混凝土的劣化與裂縫的產生

混凝土的耐久性要求,是一個在時間上的要求,從功能上來說,主要是結構的安全性和適用性二方面。所以在混凝土結構物的劣化評估時,最重要的是要保證安全性與適用性的需求。

從混凝土結構的損傷機理來看,劣化可以分為化學作用引起的損傷和物理作用引起的損傷兩大類。但不論哪種損傷,大致上都可以分為內部原因以及外部原因兩者。所謂的內部原因是指混凝土本身的一些缺陷,例如內部存在的毛細管路,提供了空氣中的二氧化碳、水分或有害物質入侵的管道。或者施工中使用了含有氯的骨材,含鹼過量的骨材。總而言之就是一開始結構的設計、材料的使用和施工上的缺失。而外部原因則是指自然環境與使用環境所引起的一些劣化,又可以分為一般環境、特殊環境等。

一般環境:環境中的二氧化碳、溫度、溼度、酸雨等,導致混凝土中性化,使得混凝土中的鋼筋腐蝕。

特殊環境:主要為酸、鹼、鹽為導致鋼筋腐蝕、混凝土破裂之主因。例如沿海地區的鹽害、寒冷地區的凍以及腐蝕性土壤的侵蝕等。

災害環境:指地地震、火災、洪水等突發性損傷。 從混凝土結構耐久性的損傷來看,主要的劣化現象有下列幾種類型:混凝土的中性化、混凝土中的鋼筋腐蝕、混凝土凍融破壞、裂縫、混凝土強度降低以及結構的過大變形等。

一、混凝土的中性化混凝土中的鹼和環境中的二氧化碳發生化學反應後生成CaCO3的過程,使得混凝土鹼性降低,從而失去對鋼筋的保護作用。中性化深度為衡量混凝土中性化的重要指標。

二、混凝土中的鋼筋腐蝕
混凝土中性化後,在適當條件下鋼筋產生腐蝕。主要的指標為鋼筋銹蝕面積率、鋼筋銹蝕截面損失率、鋼筋銹蝕深度。 

混凝土劣化修復施工法

混凝土裂縫 

 1.灌注工法環氧樹脂

 2.灌注工法水性灌注材

低壓灌注補強施工法

低壓灌注補強針筒,是專門針對結構壁體裂縫所設計,為裂縫注射修補工法配套的注射器,用於修補混凝土和砂漿的裂縫。注射器通過橡皮筋壓力將環氧樹脂以低壓、低速、 注入裂縫, 使產生裂縫的混凝土和砂漿恢復一體化,防止雨水或碳酸氣體通過裂縫侵入混凝土結構內部引起混凝土的中性化,從而恢復了混凝土結構的耐久性,施工簡單,低壓不破壞結構體。

混凝土裂縫修補補強材料-環氧樹脂

混凝土剝落

修復工程首先必須移除鬆散結構、進行必要之鋼筋防蝕處理與界面的前處理,再以水泥質材料或樹脂材料等進行表面封層。

傳統水泥砂漿修補材料黏結強度低、乾縮變形大、抗滲性、抗裂性較差,造成使用後產生缺點如開裂、脫落等,易造成結構體滲水、混凝土碳化和鋼筋腐蝕

1.聚合物混凝土 2.聚合物膠結混凝土  3.聚合物改質水泥砂漿

輕質樹脂砂漿修補施工法

主要由卜特蘭水泥級配骨材,輕質填料和各種特殊化學添加劑混合而成。是一種乾拌粉料,使用時僅須加水,便可調配成高稠度,輕質的修補砂漿。特別適合在混凝土垂直面及天花板面之修補工程。

鋼筋外露修補工程

鋼筋外露修補工法即利用鏽轉換劑材料先做防鏽處理形成保護膜,將鋼筋與外部之空氣及水份隔絕,不讓其繼續鏽蝕,再以輕質樹脂砂漿修復。此修補材料具有良好之接著性、耐久性及高強度等優點,能將剝落部位復原,恢復原有保護層之作用,達到修復之目的。

用途: 

● 適用於石材與混凝土包覆之鋼筋外露者。

● 用於垂直面、倒吊面難施工之處。

● 用於混凝土板、梁、柱弱化欠損部位補修。

● 用於天花板倒吊面鋼筋外露補修。 

混凝土滲漏水

根本解決的方法要從滲漏水源頭徹底處理,將防水工程處理完成,再將破損的水泥刮除並重新批土粉刷。如果能在房舍當初建造時,即早著手做好防水處理工程,可減少室內潮濕造成壁癌的發生,並減少事後補救的麻煩。

1.滲入式塗封劑 2表面封層  

滲透結晶塗佈施工法


老舊屋混凝土劣化的隱憂

混凝土劣化的主要類型

混凝土裂縫

混凝土剝落

混凝土滲漏水

混凝土劣化的危害

滲漏水產生壁癌,導致孔隙率增加而降低混凝土強度,

滲漏水壁癌導致鋼筋腐蝕,鋼筋鐵鏽的體積膨脹應力超過混凝土強度時,混凝土就會產生裂縫與剝落. 

結構物裂縫產生.有害成分侵入,裂縫會持續擴大及加大劣化,加速混凝土中性化,加速鋼筋腐蝕,造成結構物使用壽命的縮短。並且本身之剛性、剪力強度、拉力強度、抗彎強度都會降低,使得結構行為發生應力改變加大破壞,造成如磁磚脫落砸人意外。

現代居家混凝土劣化現況

不要認為你家沒有混凝土劣化情形.一般家庭對混凝土劣化.建築結構的安全性認識不多.對於混凝土劣化的修復當然是不熱衷.以至於屋況接近危樓而不知.

正面為磁磚牆.側面牆+背牆是自有房屋以來從未上漆過的水泥外露牆.

水泥外露牆:30多年來的風吹雨打陽光暴照的寫實.瀝瀝顯現在水泥老化的牆體上.什麼剪力強度、拉力強度、抗彎強度都沒有了.但屋主一家人.全住著裡邊…

這是透天屋二樓背面牆.屋內是客廳位置的窗台外側.一條嚴重的結構性裂縫.從三樓開裂經二樓到一樓.5年多來室內漏水不斷.防水現場勘驗才知.

屋主全家人沒人知道此開裂狀況?也從未修復.令人捏了一把冷汗.

台北市一處公寓住家客廳的水泥天花板,突然「轟」的一聲粉碎崩落,一家五口驚嚇不已,「還好大家都不在客廳,真是生死一瞬間!」頻果日報

上圖是不同客戶施作壁癌工程時.牆面混凝土有破裂鼓起情形.對於塗層有鼓起.破裂.鬆動.龜裂等情況.我們都會逐一檢視與敲除.然而是不敲則已.一敲則水泥呈塊狀般的脫落.直見腐蝕鋼筋.讓人看了直覺可怕.

混凝土滲漏水

台灣地區的住宅漏水比例高達 90%以上,顯見國內建物漏水問題之普遍與嚴重性。主要原因在傳統防水工程之施作或裂縫之修補大多是將防水材包覆

於混凝土表面,形成防水膜,或是將防水材注射進入混凝土之縫隙中,以阻止水份之滲透。但防水材料並無法改善或增加混土本身之抗滲透性及其他防水性能。

並且傳統防水之膠結與防水能力,在經年累月後,往往因材質劣化而有防水效能遞減之趨勢,甚至會從混凝土表面剝離。這是很多居家滲漏水的主因.

混凝土常見的施工缺陷與修護
房屋有大裂縫或鋼筋外露務必進行結構補強

混凝土剝落補強工程

混凝土剝落是混凝土劣化的表現

滲漏水壁癌導致鋼筋腐蝕,鋼筋鐵鏽的體積膨脹應力超過混凝土強度時,混凝土就會產生裂縫與剝落. 

結構物裂縫產生.有害成分侵入,裂縫會持續擴大及加大劣化,加速混凝土中性化,加速鋼筋腐蝕,造成結構物使用壽命的縮短。並且本身之剛性、剪力強度、拉力強度、抗彎強度都會降低,使得結構行為發生應力改變加大破壞,造成如磁磚脫落砸人意外。

修復方式

使用輕質混凝土砂漿修補材修復.