混凝土结构耐久性检测与加固技术

混凝土结构耐久性检测与加固技术

黎霞 ,吴继峰

湖北诚信建筑工程质量检测有限公司，湖北 武汉 430000

摘要：现阶段，混凝土质量是决定混凝土结构耐久性的重要因素，高性能混凝土的标志就是优质耐久性。为了控制混凝土结构耐久性并使之得到进一步的提高，施工中应对混凝土结构耐久性进行检测，同时配合加固技术进行控制，确保混凝土结构符合规范要求。下面本文就混凝土结构耐久性检测与加固技术进行简要探讨。

关键词：混凝土结构；耐久性检测；加固技术；

1 、混凝土结构耐久性检测

在混凝土结构使用过程中，耐久性是判断建筑物性能的重要指标，其将直接决定建筑物的使用寿命。通过进行耐久性检测和加固技术应用不但可以使建筑结构安全性进一步提高，延长建筑物的使用寿命，还能起到节约施工成本，缩短施工周期，促进我国建筑行业发展的作用。

1.1混凝土结构耐久性检测的主要内容

   混凝土结构是以混凝土为主制成的结构，包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构。保障混凝土结构耐久性主要还是要前期控制混凝土的生产质量与施工质量、钢筋和预应力筋的材料质量与施工质量；中期对混凝土结构的施工质量进行检测，后期对混凝土结构的耐久性进行持续监测。混凝土耐久性检测主要包含抗冻性、抗渗性、抗碳化反应、抗硫酸盐侵蚀性、抗氯离子渗透性、抗碱骨料反应等。对混凝土结构耐久性进行检测，主要讲述如下几个方面。（1）混凝土构件缺陷检测。一般分为外观缺陷检测和内部缺陷检测。外观缺陷检测主要检测漏筋长度、孔洞、蜂窝和疏松位置和范围、麻面、掉皮、起砂的位置和范围、表面裂缝长度和宽度。内部缺陷检测检测方法有超声法、冲击回波法、电磁反射法，对于判别困难的区域应进行钻芯验证或剔凿验证，主要检测构件内部的不密实范围和裂缝深度。（2）构件尺寸偏差与变形检测。主要检测项目为截面尺寸与偏差、倾斜、挠度、裂缝和地基沉降等 。（3）混凝土中钢筋检测。主要检测项目为钢筋间距或数量，钢筋直径，混凝土保护层厚度和钢筋锈蚀状况、钢筋力学性能。钢筋及预应力筋等金属材料易受氧化而锈蚀，其耐久性通常取决于其抗锈蚀性，其主要耐久性检测指标是钢筋锈蚀。新建工程出现钢筋严重锈蚀现象时，应对混凝土中的氯离子的含量进行测定。当发现钢筋出现锈蚀现象时，应检测封闭混凝土中预应力夹具和钢筋连接器的锈蚀情况。钢筋锈蚀检测室内检测主要依据GB50082，现场检测依据GB/T50784可采用剔凿检测方法、电化学测试方法（极化电极原理和半电池原理）、综合分析判断方法。（4）混凝土强度。混凝土强度现场检测主要包括钻芯法、超声-回弹法综合法、超声法、回弹法、后装拔出法、后锚固法、拉脱法、剪压法等。检测人员应根据混凝土的实际情况，选择合适的检测方式对混凝土强度进行检测。（5）抗渗性。与水环境长期接触的工程应检测混凝土抵抗有压介质（水、油、溶液等）渗透作用的能力。在混凝土结构使用过程中，若其抗渗性不符合要求，不仅周围水等液体物质易渗入内部，当遇有负温或环境水含有侵蚀性介质时，混凝土就易遭受冰冻或侵蚀作用而破坏，对钢筋混凝土还将引起其内部钢筋锈蚀，并导致表面混凝土保护层开裂与剥落。抗渗主要检测方法是渗水高度法和逐级加压法。现场检测是以取样法钻取6个抗渗试件后按照GB/T50082进行检测。（6）抗氯离子渗透性能检测。氯化物环境中配筋混凝土结构的耐久性状态取决于控制氯离子引起的钢筋锈蚀程度。现场主要检测方法：快速氯离子迁移系数法和电通量法。（7）抗冻性。长期与水体直接接触并会发生冻融循环的混凝土结构构件，应考虑冻融循环。最冷月平均气温高于2.5℃的地区，混凝土结构可不考虑冻融环境作用。抗冻性试验室室内试验检测方法是慢冻法和快冻法。现场检测方法是取样慢冻法和取样快冻法。（8）抗硫酸盐侵蚀性。抗硫酸盐侵蚀试验一般只有当工程环境中有较强的硫酸盐侵蚀时才进行该试验。

1.2 耐久性极限状态及评定

混凝土结构和构件的耐久性极限状态出现是结构需要加固的标志。耐久性极限状态可分为下列三种：1）钢筋开始锈蚀的极限状态，2）钢筋适量锈蚀的极限状态，3）混凝土表面轻微损伤的极限状态。

既有结构的耐久性的评定应进行下列现场检测：1）、确定已出现耐久性极限状态的标志的构件或连接，2）、测定构件材料性能劣化的状况，3）、测定有害物质的含量或侵入深度，4）、确定环境侵蚀性的变动情况。

2、 常用的结构加固形式

目前大部分加固处理手段主要是通过扩大建筑结构横截面的方式来控制建筑结构承受应力，与此同时，部分加固处理手段还会通过改变建筑物受力的方式来转移或分散建筑结构的荷载。在实际操作过程中，应根据混凝土结构实际情况提出有针对性的加固方案，并严格按照方案进行加固施工。

2.1 增大截面加固法

适用于钢筋混凝土受弯和受压构件的加固。作为最为常用的结构加固工法，增大截面法施工简便，见效快，能够显著提高被加固结构的质量，将混凝土直

接浇筑在钢筋混凝土的受压面上，通过植筋作为连接件传力杆，使新浇筑的混凝土和既有混凝土结构良好结合，进而增大构件的受力截面面积、提高承力能力和增加结构刚度。但该种加固工法增大了结构的体积，侵占了建筑的使用空间，适用于可利用空间较大、对建筑使用空间要求不高的建筑单体，在如今的规划管理和商办住宅类建筑中一般不单独采用增大截面法。

2.2 外包型钢加固法

又叫粘钢加固法、贴钢加固法，这种方式可以有效提升原构件的抵抗剪切、开裂、弯曲的能力，在大多数情况下，可以与增大截面法相互取代，具体看设计和施工工况的要求。这种加固工法施工方便、技术难度低，易于操作，基本不占用建筑面积，粘结剂固化时间短，强度提升快，适用于对工期要求很高的工程或者抢险救灾工程。

2.3 碳纤维加固法

碳纤维加固法运用化工材料碳纤维布，材料重量轻、抗酸碱腐蚀、使用灵活、外观平整、占用面积小、抗拉强度能够＞ 4000 兆帕，目前主要应用于桥梁、房屋、大坝、隧道的改造加固中，应用范围非常广泛，且随着材料国产化的推进，价格也逐渐下调，可实施性很强。但是这种工法存在需要严格控制粘贴面的处理质量且防火耐高温性能较差。

2.4 置换混凝土加固法

适用于承重构件受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的局部加固。置换法能够从根本上提升混凝土结构的强度以及刚度，但施工持续时间较长、实施条件苛刻，如有条件进行该工法的施工，能够有效保障结构的稳定性和安全性。

2.5 修补裂缝加固技术

在对建筑结构裂缝进行修补处理过程中，技术人员应先对建筑结构裂缝尺寸、裂缝性质以及裂缝产生的原因等进行分析，并以此为基础，对裂缝修补方案进行制订，使建筑结构耐久性进一步提高。该项加固技术实施资源要求相对较低，且加固质量相对较高，被广泛应用于各种建筑结构裂缝修补。在对混凝土裂缝进行处理过程中，灌浆法应用范围广泛，具有良好的处理效果。通常情况下，根据裂缝性质可采取如下处理方案：第一，当裂缝表面宽度小于0.3 mm、数量较多、深度较小时，可以采用涂刷环氧浆液对裂缝表面进行处理；第二，当裂缝表面宽度大于0.3 mm时，该种裂缝会使钢筋出现锈蚀等病害，导致结构耐久性降低，应采用环氧胶凝防水材料对裂缝进行压力注浆处理。在压力注浆法应用过程中，借助机械设备，将具有低粘度和高强度的浆液贯入混凝土裂缝内，使其在混凝土内部扩散且固化，达到修复混凝土裂缝的效果，使混凝土耐久性进一步提高。

结束语

科学评定既有混凝土结构耐久性，有助于准确把握混凝土结构耐久性，挖掘潜力，延长其使用寿命，符合国民经济可持续发展和国家“碳达峰、碳中和”的重大战略决策。与此同时，应根据混凝土耐久性检测结果对结构加固手段进行选择，当前常见的加固技术主要有修补裂缝加固技术、碳化混凝土修复技术、托换加固技术以及结构粘钢技术等，通过混凝土结构耐久性检测和加固处理，可以在保障混凝土结构安全性和耐久性的前提下，使混凝土结构使用寿命进一步提高。

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