混凝土点状爆裂修复方案研究

混凝土点状爆裂修复方案研究

文/ 南京工业大学土木工程学院，南京东固土木工程技术有限公司

朱张峰，管秀发，张  成

1  工程概况

某高层住宅楼为剪力墙结构，地上32层，地下1层，建筑高度98m，建筑面积约3万 m ² ，结构安全等级为二级，设计使用年限为50年，结构抗震设防烈度为6度，剪力墙抗震等级为三级。

剪力墙厚200mm，其中地下1～地上6层、地上7～10层、地上11～15层、地上16～32层剪力墙混凝土强度等级分别为C45，C40，C35，C30。楼板厚度基本为120mm，地下 1～地上5层、地上6～32层楼板混凝土强度等级分别为C35，C30。构件主要受力钢筋均采用HRB400钢筋。

2 质量问题

本工程主体结构竣工时未出现明显质量问题，但在装修过程中，发现大量已粉刷完成的墙侧及板底出现零散的混凝土局部点状爆裂现象，如图1所示。

a 内墙面混凝土点状爆裂 

b 外墙面混凝土点状爆裂

c 板底混凝土点状爆裂

图1  墙侧及板底质量问题

3  修复方案

?? 喷涂聚合物改性水泥砂浆

该修复方案采用的聚合物改性水泥砂浆需满足GB 50728—2011《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》中的Ⅰ级标准要求，28d抗压强度≥55MPa。墙面喷涂厚度为20mm，分2层喷涂，并在喷涂层中部设置钢丝网。板底喷涂厚度为10mm，分2层喷涂，并在喷涂层中下部(距表面3mm) 设置钢丝网。具体工艺流程为: 装饰层铲除→表面湿润→爆裂点凿除→混凝土基层凿毛→表面冲洗→爆裂点修补→满挂镀锌钢丝网→分层喷涂聚合物改性水泥砂浆→收光、养护→装饰层恢复。

?? 粘贴碳纤维布 

该修复方案采用的碳纤维布需满足《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》中的单向织物高强Ⅰ级标准，抗拉强度标准值≥3 400MPa。墙、板均粘贴1层碳纤维布，采用人工粘贴方式，单位面积质量控制为300g/m ² 。具体工艺流程为: 装饰层铲除→表面湿润→爆裂点凿除→混凝土基层打磨→表面冲洗→爆裂点修补→粘贴面修补找平→底胶涂抹→碳纤维布粘贴→固化→检验→抗裂砂浆喷涂→装饰层恢复。

4  修复效果分析

?? 喷涂聚合物改性水泥砂浆

??剪力墙 

喷涂聚合物改性水泥砂浆修复方案对剪力墙弹塑性受力性能的改善更明显，使剪力墙塑性变形峰值减小，承载力提高，如图2~4所示。

a 喷涂聚合物改性水泥砂浆修复模型 

b 粘贴碳纤维布修复模型

图2  剪力墙混凝土塑性应变云图（单位：MPa）

a 喷涂聚合物改性水泥砂浆修复模型

b 粘贴碳纤维布修复模型

图3  剪力墙钢筋应力云图（单位：MPa）

图4  剪力墙荷载-位移曲线

??楼板 

喷涂聚合物改性水泥砂浆修复模型峰值位移约为0. 88mm，粘贴碳纤维布修复模型峰值位移约为4. 36mm，可见喷涂聚合物改性水泥砂浆修复方案对楼板构件刚度的提升作用明显，如图5所示。

a 喷涂聚合物改性水泥砂浆修复模型 

b 粘贴碳纤维布修复模型

图5  楼板变形云图（单位：mm）

根据有限元计算结果，认为喷涂聚合物改性水泥砂浆可使构件获得更优的综合力学性能。因此，采用喷涂聚合物改性水泥砂浆修复方案，关键修复过程如图6所示。后期使用过程中混凝土未再次出现爆裂现象，且表面未产生新裂缝，说明修复方案合理、可靠。

a 爆裂点标记    

b 爆裂点修补、挂网 

c 喷涂砂浆

图6  关键修复过程

5  结语

针对某实际工程由于钢渣掺入导致的混凝土点状爆裂问题，本文提出了喷涂聚合物改性水泥砂浆和粘贴碳纤维布修复方案。采用有限元分析软件ABAQUS对修复后的剪力墙、楼板构件进行计算分析。计算结果表明，喷涂聚合物改性水泥砂浆可使构件获得更优的综合力学性能。同时，考虑到粘贴碳纤维布所用胶体存在耐久性缺陷，本文推荐采用喷涂聚合物改性水泥砂浆修复方案，工程实践表明，该方案具有较好的修复效果。

另外，对于近年来常见的混凝土点状爆裂问题，当仅对混凝土表面爆裂点进行凿除填补修复处理时，无法抵抗后期可能出现的混凝土内部爆裂产生的不利效应，因此，建议在凿除填补爆裂点的基础上，增加喷涂聚合物改性水泥砂浆修复方案，可确保构件安全，且可形成防水密封层，避免混凝土内部爆裂的发生。