试论房屋建筑结构混凝土常见病害维修

试论房屋建筑结构混凝土常见病害维修

史玉龙

中国铁路北京局集团有限公司北京工务段

摘要：随着城市化进程的加快，房屋建筑数量不断增加，混凝土作为主要的建筑材料，其使用寿命和耐久性备受关注。混凝土结构在长期使用过程中，常常受到环境因素和外力作用的影响，导致裂缝、碳化、钢筋锈蚀和碱－骨料反应等病害，不仅影响建筑物的美观，还会削弱结构的强度和稳定性，甚至危及建筑物的安全性。对此，本文将通过分析房屋建筑结构混凝土常见病害的成因和危害，提出针对性的维修对策，旨在为提高建筑物的使用寿命和安全性提供科学依据和技术支持。

关键词：混凝土；裂缝病害；碳化病害；钢筋锈蚀；碱－骨料反应

引言

房屋建筑结构中的混凝土是建筑物的核心材料，承担着支撑和保护的重要功能。随着时间推移，混凝土结构常因环境和使用因素出现各种病害，严重削弱了结构的强度和耐久性。因此，识别和维修混凝土病害显得尤为重要，是延长建筑物使用寿命，确保其安全性和稳定性的重要基础[1]。

1房屋建筑结构混凝土常见病害

1.1裂缝病害

在房屋建筑结构混凝土中，裂缝病害是最为常见的问题，多因荷载超出设计预期、基础不均匀沉降、温度变化引起的热胀冷缩，以及施工工艺不当等因素导致。并且，由于混凝土本身的脆性特质，任何微小的内外力变化都会引发裂缝。所以，混凝土在硬化过程中，会出现体积收缩导致的裂缝。裂缝不仅影响建筑的美观，更威胁建筑结构的安全性和耐久性，进而引发一系列安全隐患。同时，随着裂缝的扩展，外界水分、氯离子等物质容易渗入结构内部，加剧钢筋锈蚀及混凝土劣化。

1.2碳化病害

碳化病害，也被称为碳化，是混凝土中常见的化学性病害，这是因为混凝土中的碱性物质与空气中的二氧化碳发生反应，导致混凝土的碱度下降。碳化，使混凝土失去保护钢筋的能力，还降低了混凝土的机械性能。因为碳化过程缓慢且不可逆，通常从混凝土表面逐渐向内部扩展，主要表现为保护层失效，钢筋暴露在空气中易发生锈蚀，从而降低混凝土的承载力和耐久性。

1.3钢筋锈蚀病害

钢筋锈蚀是混凝土结构中常见且危害严重的病害。钢筋锈蚀的机理主要是由于混凝土中的氯离子侵入，或者碳化导致混凝土碱性降低，使钢筋表面钝化膜破坏，钢筋在湿气和氧气的作用下发生锈蚀。锈蚀会导致钢筋截面积减小，强度下降，进而影响结构的安全性和耐久性。而锈蚀的产物体积膨胀，会导致混凝土开裂，进一步加速结构的劣化。此外，锈蚀还可能引发混凝土剥落，露出钢筋，进一步暴露在腐蚀环境中。

1.4碱-骨料反应病害

碱-骨料反应（AAR）是一种危害混凝土结构的化学反应，它的破坏性往往是长期的，且随着时间的推移会愈加严重。其原理是混凝土中的碱性物质与骨料中的活性二氧化硅发生反应，生成膨胀性凝胶物质。随着凝胶吸水膨胀，会在混凝土内部产生裂缝，破坏其结构完整性。碱－骨料反应对混凝土结构的破坏作用巨大，会导致混凝土开裂、膨胀，严重影响结构的承载能力和耐久性。裂缝的出现将降低混凝土的强度，还会给水分和其他腐蚀性物质的进入提供通道，进一步加速了钢筋的锈蚀和混凝土的劣化[2]。

2房屋建筑结构混凝土常见病害维修

2.1裂缝修补技术

表面封闭法通过在裂缝表面涂覆环氧树脂或丙烯酸酯等封闭材料，阻止水和有害物质的渗入，从而防止进一步劣化，是一种常用于修补混凝土裂缝的方法。该方法适用于细小裂缝和表面裂缝的修补，施工简单且成本较低，但对结构性裂缝效果有限。而压力注浆法通过在裂缝中注入低粘度的修补材料，如环氧树脂或聚氨酯树脂，使其渗入并填满裂缝，恢复混凝土的完整性和承载力。该方法适用于宽度较大的裂缝和深部裂缝，能够有效提升结构性能。针对严重影响结构安全的裂缝，需要使用结构加固法，即通过增加碳纤维布、钢板等外部加固材料，提高结构的整体强度和刚度。虽然，结构加固法复杂且成本较高，但能显著提高结构的耐久性和安全性。此外，针对大面积裂缝或动态裂缝，有必要结合多种修补技术，确保修补效果的持久性，随后通过无损检测技术，评估修补效果，及时调整修补策略[3]。

2.2碳化处理措施

为防止碳化病害的进一步劣化，应对混凝土表面进行清理和修复。首先，应清除受碳化影响的混凝土表层，即采用打磨或水喷砂等机械方法，去除松散和受损部分。并使用高性能修补材料修复被清理的区域，确保新旧混凝土的良好结合。然后，在修复后的混凝土表面涂覆具有优异的抗碳化性能和耐久性的防碳化涂料，如聚氨酯涂料或环氧涂料，形成一层保护膜，防止二氧化碳和水分的渗入，从而延缓碳化过程，提高混凝土的使用寿命。而对于因严重碳化导致结构性能下降的情况，需要采取结构加固和密封处理措施，通过外部加固和密封处理增强结构的整体性和耐久性。或者采用碳纤维布加固、喷涂密封剂等方法，提高结构的抗碳化能力和抗侵蚀性能。除此之外，如果建筑结构碳化严重，则有必要结合传感器技术，实时监控建筑结构混凝土碳化进程，以及时进行维护和修复，确保结构长期稳定[4]。

2.3钢筋锈蚀的处理

锈蚀钢筋的清理和除锈是修复工作的首要步骤，应使用机械打磨、喷砂或化学除锈等方法，去除钢筋表面的锈蚀物质，恢复其原有的光洁度。清理后的钢筋表面应涂覆防锈剂，以防止再次锈蚀。同时，需要在钢筋表面涂覆具备良好附着力和耐久性，能够在恶劣环境中长期保持防护性能的防腐涂料，或者使用防锈剂、采用阴极保护技术，以有效防止钢筋的再锈蚀。值得注意的是，防腐涂料应设置局部或整体加固方案，针对严重锈蚀导致结构承载能力下降的情况，采用局部或整体加固措施。其中，局部加固可以使用碳纤维布或钢板包裹锈蚀严重的部位，提高其强度和刚度。整体加固，则通过增加新的钢筋网或外部预应力结构，增强整个结构的承载能力和耐久性。此外，结合电化学修复技术，通过电化学方法，恢复钢筋表面的钝化膜，防止再腐蚀，也能实现混凝土结构的长期安全和耐久。

2.4碱－骨料反应的控制与修复

清理碱－骨料反应病害混凝土的时候，需要使用机械打磨、水喷砂或化学方法去除受反应影响的混凝土，清理后的表面要求无松散物和反应产物。也可以选择低碱水泥或在混凝土中添加适量的粉煤灰、硅灰等掺合料，通过减少碱性物质的含量，抑制反应的发生。添加剂的选择应根据具体情况进行优化，确保修复材料的性能和耐久性。针对碱－骨料反应导致的结构性能下降，则要采用加固和监测措施，如采用碳纤维布加固、外部预应力结构等方法，提高结构的整体性和抗裂性能。同时，建立长期监测系统，通过定期检测和评估，及时发现并处理新的病害，确保结构的安全和耐久。或者通过多学科合作，结合化学、材料科学和结构工程技术，综合分析碱－骨料反应的原因，制定科学的修复和预防方案，确保修复效果的长效性[5]。

结语

通过科学合理的维修对策，如表面封闭法、压力注浆法、结构加固法、防碳化涂料应用、防腐保护措施及碳纤维布加固等，可以有效地应对裂缝、碳化、钢筋锈蚀和碱－骨料反应等常见病害，延长建筑物的使用寿命，确保其在使用过程中的安全性和稳定性。未来，随着检测技术和修复材料的不断发展，应进一步探索更为高效和经济的维修方法，以应对日益复杂的建筑结构病害问题，实现房屋建筑结构混凝土的长效维护和保养，为城市建设的可持续发展提供坚实的保障。

参考文献

[1]杨晓丽. 老旧房屋维修加固处理施工方法探讨[J]. 居业,2022,(07):70-72.

[2]周立宏. 房屋建筑混凝土结构的加固施工技术[J]. 陶瓷,2023,(01):96-98.

[3]孟迪. 免抹灰技术在房屋建筑工程中的应用[J]. 科技创新与应用,2023,13(04):158-161.

[4]顿浩,陈皓. 老旧房屋建筑外墙渗漏维修方案研究[J]. 住宅产业,2023,(10):81-83.

[5]徐凯. 房屋建筑现浇混凝土施工中裂缝原因及技术控制策略[J]. 佛山陶瓷,2024,34(01):36-38.