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锈蚀混凝土结构修补的一些注意事项

       针对产生钢筋锈蚀破坏的混凝土结构,对应不同的劣化发展阶段-潜伏期、发展期、加快和劣化期可以采取不同的处理措施。实践经验表明,处理得时刻越早,比如当混凝土内的钢筋尚未开始发生锈蚀或刚刚开始发生锈蚀(对应混凝土结构尚处于潜伏期或发展期),此时进行处理所需进行的处理措施越简单,所需的费用成本也低,处理后结构的长期耐久性效果也越好;反过来,进行处理得越晚(对应混凝土结构已经进入加速期或劣化期),所需进行的处理措施越复杂,处理的工程量、费用成本也越高,并且处理后结构的长期耐久性仍不容易得到保证。所以,一旦发生混凝土结构出现锈蚀的迹象后及时进行处理是非常关键的。但是,人们往往容易忽视混凝土结构出现的早期锈蚀劣化迹象,等到出现结构承载力安全问题必须进行修复和加固时,混凝土中钢筋的锈蚀往往都到了比较严重的地步。

一、常用的修复方法有以下几种

    1、局部修复法。原理是通过对已发生钢筋锈蚀部分混凝土保护层的去除、钢筋表面除锈,然后覆以高碱性的优质修复材料对结构进行修补和复原,使得混凝土内的钢筋重新恢复到钝化状态。如果局部修补法能够将已劣化的混凝土作比较彻底的清除,则也能达到较好的修复效果。局部修复法具有针对性强、施工速度快、操作简单、易行、成本较低等优点,以及不需要专业的操作机具和复杂的电化学知识的原因,受到施工现场的普遍欢迎和应用。但是,局部修复法的缺点是如果处理不当,往往会导致新的锈蚀发生,使得修复效果大打折扣。

    2、全面包覆砂浆法。像喷射混凝土、大面积的砂浆修补等工艺属于这一种。

    3、混凝土表面保护涂层。包括渗透和成膜的材料工艺。常见的有硅烷浸渍保护剂以及硅烷渗透加成膜配合的工艺体系。是通过限制混凝土含水量来防止、减缓钢筋锈蚀的方法。适用于新建的混凝土和早期混凝土保护层完好的情况。

    4、钢筋涂层法。在钢筋表面涂刷环氧涂层。高铁建设混凝土轨道板中应用的较多。

    5、电化学再碱化的方法,包括电化学脱盐和电化学再碱化等。

二、混凝土修补注意事项

      在众多的修补方法中,局部修复法作为传统的修补方法在锈蚀混凝结构的修复中仍然具有广泛的应用。局部修复法的处理步骤一般包括劣化混凝土护层的清理、钢筋除锈和修补材料的等三项内容。

    1、关于基层清理

      劣化混凝土保护层的清除。一般情况下,除非混凝土中的钢筋锈蚀程度已经非常严重,绝大部分钢筋已经锈蚀,此时可以采用全断面混凝土保护层的清除,即将所有混凝土保护层完全清除。这种方法的优点是清除彻底,没有隐患,但是清除的工作量较大,操作的难度也较大,同时如果混凝土保护层的清除过程中没有做好安全保护措施,随着全断面所有混凝土保护层的清除,混凝土结构有效断面的减小,有可能对结构的安全承载力造成新的损伤。故一般情况下仅对部分混凝土保护层进行清除,这就牵涉到清除范围的确定。当混凝土中的钢筋锈蚀达到一定程度后锈蚀产物就会外渗扩散到结构的表面,在结构的表面形成棕色、褐色的锈斑;或者随着铁锈在钢筋表面的积聚在混凝土表面出现顺筋裂缝、混凝土保护层起鼓、分层、剥落等现象。根据以上现象凭借肉眼就可以初步确定混凝土保护层需要清除的范围。确定这一部分混凝土保护层的清除范围,可以借助专业的设备来判断。

      2、关于钢筋除锈

      对钢筋表面的除锈工作是非常重要的。钢筋表面的锈蚀层、蚀坑和氯化物需要完全清除,直至露出金属的光亮本色。对于锈蚀严重的钢筋,混凝土保护层的清除深度应超过钢筋位置,钢筋背向保护层一侧也需要进行除锈。如果清理不够彻底导致清理之后钢筋表面仍有较多的氯化物残目,则修补之后钢筋仍有很大的锈蚀风险。锈蚀钢筋表面的除锈方式通常可以采取钢丝刷手工除锈、电动钢丝刷除锈和抛丸处理的方法,当前钢筋除锈相对有效的方法是水射流。

      3、关于修补材料

       修补材料的选择也是局部修补法重要的一环。要选择在变形方面早期低收缩或无收缩、黏结好、强度高、弹性模量与原基层混凝土接近的修补材料。通过掺加矿物掺合料(粉煤灰、矿渣、硅粉)可以显著地提高混凝土的抗氯离子的渗透能力,渗透等级可由“中”降至“低”或“极低”,改善效果随着掺量的增加而增加,改善能力为硅粉>矿渣>粉煤灰。从耐久性角度选择碱性、高混凝土电阻率的聚合物改性水泥基修补材料是有利的。如果能在原混凝土区域涂刷和在修补材料中添加钢筋缓蚀剂则能起到更好的结果。从施工方法上来讲,修补时如果能够做到尽可能地卸荷,则对修补后的修补材料与原基层混凝土共同受力提供有利条件。

       混凝土内钢筋的锈蚀本身是一个非常复杂的问题,受到非常多的因素影响且各因素间还会发生交互作用。还要区别碳化和氯离子腐蚀造成混凝土锈蚀的不同特点。因此,针对由于钢筋的锈蚀引起混凝土结构损伤所做的修复处理也就要具体情况具体分析,查明症结,对症下药。不同的处理措施往往各有其特点和适用范围,并没有一种能够包治百病的“灵丹妙药”。本着“标本兼治”的原则,我们希望采用的修补技术既能恢复结构物的外观、安全承载能力又能根除混凝土结构钢筋锈蚀的病因。由此,针对钢筋锈蚀引起的混凝土结构损伤,采用局部修补法、电化学脱盐或电化学再碱化等多种修复技术相结合是非常有意义的。