钢筋混凝土柱常见质量通病的防治加固技术

[摘 要 ] 钢筋混凝土柱是房屋结构中重要的承重构件之一.通过分析钢筋混凝土柱蜂窝、孔洞、露筋、麻面、缺棱掉角、强度偏低、柱顶砂浆多石子少等质量通病的原因,探究解决质量通病的防治措施,并简要介绍钢筋混凝土柱的几种加固方法.

[关 键 词 ] 钢筋混凝土柱 质量通病 防治措施 加固技术

现浇钢筋混凝土柱是房屋结构中重要的承重构件之一.随着房屋抗震要求的提高和墙体新材料的推广使用,传统的住宅砖混结构已逐渐被框架结构所替代,竖向承重构件混凝土柱对房屋结构来说就显得尤为重要了.在对现场质量检查时发现,目前混凝土柱质量状况较混凝土梁板要差得多,一些混凝土质量通病在混凝土柱子上反映也比较集中.

1.蜂窝、孔洞

1.1 产生原因

①混凝土配合比不当,石子、水泥材料加水量计量不准,造成砂浆少,石子多；

②混凝土搅拌时间短、和易性差；

③浇灌混凝土时没有分层浇筑,下料不当,导致混凝土离析；

④模板缝隙未堵严,水泥浆流失.

1.2 防治措施

①应严格控制材料的配合比,经常检查,确保材料计量准确；

②混凝土搅拌时间要适宜,严格执行配比,重视外掺剂的使用研究；

③混凝土浇筑高度过高时,要采取切合实际的措施进行下料；

④模板缝隙拼接严密,柱底模四周缝隙应用双面胶带密封,防止漏浆；

⑤浇筑时柱底部应先填50mm至100mm厚左右的同柱混凝土级配一样的水泥砂浆.

⑥控制好下料,保证混凝土浇筑时不产生离析,混凝土自由倾落高度不应超过2m；

⑦小蜂窝洗刷干净后用用1∶2或1∶2.5水泥砂浆抹平压实；较大蜂窝或孔洞,应凿去蜂窝薄弱松散处颗粒,洗刷干净后,用比原来高一级的细石混凝土浇筑捣实,并加强养护.

2.露筋

2.1 产生原因

①在浇筑混凝土时,钢筋保护层垫块移位、或太少、或漏放,使钢筋紧贴模板外露；

②混凝土配合比不当,产生离折,靠模板部位缺浆或漏浆；

③结构构件截面小,钢筋过密,石子卡在钢筋上,使水泥砂浆不能充满钢筋周围,导致露筋；

④混凝土保护层太小或保护层处混凝土振捣不实；或振捣棒撞击钢筋或踩踏钢筋,使钢筋位移,造成露筋；

⑤木模扳未浇水湿润,吸水粘结或脱模过早,拆模时缺棱、掉角,导致露筋.

2.2 防治措施

①浇筑混凝土,应注意检查并调正钢筋、保护层厚度；

②当钢筋密集时,应选用适当粒径的石子,保证混凝土配合比准确和和易性良好；

③混凝土振捣严禁撞击钢筋,尽量避免踩踏钢筋,如有踩弯等及时调直校正；

④模板应充分湿润并认真堵好缝隙；

⑤表面露筋刷洗干净后,在表面抹1∶2或1∶2.5水泥砂浆,将露筋部位抹平；露筋较深的,凿去薄弱混凝土和突出颗粒,洗刷干净后用比原来高一级的细石混凝土填塞压实.

3.麻面、缺棱掉角

3.1 产生原因

①模板未涂刷或涂刷不均隔离剂；

②木模板未充分浇水湿润或湿润不够,混凝土浇筑后养护不好,造成脱水,强度低,或模板吸水膨胀将边角拉裂,在拆模时棱角被粘掉；

③混凝土振捣不密实；

④拆模时,边角受重物或外力撞击,或保护不好,棱角被碰掉.

3.2 防治措施

①模板在应涂刷隔离剂,在混凝土浇筑前应充分湿润,浇筑后应认真养护；

②拆除柱模板时,混凝土也具有足够的强度,拆模时注意保护棱角,避免用力过猛过急；

③混凝土必须按操作规程分层均匀振捣密实,严防漏浆；

④麻面处理可采取浇水湿润后用原配合比的水泥浆或水泥砂浆抹平；缺棱掉角的,可将缺棱掉角处松散颗粒凿除,冲洗充分湿润后,视损程度用1∶2或1∶2.5水泥砂浆抹补齐整,或用比原来高一级混凝土捣实补好,认真养护.

4.强度偏低,匀质性差

4.1 产生原因

①随意改变混凝土配合比,水灰比大,坍落度大；

②搅拌不充分；

③振捣不均匀；

④过早拆模,养护不到位,早期脱水表面疏松.

4.2 防治措施

①确保混凝土原材料质量,对进场材料必须按质量标准进行检查验收,并按规定进行抽样复试；

②严格控制混凝土配合比,保证计量准确,按试验室确定的配合比及调整施工配合比,正确控制加水量及外加剂掺量；

③混凝土应拌合充分均匀,混凝土坍落度值可以较梁板混凝土小一些,宜掺减水剂,增加混凝土的和易性,减少用水量；

④振捣要均匀密实,截面积较小、高度较高的柱应在柱模侧开设洞口,分段浇筑；

⑤当发现混凝土强度偏低,可用非破损方法（如回弹仪法,超声波法）来测定结构混凝土的实际强度,如仍不能满足要求,可按实际强度校和结构的安全度,研究处理方案,采取相应加固或补强措施.

5.柱顶部砂浆多、石子少,表面疏松、裂缝

5.1 产生原因

主要原因是混凝土水灰比大,坍落度大,浇捣速度过快,未分层排除水份,到顶层时未排除水份并二次浇捣.

5.2 防治措施

①严格控制混凝土配合比,要求水灰比、坍落度不要过大,以减少泌水现象；

②掺减水剂,减少用水量,大幅度提高混凝土早期或后期强度,提高耐久性、减少收缩和增加混凝土的和易性；

③合理安排好浇筑混凝土柱的次序,适当放慢混凝土的浇筑速度,混凝土浇筑至柱顶时,应二次浇捣并排除其水份和抹面；

④连续浇筑高度较大的柱时,应分段浇筑,分层减水,尤其是商品混凝土；

⑤如果混凝土柱顶面石子少、表面疏松时,可将不实的混凝土和突出的骨料颗粒凿除,用水冲刷干净湿透,然后用比原标号高一级的细石混凝土补好,并认真养护.

6.有关钢筋混凝土柱的加固问题

除了上述所归纳的施工方面造成柱质量差的原因外,在实际工程中,常常因为设计不周、经过灾害（地震、火灾、洪水）等原因,导致钢筋混凝土柱承载力不足,或者由于改变结构的使用功能而使柱承受的荷载增加等等.当出现这些情况时,就需对钢筋混凝土柱进行加固.

钢筋混凝土柱的加固方式有很多,如：采用增加构件或建筑物的截面和配筋的外包混凝土加固法；在混凝土柱的四角或两面包型钢的外包钢加固法；使用纤维增强聚合物修复加固混凝土结构的碳纤维布加固法；运用结构胶将钢板粘贴在建筑物表面的粘钢加固法；采用外加预应力型钢撑杆对混凝土柱进行加固的预应力撑杆加固法；受火灾或施工差错引起混凝土柱的强度下降而进行的局部加固法,以及将上述方法合用的复合加固法等.

增大截面加固法具有施工工艺简单、对构件承载力提高较大、适用面广的优点,但其施工工作量较大,且对构件尺寸和自重增加较大.

外包钢加固法也是一种使用面较广的传统加固方法,分湿式与干式两种情况.两者相比,干式外包钢施工更为简便,但承载力提高量、整体工作性能及受力特点不如湿式外包钢有效,但湿式外包钢加固施工较为复杂.外包钢加固法的施工简便、现场作业量小、构件尺寸增加小、可大幅提高构件的承载力的优点,但其用钢量大,加固费用较高,且其对混凝土横向约束较低.

碳纤维布加固混凝土柱具有施工便捷、耐腐蚀、适用面广、不增加结构尺寸、自重轻等优点,是近年来应用较多且发展很快的一种加固方法,也成为国内外研究机构研究的热点.最常采用的是横向包裹的方式,它可较大地提高柱的延性,但由于碳纤维布是一种各项异性的材料,其纤维方向的强度与弹模远大于其垂直纤维方向的强度与弹模,故其对加固柱的极限承载力提高幅度不大.

最值得一提的是粘钢加固法.它是比较新颖的一种加固方法,即在混凝土构件表面用特别的建筑结构胶粘贴钢板,以提高结构承载力的一种加固方法.该方法始于上世纪60 年代,优点是简单、快速、不影响结构外形,施工时对生产和生活影响较小.在国际上它是一种适用面较广的先进的加固方法.不仅在建筑上使用,而且在公路桥梁也普遍采用.