對于表面有浮塊、浮渣和粉末的混凝土，要用壓力水將其沖洗趕緊，以使得混凝土得到充分水分的滋潤，但是要注意的是，混凝土的表層不能出現(xiàn)積水現(xiàn)象。再次，在原有的混凝土結(jié)合面上涂抹界面結(jié)合劑，這事為了提高新舊混凝土之間的粘合里，以保證整體結(jié)構(gòu)的粘結(jié)性。最后，將細(xì)是混凝土或者已經(jīng)分層的抹水泥砂漿，在保證其強(qiáng)度等級高出原有等級一級之后，添加一定量的摻入型鋼筋阻銹劑，以提高鋼筋的抗銹蝕能力。第二，對于裂縫較小、銹蝕程度相對較輕的混凝土構(gòu)件，可以采取以下幾點(diǎn)步驟，首先，將混凝土構(gòu)件表面的有可能削弱涂料粘合力或者阻礙阻銹劑滲入混凝土構(gòu)件其內(nèi)的表面物體進(jìn)行仔細(xì)的清理，以使得混凝土構(gòu)件的表面清潔、干燥和堅(jiān)固。其次，將滲透遷移性鋼筋阻銹劑噴涂在柱、梁等構(gòu)件之上，同時保證阻銹劑的滲入深度不小于65mm，板類的混凝土結(jié)構(gòu)的滲入深度則應(yīng)該不小于30mm，并且，還應(yīng)當(dāng)保證噴涂阻銹劑時，周圍環(huán)境的濕度和溫度能夠滿足規(guī)定要求。最后，將混凝土構(gòu)件的表面裂縫進(jìn)行封閉工作。第三，對于裸露于室外環(huán)境中的混凝土構(gòu)件，需要在其外側(cè)統(tǒng)一進(jìn)行30mm厚度的聚合物砂漿，這樣其耐久性就會得到大大的提高。經(jīng)過這一系列的處理措施之后，時至今日，該項(xiàng)工程沒有出現(xiàn)新的混凝土構(gòu)件裂縫。

5 結(jié)語

在本工程的項(xiàng)目調(diào)研當(dāng)中可以發(fā)現(xiàn)，混凝土構(gòu)件中的氯離子含量過高，會非常容易引起鋼筋的銹蝕，而鋼筋的銹蝕產(chǎn)物體積又比原來的體積要大，這就會將原有的保護(hù)層撐破，使得混凝土構(gòu)件呈現(xiàn)出順筋的裂縫，這對與建筑工程結(jié)構(gòu)的使用周期和承載能力上都有著非常大的負(fù)面影響。所以，必須對建筑工程施工項(xiàng)目中的混凝土構(gòu)件的氯離子含量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，并要對混凝土的保護(hù)層厚度進(jìn)行那個相關(guān)的確定。要真正做到這一點(diǎn)，需要的不僅僅只是按照國家的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕げ僮鳎€應(yīng)當(dāng)注意工程施工中的材料、用水等等各項(xiàng)工序中的氯離子的檢查。一旦出現(xiàn)混凝土構(gòu)件氯離子含量過高的情況要立即采取相關(guān)的措施，例如涂刷阻銹劑、粉刷聚合物砂漿等等相關(guān)措施，及時處理鋼筋的銹蝕情況。值得注意的一點(diǎn)是，措施的使用必須根據(jù)鋼筋的銹蝕程度以及裂縫的開裂程度來最終確定。

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