無粘結預應力混凝土結構

　　無粘結預應力鋼筋由7－Φ↑s5高強鋼絲組成鋼絲束或用7－Φ↑s5高強鋼絲扭結而成的鋼鉸線，通過防銹、防腐潤滑油脂等涂層包裹塑料套管而構成的新型預應力筋。

　　它與施加預應力的混凝土之間沒有粘結力，可以永久地相對滑動，預應力全部由兩端的錨具傳遞。這種預應力筋的涂層材料要求化學穩定性高，對周圍材料如混凝土、鋼材和包裹材料不起化學反應；防腐性能好，潤滑性能好，摩阻力小。對外包層材料要求具有足夠的韌性，抗磨性強，對周圍材料無侵蝕作用。

　　這種結構施工較簡便，可把無粘結預應力筋同非預應力筋一道按設計曲線鋪設在模板內，待混凝土澆筑并達到強度后，張拉無粘結筋并錨固，借助兩端錨具，達到對結構產生預應力效果。由于預應力全部由錨具傳遞，故此種結構的錨具至少應能發揮預應力鋼材實際極限強度的95％且不超過預期的變形。施工后必須用混凝土或砂漿妥加保護，以保證其防腐蝕及防火要求。無粘結預應力結構適用于跨度大于6米的平板。單向板常用跨度為6～9米，跨高比約為45。

　　對跨度在7～12米，活荷載在5KN／m↑2以下樓蓋，可采用雙向平板或帶有寬扁梁的板雙向平板的垮高比約為40～45，帶柱帽和托板的平板、密肋板或梁支承的雙向板，適用于建造更大跨度或活荷載較大的樓蓋。

　　無粘結預應力筋也可應用在較大跨度的扁梁上或井字梁和密肋梁上，梁的高跨比：樓層不超過25；屋頂層不超過28。采用無粘結預應力結構有利于降低建筑物層高和減輕結構自重；改善結構的使用功能，樓板撓度小，幾乎不存在裂縫；大跨度樓板可增加使用面積，也較容易改變樓層用途；施工方便、速度快；節約鋼材和混凝土；

　　可用平板代替肋形樓蓋而降低層高等，有較好的經濟效益和社會效益，適用于辦公樓、商場、旅館、車庫、倉庫和高層建筑等。

篇2：鋼筋混凝土結構的維護

　　鋼筋混凝土是由鋼筋和混凝土兩種物理力學性能完全不同的材料組成的,混凝土主要抗壓力,鋼筋主要承受拉力,兩者協同工作以滿足工程結構的受力要求。

　　一、鋼筋混凝土結構裂縫的維修

　　鋼筋混凝土結構上產生的裂縫,常見于非預應力受彎、受拉等構件中,以及預應力構件預應力端頭等部位。對于各種裂縫,必須查明其性質和產生的原因,進而確定具體的維修措施。

　　(一)損壞的現象和原因

　　(1)荷載裂縫,主要系結構在荷載作用下變形過大而產生的裂縫。

　　(2)溫度裂縫,主要系由大氣溫度變化、周圍環境溫差的影響和大塊體混凝土施工時產生的水化熱等因素造成。

　　(3)干縮裂縫,其產生的主要原因是:混凝土澆搗后,養護不及時,表面水分散失太快,體積收縮大;而內部混凝土濕度變化小,收縮也小,表面變形受約束后出現拉應力而導致表面干裂;其次是與所采用的水泥品種、水灰比大小、骨料含泥量、水泥含量、氣候環境、有無配筋外加劑、振搗是否密實等因素有關。

　　(4)張拉裂縫,即預應力構件內由于張拉應力而引起的裂縫。主要原因是:預應力經放張后,構件表面及端頭局部受力不均或受到附加力時,而產生的橫向、斜向、端頭等裂縫。

　　(5)沉降裂縫,現澆構件因地基或砌體過大不均勻沉降;平臥法生產的預制構件因側向剛度差,在其側面產生沉降裂縫;模板剛度不足、支撐間距大、支撐松動、過早拆模等,也可導致產生沉降裂縫。

　　除此以外,還有腐蝕、施工、振動所引起的裂縫。

　　(二)裂縫治理方法

　　混凝土結構或構件出現裂縫,有的破壞結構整體性,降低構件剛度,影響結構承載力;有的是對承載能力無多大影響,但會引起鋼筋銹蝕、降低耐久性,或發生滲漏,影響使用。因此,應根據裂縫性質、大小,結構受力情況和使用要求,區別情況,及時進行治理。一般有以下幾種處理辦法。

　　1.表面修補法。這種辦法適用于承載能力無影響的表面裂縫,以及大面積細裂縫防滲、漏水的處理。

　　一般采用表面涂抹水泥砂漿或表面涂抹環氧膠泥或用環氧粘貼玻璃布以及表面鑿槽嵌補的方法。

　　2.內部修補法。內部修補是用壓漿泵將膠結料壓入裂縫中,由于其凝結硬化而起到補縫作用,以恢復結構的整體性。此修補方法適用于對結構整體性有影響,或有防水、防滲要求的裂縫修補。常用灌漿材料有水泥和化學材料,可按裂縫的性質、寬度以及施工條件等具體情況選用。一般對寬度大于0.5mm的裂縫,可采用水泥灌漿;寬度小于0.5mm的裂縫,或較大的溫度收縮裂縫,宜采用化學灌漿。

　　(1)水泥灌漿。一般適用于大體積構筑物裂縫的修補,主要施工程序包括:鉆孔、沖洗、止漿及堵漏、埋管、試水、灌漿。

　　(2)化學灌漿。這適用于多種情況下的裂縫修補及堵漏、防滲處理。其操作主要工序為:表面處理、布置灌漿嘴和試氣、灌漿及對孔。

　　二、鋼筋混凝土內鋼筋腐蝕的維修

　　鋼筋混凝土內鋼筋的腐蝕,一般分為兩種情況,一種是鋼筋保護層先遭受破壞,從而導致鋼筋的銹蝕;另一種是鋼筋先發生銹蝕,從而使保護層開裂?；炷羶蠕摻钿P蝕,一方面使其截面逐漸減少,與混凝土之間的粘結力降低,影響構件的使用安全;另一方面鋼筋銹蝕體積膨脹(約增大2倍以上),使混凝土保護層開裂甚至脫落,降低了構件的受力和耐久性能。尤其對預應力混凝土構件內的高強度鋼絲,其危害性更大。

　　(一)鋼筋腐蝕的原因

　　影響鋼筋銹蝕的因素是多方面的,如周圍介質的侵蝕,鋼材的材質差,混凝土保護層的性能影響等。具體原因如下:

　　1.由于混凝土不密實或有裂縫存在造成鋼筋銹蝕。這往往是造成鋼筋銹蝕的主要原因。尤其當水泥用量偏少,水灰比不當和澆搗不良,或者在混凝土澆筑中產生露筋、蜂窩、麻面等缺陷,都給水(汽)、氧和其他侵蝕性介質的滲透創造了有利條件,多種介質容易到達鋼筋表面,從而加速鋼筋的銹蝕。

　　2.由于混凝土碳化造成鋼筋銹蝕?；炷林袖摻钿P蝕的主要原因之一是“碳化”?？諝庵械亩趸細怏w,在混凝土表層中逐漸被氫氧化鈣的堿性溶液所吸收,相互反應生成碳酸鈣,這種現象稱為混凝土的“碳化”。當碳化深度達到超過鋼筋保護層時,使鋼筋失掉保護的屏障,當大氣中的有害氣體侵入混凝土,就會使鋼筋遭到銹蝕而生銹。

　　3.由于混凝土內摻入氯鹽造成“鋼筋銹蝕”?；炷林械膲A性成分在鋼筋表面形成鈍化膜,堿度越高,鈍化膜的保護作用越強。但當堿性成分被融出和碳化作用產生影響,使混凝土中堿度降低或存在有害成分時,則鈍化膜被破壞而引起鋼筋銹蝕,破壞鋼筋鈍化膜的有害成分的鹵素離子中氯離子破壞作用最強,且對鈍化膜產生局部性的破壞,使鋼筋表面產生點狀腐朽。

　　4.由于雜散電流導致鋼筋銹蝕。工業用電中的直流電,當它泄漏到鋼筋混凝土結構中時,會造成鋼筋的腐蝕生銹。

　　(二)鋼筋銹蝕的預防

　　(1)保證混凝土的密實度,阻止腐蝕性介質及水(汽)氧等侵入混凝土內。因此,對修繕工程的拆改部分要重視做好混凝土的澆筑工作。施工時要嚴格按照施工規范,掌握好水灰比,水泥質量,振搗和養護等有關規定;在有嚴重的侵蝕性介質的處所,應適當增加保護層的厚度;對現有的房屋建筑結構,如混凝土質量不良和現場侵蝕性介質比較嚴重時,可在構件外表面涂抹絕緣層如瀝青漆,環氧樹脂涂料等,進行防護。

　　(2)對于室內有侵蝕性氣體,粉塵介質,或相對濕度較大時,則應采取加強通風措施,如改善門窗布置,加設機械通風裝置,以消除或減弱它們對鋼筋銹蝕的作用。

　　(3)澆筑鋼筋混凝土結構,應嚴格按施工規范控制氯鹽用量,對禁止使用氯鹽的預應力、薄壁,露天混凝土結構等時,則絕不使用,以防止鋼筋銹蝕。

　　(4)在澆筑混凝土內加入適量的緩蝕劑,如亞硝酸鈉等,可以消防或延緩鋼筋的銹蝕。

　　(5)防止雜散電流的腐蝕。首先,應杜絕和減少廠礦直流電泄漏到鋼筋混凝土結構中和地下土壤中去;其次,要提高混凝土構筑物和鋼筋的絕緣性能。

　　(6)為防止高強鋼絲的應力腐蝕和脆性斷裂,可采用在鋼筋表面涂刷有機層(如環氧樹脂等)和鍍鋅的措施,然后再澆筑混凝土。鋅保護層較為可靠不易損壞,并可用在保護薄壁結構的綁扎和焊接配筋網的高強鋼筋上。

　　(三)鋼筋銹蝕維修的一般原則

　　(1)當鋼筋銹蝕尚不嚴重時,混凝土表面僅有細小裂縫,或個別破損范圍較小時,則對混凝土裂縫或缺陷,破損處,進行封閉或修補。

　　(2)當鋼筋銹蝕嚴重,混凝土裂縫破裂,保護層剝離較多時,則應對結構認真檢查,必要時先采取臨時支撐加固,再鑿除混凝土腐蝕松散部分,徹底清除鋼筋上的鐵銹,將需作修補的舊混凝土銜接面鑿毛,對有油污處用丙酮清洗;對于鋼筋腐蝕嚴重,有效面積減小,應增焊相應面積鋼筋補強,然后再用高一級的細石混凝土修補,必要時加鋼筋網補強。

　　(3)對鋼筋腐蝕很嚴重,混凝土破碎范圍較大時,在對銹蝕鋼筋除銹補強和清除混凝土松碎部分后,可采用壓力噴漿法做進一步的修補。

　　三、混凝土的缺陷、腐蝕及滲漏的維修

　　混凝土因其材質、澆筑、使用條件及環境等多方面的因素影響,會形成各種缺陷,并產生腐蝕、滲漏等損壞現象?；炷恋娜毕輹煌潭鹊卦斐射摻钿P蝕、滲漏并進而影響到結構強度、剛度、穩定性、耐久性等。因此必須及時查明其損壞原因,針對不同情況提出合理的維修方案予以修復。

　　(一)損壞的主要原因

　　(1)施工、使用、維護不當。如施工方面有水質差、水泥強度等級低、用量不足、砂石含泥量大、水灰比選擇不當、漏振搗、鋼筋位置偏差、模板移位、養護不及時;使用、維護方面有超載、高溫環境、有害介質侵蝕、碰撞、未及時補破損處、在構件上任意開洞挖槽、增大使用荷載等。

　　(2)酸、堿、鹽類等的侵蝕,地下水的侵蝕,水溶解的腐蝕,以及大氣及周圍環境中有害氣體的腐蝕。

　　(3)混凝土存在缺陷并遇到腐蝕;混凝土的防水構造節點設計不合理或防水構造年久失效等。

　　(二)維修方法

　　對混凝土缺陷、腐蝕的修補工作,應在分析原因,弄清范圍、性質和危害性的基礎上進行,常用的方法如下:

　　(1)表面缺陷、病害的修補。對不影響結構受力安全的混凝土表面的缺陷、病害,如數量不多的麻面、蜂窩、露筋、小塊脫落或輕微腐蝕等現象,一般可采用水泥砂漿或環氧樹脂配合劑進行修補。

　　(2)局部修理。對混凝土中較大的蜂窩、孔洞、破損、露筋或較深的腐蝕等,查清范圍后,可通過嵌填新混凝土或環氧樹脂配合劑的方法,消除局部缺陷、病害、恢復材料功能。如缺陷對構件的承載能力有影響,修理時應采取臨時局部卸荷措施或臨時支撐加固措施,如修補區基層和結合面處理、嵌填新混凝土、環氧砂漿或環氧混凝土修 補等等。

　　(3)水泥壓漿法修理。對影響結構強度安全的蜂窩或空洞,可采取不清除其薄弱層而用水泥壓漿的方法進行補強,以防止結構遭到較大的削落。

　　對滲漏的修理方法,應在修漏前先查明滲漏的確切位置,準備好修漏材料,然后根據不同情況,采用不同的堵修方法。堵修原則是:先變大漏為小漏,變線漏為點漏,變片漏為孔漏,使漏水集中于一點或數點,最后將集中點處的滲漏徹底堵住。

　　(4)混凝土的滲漏,一般分為孔洞漏水和裂縫漏水兩種情況。

　?、倏锥礉B漏堵修方法。由較小毛細孔滲水到較大蜂窩孔洞漏水,都屬于孔洞漏水?？锥绰┧绰┧畨捍笮『涂锥创笮?采用不同的堵修方法:直接堵塞法、下管堵漏法、木楔堵漏法、預制套盒堵漏法以及混凝土墻面與頂板的防水層堵塞法等。

　?、诹芽p漏水堵修方法。裂縫漏水按漏水水壓大小和裂縫大小,采用不同的修補方法:直接堵塞法、下線堵漏法、下半圓鐵片堵漏法、墻角壓鐵片堵漏法等。

　　(5)地面普通漏水的修理。當地面混凝土質量較差,地面發現普遍滲漏時,先對工程結構進行檢查鑒定,若混凝土強度仍能滿足要求的,就可進行滲漏的修補工作。條件許可時,先將水位降至建筑物的地面以下,然后修補。如無法降低地下水集中于臨時集水坑中排出,再把地面上漏水的孔眼、裂縫分別按孔洞漏水和裂縫漏水的方法進行處理;余下較少的毛細孔滲水,可按混凝土表面清洗干凈,抹上厚為1.5cm的水泥砂漿一層,待凝固后,按滲漏水檢查方法,找出滲漏水準確位置,采用一定的堵漏法,逐個堵好,然后做好整個地面防水層。