隨著現(xiàn)代建筑技術(shù)的發(fā)展及各種先進(jìn)設(shè)計(jì)理念的產(chǎn)生，鋼筋混凝土已成為現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中最常見的結(jié)構(gòu)形式，各種不規(guī)則、高強(qiáng)度的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土的質(zhì)量提出了更高的要求。但目前在鋼筋混凝土構(gòu)件的施工及使用過(guò)程中，不可避免的會(huì)出現(xiàn)各種各樣的缺陷，由于建筑物屬于整體空間體系，所以即使初始階段的缺陷是局部的，如果不及時(shí)加以修整而使其得以積累和擴(kuò)展，則可能對(duì)結(jié)構(gòu)的整體工作產(chǎn)生嚴(yán)重影響，甚至形成重大安全隱患。針對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在施工和使用過(guò)程中發(fā)生的缺陷問(wèn)題給出相應(yīng)的修繕?lè)椒ǎ?duì)影響修整質(zhì)量的各種因素進(jìn)行分析和研究。
一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)缺陷的表現(xiàn)形式及修整方法
若按照鋼筋混凝土構(gòu)件的各個(gè)階段進(jìn)行宏觀劃分，則其一種為施工中鋼筋混凝土構(gòu)件拆模后，表面經(jīng)常顯露的如麻面、蜂窩、露筋、掉角、孔洞等施工缺陷；另一種為長(zhǎng)期使用或經(jīng)常經(jīng)受動(dòng)荷載作用的混凝土構(gòu)件（如混凝土橋面板）表面嚴(yán)重?fù)p傷而造成的使用缺陷。雖然具體針對(duì)的每一種缺陷的產(chǎn)生原因、危害、修整方法都有所差別。但是大體上講對(duì)于施工缺陷一般都經(jīng)過(guò)基層清理、濕潤(rùn)、澆注疊合層、養(yǎng)護(hù)等基本過(guò)程。其中疊合層即新澆注部分，按缺陷的嚴(yán)重程度可以分別使用1：2.5的水泥砂漿或高一級(jí)的細(xì)石混凝土。對(duì)于大面積蜂窩和孔洞這種嚴(yán)重缺陷清理時(shí)應(yīng)作成喇叭口，細(xì)石混凝土的水灰比控制在0.5以內(nèi)，并摻水泥量1/10000的鋁粉。對(duì)于使用缺陷情況下老化破損的混凝土部分，最好采用高壓噴水的辦法清除掉。這種方法除了具有高效的優(yōu)點(diǎn)之外，它還具有很多其他優(yōu)點(diǎn)：它不僅可以留下一個(gè)粗糙而干凈的表面,而且不會(huì)在余下的混凝土表面產(chǎn)生裂紋；不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)混凝土中的鋼筋造成破壞，并可以除去鋼筋表面的銹漬；可以去掉破損松動(dòng)的混凝土部分，而僅留處于良好狀態(tài)的混凝土。高壓水流清除掉破損的混凝土后，應(yīng)及時(shí)沖洗掉表面上殘留的水泥漿、砂粒等，避免它們粘結(jié)在混凝土表面。在澆筑疊合層混凝土之前，基層表面應(yīng)再次清潔，并預(yù)濕48小時(shí)。等到澆筑新混凝土?xí)r，基層混凝土表面要保證適當(dāng)干燥后再進(jìn)行混凝土的澆筑，要邊澆筑邊振搗，以保證混凝土的密實(shí)度。澆筑完畢以后進(jìn)行混凝土的灑水養(yǎng)護(hù)。在養(yǎng)護(hù)初期不要產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)，以免影響混凝土強(qiáng)度的發(fā)展。
二、質(zhì)量影響因素分析
修整后的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)屬二次組合結(jié)構(gòu)，受力時(shí)，尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)臨近破壞時(shí)，結(jié)合面會(huì)出現(xiàn)拉、壓、彎、剪等復(fù)雜應(yīng)力，特別是受彎或偏壓構(gòu)件，結(jié)合面的剪應(yīng)力可能是相當(dāng)大的。新、舊材料之間的粘結(jié)力是其共同作用的基礎(chǔ)，許多試驗(yàn)表明，結(jié)合面的抗剪強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于整澆混凝土的抗剪強(qiáng)度，新混凝土的凝縮、彈性變形、塑性變形、徐變等與舊混凝土存在差異，甚至出現(xiàn)裂縫，結(jié)合面上抗?jié)B、抗凍性均會(huì)降低。所以除了應(yīng)對(duì)嚴(yán)重缺陷的結(jié)合面進(jìn)行抗剪驗(yàn)算外，要對(duì)影響粘結(jié)力大小的因素進(jìn)行充分的分析，以便采取相應(yīng)的施工措施。
1、基層表面的清潔度
如果基層表面沒(méi)有清潔干凈，比如有灰塵、油漬、砂粒、泥巴等，那么就會(huì)妨礙新、舊混凝土的粘結(jié)，使它們之間有了一個(gè)隔離層，將來(lái)新、舊混凝土之間的粘結(jié)力會(huì)降低很多。許多以修整過(guò)的橋面或其它高速路面有很多是再施工時(shí)未注意表面清潔，而使得修整后不久就出現(xiàn)“兩張皮”現(xiàn)象。
采用高壓噴水清理破損的混凝土?xí)r，基層表面至少要清潔兩次。第一次是在破損混凝土被清除后立即進(jìn)行，以防止松散的水泥顆粒粘結(jié)在基層表面。第二次清潔必須在澆筑疊合層之前進(jìn)行，確?；鶎颖砻鏇](méi)有油漬、砂粒、灰塵和其它污染物，最好的清潔方法是高壓噴水或真空吸塵。
2.基層結(jié)構(gòu)混凝土表面的裂紋狀況
在除去表面破損的混凝土?xí)r，基層結(jié)構(gòu)混凝土上不要產(chǎn)生裂紋，否則微裂紋的存在，將使基層表面形成一個(gè)弱強(qiáng)度區(qū)，它會(huì)直接影響新、舊混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度。裂紋數(shù)量的多少取決于所選用的去除混凝土的方法，若采用機(jī)械鑿除的方法多半會(huì)產(chǎn)生裂紋，而采用高壓噴水的清除方法卻好得多。表1是分別采用高壓噴水處理和錘鑿處理后進(jìn)行拉伸破壞試驗(yàn)的情況對(duì)照表。
基層結(jié)構(gòu)混凝土表面微裂紋的存在將會(huì)大大降低界面新、舊材料之間的粘結(jié)強(qiáng)度，界面破壞次數(shù)明顯增多。
3、基層結(jié)構(gòu)混凝土表面的粗糙度
試驗(yàn)表明：粗糙度相差很大時(shí)，粘結(jié)強(qiáng)度相差不大。只是粗糙度大的表面，其界面破壞次數(shù)明顯少于粗糙度低的表面的破壞次數(shù)。表2是采用高壓噴水處理過(guò)的表面和采用噴砂打磨處理過(guò)的表面進(jìn)行拉伸破壞試驗(yàn)的情況對(duì)照表。
基層結(jié)構(gòu)混凝土表面的粗糙度存在某一個(gè)界限值，當(dāng)粗糙度超過(guò)這一界限值時(shí)，再進(jìn)一步增加粗糙程度將不會(huì)使粘結(jié)力增加。但這一界限值有待進(jìn)一步試驗(yàn)確定。
4、基層結(jié)構(gòu)混凝土表面的濕度
新、舊材料之間粘結(jié)力大小也會(huì)受到基層表面濕度的影響。具體有如下三種情況：一是基層混凝土表面過(guò)于干燥，那么在澆筑疊合層時(shí)，它會(huì)吸收新材料中的水分。這樣就會(huì)在界面上疊合層中形成許多不均勻的多孔區(qū)，它會(huì)削弱此處的強(qiáng)度；二是基層表面混凝土濕度太大，那么澆筑疊合層時(shí)，界面上將可能形成一個(gè)高水灰比區(qū)，即浮漿層，它亦將減弱此處混凝土的強(qiáng)度；三是如果基層表面有自由水的話，那么它將可能完全破壞界面的粘結(jié)。
5、疊合層的壓實(shí)度
足夠的壓實(shí)度對(duì)于新、舊材料之間形成一個(gè)良好均勻的粘結(jié)力是非常重要的。對(duì)通過(guò)高壓噴水處理而成的粗糙表面就更為重要。疊合層足夠密實(shí)會(huì)有效防止新、舊材料之間氣囊的存在和發(fā)展。要達(dá)到足夠的密實(shí)效果，目前常用的辦法是在澆筑疊合層時(shí)采用振搗棒或平臺(tái)式振搗器。對(duì)新澆筑的疊合層加強(qiáng)振搗，要盡量使新澆的水泥砂漿或混凝土充實(shí)到基層表面的每一個(gè)空隙，這樣會(huì)增加界面上材 。
6、疊合層的養(yǎng)護(hù)
新澆疊合層的收縮要比基層舊混凝土的收縮量大，因此新的疊合層將受到拉力作用，當(dāng)拉力超過(guò)其極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，疊合層將會(huì)被拉裂，從而會(huì)降低界面材料的粘結(jié)強(qiáng)度。試驗(yàn)證明，澆水養(yǎng)護(hù)的疊合層中的拉力要比沒(méi)有采用澆水養(yǎng)護(hù)的疊合層中的拉力小得多。原因是澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)疊合層初期的收縮發(fā)展緩慢，能保證其抗拉強(qiáng)度的發(fā)展。
7、清理與澆筑疊合層的時(shí)間間隔
采用高壓噴水處理表層破損的舊混凝土的結(jié)果是使處于良好狀態(tài)的舊混凝土暴露出來(lái)。如果從清除完畢到澆筑疊合層的時(shí)間間隔較長(zhǎng)，這個(gè)新的表面就會(huì)受到不同程度的腐蝕老化（如碳化作用），其結(jié)果是基層表面產(chǎn)生一個(gè)弱強(qiáng)度區(qū)，它會(huì)降低新、舊材料之間的粘結(jié)強(qiáng)度。
8、粘結(jié)劑
目前粘結(jié)劑的種類很多，對(duì)于這些粘結(jié)劑的使用條件要求都非常高，有時(shí)在實(shí)驗(yàn)室里也難以做到。如果使用過(guò)程中的某些細(xì)節(jié)處理不好，不僅不會(huì)增強(qiáng)粘結(jié)力，甚至有可能降低粘結(jié)力。使用時(shí)處理不當(dāng)，則可能在疊合層與粘結(jié)劑之間、粘結(jié)劑與基層混凝土之間形成兩個(gè)弱強(qiáng)度層，從而會(huì)嚴(yán)重影響粘結(jié)強(qiáng)度，因此使用時(shí)應(yīng)慎重。
9、荷載振動(dòng)
在澆筑完疊合層的最初的幾天內(nèi)是其強(qiáng)度發(fā)展最快的時(shí)期，同時(shí)這幾天也是新、舊材料之間粘結(jié)強(qiáng)度增長(zhǎng)最快的時(shí)期，在澆筑完混凝土最初的這一段時(shí)間內(nèi)，要避免劇烈的振動(dòng)，它會(huì)影響粘結(jié)強(qiáng)度的發(fā)展；而正常情況下的荷載振動(dòng)不會(huì)妨礙粘結(jié)強(qiáng)度的增長(zhǎng)。有些研究人員甚至發(fā)現(xiàn)，有限的連續(xù)振動(dòng)會(huì)有可能增加粘結(jié)強(qiáng)度。
如今，許多橋面、路面、樓板等結(jié)構(gòu)物的混凝土構(gòu)件缺陷得到了修整，但效果并不理想，沒(méi)有多長(zhǎng)時(shí)間就又出現(xiàn)了問(wèn)題。因此出現(xiàn)了常修常補(bǔ)的狀況，浪費(fèi)了大量的人力物力。甚至于釀成工程事故。主要原因是沒(méi)有對(duì)有關(guān)影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素有一個(gè)較全面的認(rèn)識(shí)，從而不能科學(xué)的組織施工，注意不到一些重要的施工細(xì)節(jié)，最終影響了修整效果。影響新、舊材料粘結(jié)強(qiáng)度的因素很多，諸如材料性能、氣候條件等等，都有待于進(jìn)一步研究。
