一种e玻纤织物增强磷酸镁水泥基混凝土薄板加固rc梁的加固方法及工艺的制作方法

一种e玻纤织物增强磷酸镁水泥基混凝土薄板加固rc梁的加固方法及工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于混凝±加固补强技术领域，设及用E-玻纤织物网和磯酸儀水泥基细 骨料混凝±对钢筋混凝±梁进行加固补强的方法。
【背景技术】
[0002] 混凝±结构加固技术的研究在国内外都是学术研究的重点之一，混凝±加固学已 成为结构工程的一口重要的分支学科。从国外建筑工程发展的经验并结合我国的实际现 状，可W肯定其应用前景将是十分广阔的，并且将会获得极高的社会效益和经济效益，对我 国的现代化建设及发展具有重大的现实意义。
[0003] 近十多年来，纤维复合材料（FRP)加固技术因其具有可设计性强、可成型性好、抗 疲劳、耐腐蚀和对原结构影响较小、适用面广、施工便捷等特点，已成为加固领域研究中的 一个热点，并在工程应用中得到迅速发展。但由于其普遍使用环氧树脂类有机胶粘剂等方 面的原因，随着研究和应用的深入，人们发现该种方法也存在着许多不足： (1) 环氧树脂的耐火性与耐高温性能差：一般的环氧树脂在100摄氏度时力学性能会 受到较大影响； (2) 环氧树脂有机胶粘层尽管含有防老化剂，但耐大气老化、热老化能力仍十分有限， 从而影响了其耐久性，而且其质脆抗冲击性差； (3) 混凝±基材在揽拌、诱筑过程中残留有气孔，在凝结硬化过程中有水份蒸发和砂浆 干缩形成的细长缝隙。而试验表明，环氧树脂孔隙率近似为零，故有机胶粘层形成了混凝± 构件的不透气、不溢水的有、无机材料不相容的隔离层，最终降低了胶结面的机械力、咬合 力、分子间力等，成为加固层起壳、翅曲的原因之一； (4) 由于混凝±中水泥水化颗粒为碱性物质，而环氧树脂可能为有机酸性材料，两种材 料的相互渗透而引起的酸碱中和作用也将会破坏胶粘层的工作性能； (6) 环氧树脂层传递的剪力有限：环氧树脂的剪切强度一定，超过剪切强度后界面传 递的剪应力不再增大，而剪切变形不断增长，呈现软化现象。超过极限剪应变后界面即产 生界面微裂缝，随着微裂缝的不断扩展，界面最后发生剥离破坏，所W在粘贴纤维片材加固 中，过量粘贴会导致界面无法传递足够的剪应力，使得纤维的强度无法得到充分利用，并且 在构件承受较大荷载时容易出现粘结破坏； (7) 纤维复合材料对缺陷较为敏感，如有一定的划痕存在，很可能成为结构在较高应力 工作状态下的严重隐患。因此，如何对暴露在外的纤维材料进行表面防护是一个难题； (8) 尽管纤维片加固的施工有严格的工艺和技术要求，但仍由于打磨平整等底层处理 水平的相对不足W及构件本身成型过程中形成的翅曲，都会引起纤维片的日后空鼓。
[0004] 纤维织物增强混凝± (TRC)在国内外都是一个较新的研究课题。国内对TRC的研 究主要集中在TRC薄板性能及采用TRC薄板对既有RC结构的加固方面。TRC加固技术因采 用水泥基无机凝胶材料代替W往纤维加固中所用有机结构胶，与被加固构件的基材之间有 较好的相容性、协调性及相互渗透性，而且抗老化、耐火、耐久性好。因此该项技术具有较好 的工程应用前景。
[0005]E-玻纤具有较好的强度并且价格低廉，但碱腐蚀问题使其在±木中的应用受到制 约。本发明基于改性磯酸儀水泥具有初凝时间可调节、低收缩、与老混凝±及玻璃纤维材料 粘结力强和相容性好、有良好的耐久性、耐磨性、耐高温性能，并且硬化体呈低碱性，对玻璃 纤维基本无腐蚀性等特点（见文章"玻璃纤维增强磯酸儀水泥复合材料的耐久性"、"磯酸 儀胶凝材料基体与玻璃纤维筋的粘结性能"、"渗复合缓凝剂的磯酸钟儀水泥浆体的水化 硬化特性")，采用E-玻纤织物增强磯酸儀水泥基细骨料混凝± (粗骨料粒径小于5mm)复 合材料薄板加固RC梁，具有较好的工程应用前景。

【发明内容】

[0006]本发明的目的在于提供一种采用E-玻纤织物网和磯酸儀水泥基细骨料混凝±对 钢筋混凝±梁进行加固补强的方法及其施工工艺。该方法在具备一般TRC加固技术的诸多 优点的同时，还因为采用了价格低廉的E-玻纤织物和磯酸儀水泥基体，使得工程成本大幅 降低并且加固性能更好。
[0007]本发明的技术方案是； 在磯酸儀水泥基细骨料混凝±中铺设多层经浸涂含0. 8%氧化儀粉的水玻璃处理的E-玻纤织物网制成现诱薄板，并将其粘贴在既有钢筋混凝±梁底对梁进行补强加固。浸涂 水玻璃使得纤维束中若干根单丝能够协同受力，避免因单丝逐根拉断造成纤维织物网抗拉 强度降低，水玻璃中渗进0.8%氧化儀粉使得经处理后的织物网与磯酸儀水泥基体粘结更 好；织物网网孔尺寸为IcmX1cm，磯酸儀水泥基细骨料混凝±中石子粒径在1. 18mm到5mm 之间，使得在施工过程中石子能顺利穿过织物网网孔，从而不会因在混凝±中铺设织物网 而使粗骨料分层。采用"U"形模分层诱筑、顶压法制作并粘贴E-玻纤织物网增强磯酸儀水 泥基细骨料混凝上薄板。"U"形模内侧净宽比被加固梁宽0. 5cm左右，净高5cm到7cm，"U" 形模由一片"一"字形底模和两片"L"形侧模通过螺栓拼装而成。具体施工步骤包括： (1) 对待加固梁加固区域进行凿趟处理并清理干净； (2) 对待加固梁凿趟部位充分洒水并让其自然风干； (3) 对E-玻纤织物网浸涂含5%磯酸儀粉的水玻璃，并待其自然干燥； (4) 将一片"一"字形底模和两片"L"形侧模通过螺栓拼装成"U"形模如附图1所示； 妨现诱薄板制作：在"U"形模内诱筑一层4mm到5mm厚的磯酸儀水泥基细骨料混凝 ±，并在其上铺设一层E-玻纤织物网，然后每诱筑一层3mm到5mm厚的磯酸儀水泥基细骨 料混凝±就铺设一层E-玻纤织物网，当按设计所需的织物网层数铺设完毕后在最后一层 织物网上诱筑一层3mm到5mm厚的磯酸儀水泥基细骨料混凝± ; (6) 将内部诱筑有现诱薄板的"U"形模反扣在待加固梁底部加固区域； (7) 在"U"形模底部用支撑顶紧，让其内的现诱薄板与被加固梁凿趟部位充分压紧； (8) 24小时后拆掉支撑并梓开"U"形模底模和侧模的螺栓，然后先拆掉侧模再拆掉底 模； (9) 对加固层定期进行诱水养护。
[0008]本发明利用磯酸儀水泥的与纤维织物粘结性能好、对E-玻纤无腐蚀作用的特点， 采用磯酸儀水泥基细骨料混凝±与价格低廉的E-玻纤织物协同工作对既有钢筋混凝±进 行补强加固，在有效提高构件承载力的情况下大幅度降低工程成本。
【附图说明】
[000引图1是本发明实施例提供的 "U"形模结构示意图； 图2是本发明实施例提供的梁的截面尺寸及配筋图。
【具体实施方式】
[0010] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并不用于限定本发 明。
[0011] 一种采用E-玻纤织物网增强磯酸儀水泥基细骨料混凝±现诱薄板加固RC梁的新 型加固方法及其施工工艺。包括在磯酸儀水泥基细骨料混凝±中铺设多层E-玻纤织物网 制成现诱薄板；采用"U"形模分层诱筑、顶压法制作并粘贴E-玻纤织物网增强磯酸儀水泥 基细骨料混凝±薄板。所述磯酸儀水泥基细骨料混凝±的材料组成为；黄沙9(K)kg/m3,石 子90化肖/1113，]\%0666.7 1^肖/1113,51〇274.1 1^肖/1113，缓凝剂22.2 1^肖/1113，棚砂15.0 1^肖/1113，化51.9 kg/m3，KH2P〇4370.4kg/m3，H2〇180.0kgV。所述磯酸儀水泥基细骨料混凝上中石子粒径在 1. 18mm至Ij5mm之间；所述纤维织物网孔尺寸为IcmX1cm;所述E-玻纤织物网经过浸涂含 0. 8%氧化儀粉的水玻璃处理；所述"U"形模内侧净宽比被加固梁宽0. 5cm左右，净高5cm 到7cm;所述"U"形模由一片"一"字形底模和两片"L"形侧模通过螺栓拼装而成。包括如 下步骤： 步骤1 ;对待加固梁加固区域进行凿趟处理（凿趟度H?3. 17~3. 62mm)并清理干净； 步骤2 ;对待加固梁凿趟部位充分洒水并让其自然风干； 步骤3 ;对E-玻纤织物网浸涂含0. 8%磯酸儀粉的水玻璃，并待其自然干燥； 步骤4 ;将一片"一"字形底模和两片"L"形侧模通过螺栓拼装成"U"形模，如附图1所 示； 步骤5 ;现诱薄板制作：在"U"形模内诱筑一层4mm到5mm厚的磯酸儀水泥基细骨料混 凝±，并在其上铺设一层E-玻纤织物网，然后每诱筑一层3mm到5mm厚的磯酸儀水泥基细 骨料混凝±就铺设一层E-玻纤织物网，当按设计所需的织物网层数铺设完毕后在最后一 层织物网上诱筑一层3mm到5mm厚的磯酸儀水泥基细骨料混凝±; 步骤6;将内部诱筑有现诱薄板的"U"形模反扣在待加固梁底部加固区域； 步骤7 ;在"U"形模底部用支撑顶紧，让其内的现诱薄板与被加固梁凿趟部位充分压 紧； 步骤8 ;24小时后拆掉支撑并梓开"U"形模底模和侧模的螺栓，然后先拆掉侧模再拆掉 底模； 步骤9;对加固层定期进行诱水养护。
[0012] 下面结合试验来说明本发明的加固效果。
[0013] 试验共制作了 5根钢筋混凝±梁，截面尺寸及配筋见附图2。其中1根作对比梁， 其余4根在梁跨中向两端各750mm范围内作加固处理。加固梁的加固区段均进行凿趟处理 (凿趟度H?3. 17~3. 62mm)，并W织物铺设层数为主要变化参数。混凝上立方体抗压强度 为26. 8MPa，主筋极限抗拉强度为513. 6N/mm2。加固用E玻纤织物网孔尺寸；lOmmX 10mm， 浸涂含0. 8%氧化儀粉水玻璃的单根纤维拉伸试验承载力为862kN。磯酸儀水泥基细骨料混 凝±的28d立方抗压强度为45. 53MPa。
[0014] 试验得到的承载力结果如表1所示。
[00巧]表1
【主权项】
1. 一种采用E-玻纤织物网增强磷酸镁水泥基细骨料混凝土薄板加固RC梁的加固方法 及其施工工艺，其特征是：在磷酸镁水泥基细骨料混凝土中铺设多层E-玻纤织物网制成现 浇薄板，并将其粘贴在既有钢筋混凝土梁底对梁进行补强加固。
2. 采用"U"形模分层浇筑、顶压法制作并粘贴E-玻纤织物网增强磷酸镁水泥基细骨料 混凝土薄板。
3. 如权利要求1所述的E-玻纤织物网孔尺寸为IcmXIcm，磷酸镁水泥基细骨料混凝 土中石子粒径在I. 18mm到5mm之间。
4. 如权利要求1所述的E-玻纤织物浸涂含0. 8%氧化镁粉的水玻璃。
5. 如权利要求2所述的"U"形模，其特征在于"U"形模内侧净宽比被加固梁宽0. 5cm， 净高5cm到7cm，"U"形模由一片"一"字形底模和两片"L"形侧模通过螺栓拼装而成。
6. 如权利要求2所述的分层浇筑、顶压法制作并粘贴E-玻纤织物网增强磷酸镁水泥基 细骨料混凝土薄板，其特征在于，施工步骤包括： (1) 对待加固梁加固区域进行凿糙处理并清理干净； (2) 对待加固梁凿糙部位充分洒水并让其自然风干； (3) 对E-玻纤织物网浸涂含0. 8%磷酸镁粉的水玻璃，并待其自然干燥； (4) 将一片"一"字形底模和两片"L"形侧模通过螺栓拼装成"U"形模(附图1); (5) 现饶薄板制作：在"U"形模内饶筑一层4mm到5mm厚的磷酸镁水泥基细骨料混凝 土，并在其上铺设一层E-玻纤织物网，然后每浇筑一层3mm到5mm厚的磷酸镁水泥基细骨 料混凝土就铺设一层E-玻纤织物网，当按设计所需的织物网层数铺设完毕后在最后一层 织物网上饶筑一层3mm到5mm厚的磷酸镁水泥基细骨料混凝土； (6) 将内部浇筑有现浇薄板的"U"形模反扣在待加固梁底部加固区域； (7) 在"U"形模底部用支撑顶紧，让其内的现浇薄板与被加固梁凿糙部位充分压紧； (8) 24小时后拆掉支撑并拧开"U"形模底模和侧模的螺栓，然后先拆掉侧模再拆掉底 模； (9) 对加固层定期进行浇水养护。
【专利摘要】本发明公开了一种采用E-玻纤织物网增强磷酸镁水泥基细骨料混凝土薄板加固RC梁的加固方法及工艺。其特征是：在磷酸镁水泥基细骨料混凝土中铺设多层E-玻纤织物网制成薄板，并将其粘贴在既有钢筋混凝土梁底对其进行补强；采用“U”形模分层浇筑、顶压法制作并粘贴E-玻纤织物网增强磷酸镁水泥基细骨料混凝土薄板。本发明利用磷酸镁水泥的与纤维织物粘结性能好、对E-玻纤无腐蚀作用的特点，采用磷酸镁水泥基细骨料混凝土与价格低廉的E-玻纤织物协同工作对既有钢筋混凝土进行补强加固，在有效提高构件承载力的情况下大幅度降低工程成本。
【IPC分类】E04G23-02
【公开号】CN104763163
【申请号】CN201510039897
【发明人】支正东, 杜玉兵, 荀勇
【申请人】盐城工学院
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年1月26日