CN104328924B - 用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件方法 - Google Patents
用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件的方法，首先，除去被加固混凝土结构件表面浮尘及松动颗粒，接着进行刻槽处理，然后除去混凝土粉尘并润湿；然后将预先搅拌好的早强自密实砂浆涂抹或喷射在上述处理过的混凝土结构件表面上，早强自密实砂浆厚度高出上述处理过的混凝土结构件表面；再将纤维网格筋铺设在早强自密实砂浆上；最后将预先搅拌好的早强自密实砂浆均匀涂抹或喷射至纤维网格筋表面，保证早强自密实砂浆均匀覆盖住纤维网格筋并超出其高度。本发明施工工艺有效地改善混凝土结构件的裂缝分布及控制裂缝的扩展，提高结构刚度、承载力和耐久性，可以广泛地用于各类型混凝土结构的抗弯、抗剪、抗压和抗震的加固。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构加固领域，涉及用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件方法。
背景技术
德意志研究联合会于1999年提出了纤维编织网增强混凝土（Textile Reinforced Concrete，简称TRC）对混凝土结构件进行加固。TRC是多轴纤维编织网和精细混凝土的结合，纤维编织网主要采用碳纤维和耐碱玻璃纤维，精细混凝土为骨料粒度很小的混凝土，主要成为为水泥、硅灰、粉煤灰和砂等材料组成，具有良好的流动、渗透、粘结、保水和耐久性能。但是，研究机构自己也指出，在一定的受力状态下，由于TRC加固层和原构件的界面剪应力大于界面粘结力，从而导致界面剥离破坏，进而不能有效地保证加固层与被加固构件之间的协同受力。
中国专利ZL2009100102593的专利公开了一种用纤维编织网和水泥基材料加固补强混凝土的方法，公开了为了防止界面破坏，在加固层与被加固构件之间添加U型抗剪销钉，可以有效地防止界面剥离破坏，这会对混凝土结构造成二次损伤。另外，为了防止纤维丝产生滑移，该专利采用环氧树脂浸渍纤维编织网，这造成该专利的耐高温性能不足。另外，该专利采用精细混凝土作为粘结剂，养护时间较长，早强性能不足，并不能实现对混凝土结构件的快速加固。
中国专利CN103498683A的专利公开了一种基于快凝复合砂浆和纤维编织网的隧道早强加固方法，公开了采用纤维编织网和快凝复合砂浆对隧道衬砌的加固。该方法的快凝复合砂浆的初凝时间小于3分钟，可供施工操作的时间过短，需要特殊的搅拌喷射装置，施工条件苛刻。另外，该专利采用纤维编织网作为加强筋，只能应用于混凝土结构的抗弯加固，同时应用中纤维丝可能产生滑移，造成纤维高强度特性得不到充分地利用。
发明内容
本申请的发明目的是提供一种用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件方法，它克服了现有的方法中的缺陷。
为了完成本申请的发明目的，本申请采用以下技术方案：
本发明一种用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件的方法，其中：
（1）除去被加固混凝土结构件表面浮尘及松动颗粒，接着进行刻槽处理，槽深2mm~10mm，槽宽1mm~5mm，槽间距5mm~50mm，然后除去混凝土粉尘并润湿；
（2）将预先搅拌好的早强自密实砂浆涂抹或喷射在上述处理过的混凝土结构件表面上，早强自密实砂浆厚度高出上述处理过的混凝土结构件表面为2~5mm；
（3）将纤维网格筋铺设在早强自密实砂浆上；
（4）将预先搅拌好的早强自密实砂浆均匀涂抹或喷射至纤维网格筋表面，保证早强自密实砂浆均匀覆盖住纤维网格筋并超出其高度为2~5mm；
本发明一种用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件的方法，其中：该方法还包括：根据被加固混凝土结构件的加固强度，重复权利要求1中的步骤（3）和（4），铺设2-5层纤维网格筋；
本发明一种用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件的方法，其中：所述的早强自密实砂浆由磷酸二氢钾、氧化镁、粉煤灰、硅灰、级配砂、缓凝剂、膨胀剂、纤维丝和水组成，各组分的重量配比为磷酸二氢钾：氧化镁：粉煤灰：硅灰：级配砂：缓凝剂：膨胀剂：纤维丝：水=0.05~0.15： 0.10~0.30：0.10~0.50：0.10~0.50：0.20~0.40：0.005~0.0.008：0.002~0.005：0.001~0.005：0.15~0.25，级配砂的粒径为0.01mm~2.0mm；
本发明一种用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件的方法，其中：所述纤维网格筋是由若干根横向纤维筋和若干根纵向纤维筋相互连接而成的，横向纤维筋间彼此平行，纵向纤维筋间彼此平行，横向纤维筋和与之相连的纵向纤维筋相互垂直，相邻的横向纤维筋间和相邻纵向纤维筋间的间距分别为1cm至20cm，单根横向纤维筋和单根纵向纤维筋的横截面积分别为30mm2至100mm2；
本发明一种用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件的方法，其中：所述的横向纤维筋间或纵向纤维筋的材料为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或玄武岩纤维；
本发明一种用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件的方法，其中：所述纤维网格筋的横向纤维筋或纵向纤维筋使用相同或不同的材料制成；
本发明一种用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件的方法，其中：在步骤（1）中采用高压***或水枪除去被加固混凝土结构件表面浮沉和松动颗粒，采用刻槽机进行刻槽处理。
本发明一种用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件的方法，其中：所述的早强自密实砂浆的初凝时间为10-30分钟，自然条件下养护2~10小时后，立方体抗压强度达到20~60Mpa；
本发明一种用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件的方法，其中：所述混凝土结构件为混凝土梁、混凝土板或混凝土柱。
本发明一种用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件的方法，其中：所述加固为是对混凝土结构件的抗弯、抗剪、抗压或/和抗震强度进行的加固。
与现有的中国专利CN103498683A的专利相比，本申请具有以下优点：
1.本发明的方法与中国专利CN103498683A的方法中所使用的材料不同，中国专利CN103498683A中加筋材使用的为纤维编织网，纤维编织网是柔性的，它只能承受拉力，但是不能承受压力和剪切力，因此只能进行抗弯加固；
2.本发明的方法与中国专利CN103498683A的方法中所使用砂浆不同，进而凝固时间和可操作时间不同，中国专利CN103498683A中使用的快凝复合砂浆的初凝时间为3分钟左右，快凝复合砂浆的可操作时间极短，不利于对大型混凝土结构件进行加固；
3.本发明的方法与中国专利CN103498683A的方法所加固的对象不同、用途不同，中国专利CN103498683A的加固方法，只能用于对抗拉状态下的对象进行加固如：加固隧道，以控制隧道的裂纹并增强抗腐蚀能力等，而本发明的方法不但可以用于对抗拉状态下的对象进行加固，也可以用于对抗剪、抗弯、抗压和抗震状态下对象进行加固；
4．本发明的方法可以根据加固强度，铺设多层纤维网格筋。
5．本发明用纤维网格筋作为加强材，早强自密实砂浆作为粘结剂，通过早强自密实砂浆的凝结实现混凝土结构件的加固，可以有效地克服纤维编织网加固方法中的纤维丝滑移而造成纤维材料得不到充分利用的缺点；对被加固混凝土结构件表面进行刻槽处理，与常用界面凿毛处理方式相比，可以有效地提高界面的粘结性能，与采用固定钉锚固加固层与被加固构件方法相比，可以有效地避免因锚固打孔而对被加固构件所造成二次损伤；采用早强自密实砂浆作为粘结剂，防火性优于纤维布加固，且与现有加固技术相比，加固层养护时间急剧降低。同时，本发明施工工艺简单，操作方便，可以有效地改善混凝土结构件的裂缝分布及控制裂缝的扩展，提高结构刚度、承载力和耐久性，适用于各种类型结构的应急加固和修补。
具体实施方式
本发明用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件的方法包括以下：
（1）采用高压***或水枪除去被加固混凝土结构件表面浮沉和松动颗粒，采用刻槽机进行刻槽处理，槽深2mm~10mm，槽宽1mm~5mm，槽间距5mm~50mm，然后除去混凝土粉尘并润湿；
（2）将预先搅拌好的早强自密实砂浆涂抹或喷射在上述处理过的混凝土结构件表面上，早强自密实砂浆厚度高出上述处理过的混凝土结构件表面为2~5mm，早强自密实砂浆由磷酸二氢钾、氧化镁、粉煤灰、硅灰、级配砂、缓凝剂、膨胀剂、纤维丝和水组成，各组分的重量配比为磷酸二氢钾：氧化镁：粉煤灰：硅灰：级配砂：缓凝剂：膨胀剂：纤维丝：水=0.05~0.15： 0.10~0.30：0.10~0.50：0.10~0.50：0.20~0.40：0.005~0.0.008：0.002~0.005：0.001~0.005：0.15~0.25，级配砂的粒径为0.01mm~2.0mm，它的初凝时间为10-30分钟，，自然条件下养护2~10小时立方体抗压强度标准值为20~60MPa；
（3）将纤维网格筋铺设在早强自密实砂浆上，纤维网格筋是由若干根横向纤维筋和若干根纵向纤维筋相互连接而成的，横向纤维筋间彼此平行，纵向纤维筋间彼此平行，横向纤维筋和与之相连的纵向纤维筋相互垂直，相邻的横向纤维筋间和相邻纵向纤维筋间的间距分别为1cm至20cm，单根横向纤维筋和单根纵向纤维筋的横截面积分别为30mm2至100mm2，横向纤维筋间或纵向纤维筋的材料为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或玄武岩纤维，纤维网格筋的横向纤维筋或纵向纤维筋使用相同或不同的材料制成；
（4）将预先搅拌好的早强自密实砂浆均匀涂抹或喷射至纤维网格筋表面，保证早强自密实砂浆均匀覆盖住纤维网格筋并超出其高度为2~5mm，如果达到了加固强度，就完成了加固要求，加固方法就此结束；如果没有达到加固强度，继续步骤（5）；
（5）重复步骤（3）和（4），铺设2-5层纤维网格筋。直到达到了加固强度为止。
早强自密实砂浆并不局限于上述配方和配比，只要满足加固粘结性能、具有早强性能（如：养护时间小于10小时后，立方体抗压强度可达到20~60Mpa ）和耐火性能（耐火温度大于常规火灾）的砂浆或粘结剂均可。混凝土结构件为混凝土梁、混凝土板或混凝土柱。所述加固为是对混凝土结构件的抗弯、抗剪或抗压强度进行的加固。同时，也有效提高了抗震强度。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
Claims (8)
1.一种用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件的方法，其特征在于：
（1）除去被加固混凝土结构件表面浮尘及松动颗粒，接着进行刻槽处理，槽深2mm~10mm，槽宽1mm~5mm，槽间距5mm~50mm，然后除去混凝土粉尘并润湿；
（2）将预先搅拌好的早强自密实砂浆涂抹或喷射在上述处理过的混凝土结构件表面上，早强自密实砂浆厚度高出上述处理过的混凝土结构件表面上为2~5mm；
（3）将纤维网格筋铺设在早强自密实砂浆上；
（4）将预先搅拌好的早强自密实砂浆均匀涂抹或喷射至纤维网格筋表面，保证早强自密实砂浆均匀覆盖住纤维网格筋并超出其高度为2~5mm；
（5）根据被加固混凝土结构件的加固强度，重复步骤（3）和（4），铺设2-5层纤维网格筋；
所述的早强自密实砂浆由磷酸二氢钾、氧化镁、粉煤灰、硅灰、级配砂、缓凝剂、膨胀剂、纤维丝和水组成，各组分的重量配比为磷酸二氢钾：氧化镁：粉煤灰：硅灰：级配砂：缓凝剂：膨胀剂：纤维丝：水=0.05~0.15： 0.10~0.30：0.10~0.50：0.10~0.50：0.20~0.40：0.005~0.008：0.002~0.005：0.001~0.005：0.15~0.25，级配砂的粒径为0.01mm~2.0mm。
2.如权利要求1所述的用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件的方法，其特征在于：所述纤维网格筋是由若干根横向纤维筋和若干根纵向纤维筋相互连接而成的，横向纤维筋间彼此平行，纵向纤维筋间彼此平行，横向纤维筋和与之相连的纵向纤维筋相互垂直，相邻的横向纤维筋间和相邻纵向纤维筋间的间距分别为1cm至20cm，单根横向纤维筋和单根纵向纤维筋的横截面积分别为30mm2至100mm2。
3.如权利要求2所述的用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件的方法，其特征在于：所述的横向纤维筋或纵向纤维筋的材料为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或玄武岩纤维。
4.如权利要求3所述的用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件的方法，其特征在于：所述纤维网格筋的横向纤维筋或纵向纤维筋使用相同或不同的材料制成。
5.如权利要求1所述的用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件的方法，其特征在于：在步骤（1）中采用高压***或水枪除去被加固混凝土结构件表面浮尘和松动颗粒，采用刻槽机进行刻槽处理。
6.如权利要求1所述的用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件的方法，其特征在于：所述的早强自密实砂浆的初凝时间为10-30分钟，自然条件下养护2~10小时后，立方体抗压强度达到20~60MPa。
7.如权利要求1所述的用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件的方法，其特征在于：所述混凝土结构件为混凝土梁、混凝土板或混凝土柱。
8.如权利要求1所述的用纤维网格筋和早强自密实砂浆来加固混凝土结构件的方法，其特征在于：所述加固为是对混凝土结构件的抗弯、抗剪或抗压强度进行的加固。
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