【裂缝维修】公路桥梁混凝土裂缝检测与修补技术

1.前言

发现混凝土裂缝后应首先对裂缝的长度、宽度、形状、部位进行检测，根据检测结果判别是否有害裂缝，并认真分析原因，最后结合原因采取可行的修补措施，使得混凝土能够具有设计要求的承载能力，消除质量隐患、恢复使用功能。

2.混凝土裂缝的成因、表现和分类

2.1裂缝成因

混凝土产生裂缝的原因一般是原材料选配不当或级配不良，如：水泥安定性不良或品种选用不当，砂过细，骨料级配不当；混凝土搅拌时间过短，振捣不良，浇筑速度过快，钢筋设置不合理；使用中构件承受的荷载不均匀或超出设计要求，造成裂缝；气候过热或过冷，造成温度应力使得混凝土开裂或受到化学侵蚀、地震等影响开裂。

2.2裂缝表现和分类

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。这种裂缝对结构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。

裂缝按照宽度可分为微裂缝（宽度小于0.05mm）和宏观裂缝。宏观裂缝又可分为：温度裂缝、荷载裂缝、变形裂缝。一般微裂缝不影响结构使用，我们所说的裂缝一般是指宏观裂缝。

3.裂缝检测

3.1裂缝长度检测

一般以裂缝两端的实际走向长度定为裂缝长度，可用钢尺丈量检测。

3.2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。

3.3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。

3.4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。

3.5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。

3.6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。

4.裂缝修补

4.1裂缝修补的作用

（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。

4.2裂缝修补原则

4.2.1 规范原则

（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。

4.2.2技术原则

（1）静止裂缝：可即时进行修补；依据裂缝粗细和干湿环境选择修补材料和修补方法。

（2）活动裂缝：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；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。

（3）尚在发展的裂缝：不可即时进行修补；应待裂缝停止发展后再进行适应方法的修补或加固。

4.3裂缝修补方法

工程常用的有4种裂缝修补方法。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。

4.4裂缝修补材料

4.4.1 裂缝灌缝胶（注射剂）材料

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。

4.4.2 裂缝注浆材料

聚合物水泥浆的聚合物材料有天然或合成橡胶浆、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5～25％。

4.4.3 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。

4.4.4 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。

4.4.5 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，可选用一般的通用型环氧树脂类材料制成的裂缝修补材料。