某公司辦公樓堿骨料反應加固方案

吳書敏， 井軍寶

1鄭州經貿職業學院(450006） 2河南省紡織建筑設計院有限公司（450007）

0 引言

混凝土堿骨料反應是混凝土原材料中的水泥、外加劑、混合材和拌合水中的堿（Na2O或K2O）與骨料中的活性成分發生的反應，這種化學反應非常緩慢，在混凝土澆筑成型后數年到數十年逐漸發生反應,反應生成物吸水膨脹，引起相當大的內部膨脹應力。混凝土內部沿骨料與水泥石界面發生的體積膨脹不斷加劇,使混凝土內部逐漸產生自膨脹應力，造成混凝土從內向外延伸開裂。堿骨料反應往往又會加劇鋼筋銹蝕、凍融破壞等。因此堿骨料反應是影響混凝土的耐久性及結構安全性的重要原因之一。

1 工程簡況

上海某公司辦公樓為裝配式框架結構，使用6年后，發現建筑結構的梁柱表面及主筋外側混凝土存在不同程度的裂縫但未出現松脫現象，主筋也存在輕度的腐蝕。經過檢測部門檢測，裂縫兩側混凝土不平且裂縫分布均勻，屬堿-骨料反應現象,據檢測結果該工程安全等級鑒定為Cu級，故應業主要求進行加固。

2 堿骨料反應的發生條件與特征

混凝土堿骨料反應必須具備三個條件:①配制混凝土時由原材料帶進混凝土中一定數量的堿,尤其是水泥含堿量愈高，混凝土堿含量越大，堿骨料反應的膨脹量愈大；②有一定數量能與堿反應的活性骨料的存在，在施工時使用堿活性骨料，是導致工程堿骨料反應發生的主要條件;③潮濕的環境，可以提供反應物吸水膨脹所必需的水分。

3 堿骨料反應的預防方法

堿骨料反應條件主要是在混凝土配制時形成的,只有在混凝土配料時采取適當措施,使混凝土工程不具備堿骨料反應條件，才是預防堿骨料反應最切實可行的途徑。

1）控制水泥含堿量。水泥作為混凝土的主要材料，其含堿量的大小對混凝土的堿含量影響很大，因此，在選擇考察水泥料源時，應首先選擇低堿水泥，在低堿水泥的基礎上，選擇最低堿含量的水泥。

2）控制混凝土中含堿量。在其他指標滿足要求的基礎上，應選擇堿含量最低的水泥、粉煤灰、外加劑，并選擇減水性能好的減水劑，在滿足設計各項指標的要求下，盡量減少外加劑的摻量。

3）選擇非堿骨料。嚴格按照設計指定的骨料料場考察取樣。在選用前，首先取樣做骨料的堿活性檢驗，并盡量使用非堿骨料。

4）摻入活性礦物混合料。摻入某些活性混合料可緩解、抑制混凝土的堿骨料反應。礦物摻合料摻入到混凝土中后可改變混凝土孔隙結構、降低滲透性、有效抑制堿骨料反應的發生、提高混凝土結構的耐久性。

5）隔絕水和濕空氣的來源。在混凝土工程可能發生堿骨料反應的部位有效地隔絕水和空氣的來源,也可以取得緩和堿骨料反應對工程損害的效果。

4 加固方案設計

根據該辦公樓的設計圖紙、施工資料和相關檢測數據以及混凝土堿骨料反應的形成原因，決定采用碳纖維布加固。設計依據:CECS 25—90《混凝土結構加固技術規范》。對部分腐蝕的鋼筋采取除銹、阻銹處理后，再在梁柱外側環包碳纖維布，一方面對梁柱起到補強加固的目的，另一方面隔斷混凝土與水、濕空氣的接觸，進而起到阻止堿骨料反應繼續發生的目的。

5 加固施工工藝

5.1 工藝流程

施工準備→鋼筋除銹、阻銹處理→混凝土表面處理→底膠配制并涂刷→找平膠配制并修復不平整處→粘貼膠配制并涂刷→粘貼纖維布→表面防護。

5.2 施工方案

1）基底處理。2）混凝土表層出現剝落、蜂窩、腐蝕等劣化現象的部位應予以鑿除，對于較大的面積的劣質層在鑿除后應用聚合物水泥砂漿進行修復。3）對裂縫進行封閉處理。4）用混凝土角磨機、砂紙等工具去除混凝土表面的浮漿、油污等雜質，構件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平,轉角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀（R≥20 mm）。5）用吹風機將混凝土表面清理干凈并保持干燥。6）涂底膠。施工現場嚴禁出現明火，注意通風；混凝土表面凹陷部位及模板接頭出現高度差的部位要用整平材料填平,盡量減少高度差，使混凝土表面平滑，以利于粘貼碳纖維布；轉角的處理也應用整平材料將其修補為光滑的圓弧，半徑不小于20 mm。7）粘貼碳纖維布。按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布；調配、攪拌粘貼樹脂，然后均勻涂抹于所要粘貼的部位，在混凝土搭接、拐角等部位要多涂抹一些；粘貼碳纖維布，在確定所貼部位無誤后剝去離型紙,用特制的滾子反復沿纖維方向滾壓，去除氣泡，并使粘貼樹脂充分浸透碳纖維布；多層粘貼應重復上述步驟,待纖維表面指觸干燥后方可進行下一層的粘貼；在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹一層粘貼樹脂。

5.3 施工安全和注意事項

1）碳纖維為導電材料，施工時碳纖維應遠離電氣設備和電源，或采取可靠的防護措施。2）施工過程中避免碳纖維彎折。3）碳纖維配套樹脂應密封儲存，遠離火源，避免陽光直接照射。4）樹脂的配置和使用場所應保持通風良好。5）現場施工人員應采取相應的勞動保護措施。

5.4 施工質量檢驗與驗收

1）施工之前應確認碳纖維和配套樹脂類粘貼材料的產品合格證、產品質量出廠檢驗報告，滿足設計要求。2）嚴格按照施工程序進行施工，如不滿足有關規定應立即采取補救措施或返工。3）碳纖維實際粘貼面積不應小于設計面積，位置偏差不應大于10 mm。4）碳纖維與混凝土之間的粘結質量，可用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維片材表面的方法進行檢查,總有效粘貼面積不應低于95%，當碳纖維板、布的空鼓面積不大于10 000 mm2時，可采用針管注膠的方法進行修補,當碳纖維布的空鼓面積大于10 000 mm2時，宜將空鼓部位的碳纖維切除,重新搭接貼上等量的碳纖維,搭接長度不應小于100 mm。

[1]張冰華,趙更歧,曹力.混凝土堿骨料反應的機理及預防措施[J].山西建筑,2004,30(17)：100～101.

[2]鄧志剛.混凝土工程堿骨料反應的預防方法淺析[J].山西建筑,2008,34(7)：189～190.

[3]馮磊,樊鎮,李曉軍.發生堿-骨料反應的混凝土構件加固方案[J].建材技術與應用,2006,6：39～41.

[4]CECS 25-90,混凝土結構加固技術規范[S].