[發明專利]一種纖維增強復合塑料和混凝土之間的加固方法

無效

• 申請號: 201210025820.7
• 申請日: 2012-02-07
• 公開（公告）號: CN102561412A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 管延華;宋修廣;莊培芝;張宏博;吳明磊;劉瑋龍
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: E02D37/00
• 分類號: E02D37/00;E02D29/16;E04G23/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王立曉

技術領域

本發明涉及一種結構的加固方法，特別涉及一種適用混凝土及鋼筋混凝土結構物的加固方法，屬于復合材料和建筑材料技術領域。

背景技術

隨著我國基礎設施建設的迅猛發展，鐵路工程、公路工程、港口工程和水利水電等工程的混凝土結構、砌體結構及木結構日益增多。受設計水平、施工質量、環境侵蝕、服役時間等多方面因素的影響，很多結構物出現了承載能力不足、構件開裂等嚴重病害，不僅嚴重影響了其結構功能和耐久性能，還對結構物的安全留下了巨大隱患。特別是對于早期建設的房屋、橋梁，由于其設計荷載偏低、服役時間較長，同時缺乏必要的養護措施，在環境因素及載荷作用下病害情況更加嚴重，相當數量的結構物亟待修護加固。

FRP材料(纖維增強復合塑料)是繼鋼材和混凝土后的第三大現代結構材料，FRP加固是近年來美日等國家所研發的應用在土木工程中的新型加固補強技術，在結構工程中得到了越來越廣泛的應用。然而，實踐表明，傳統FRP加固技術也存在明顯的缺陷，主要表現在纖維材料與混凝土之間的粘結力難以得到有效保證，特別在復雜的外界環境因素影響下會因粘結力不足而產生滑移破壞，造成病害混凝土構件加固后的抗彎、抗剪、抗壓性能不能滿足工程要求，這在很大程度上限制了其應用范圍。為解決粘結力不足的問題，目前工程界提出采用：FRP嵌入式(NSM)加固技術、機械錨固FRP技術(MF-FRP)、FRP端部錨固技術、U型箍錨固(U-jacket)FRP加固技術、纖維錨固FRP技術、聯鎖錨固FRP技術等，這些方法在一定程度對提高加固結構的承載力是有效的，但在長期的使用過程中會因機械磨損或疲勞破壞等現象而失去錨固作用。

因此，為了更好地解決FRP加固技術中存在的問題，國外有學者提出采用FRP-固件聯合加固技術對混凝土結構進行加固的技術思路，該技術通過在混凝土構件中FRP兩側打入鋼釘，并通過固件與纖維材料粘結在一起，起到限制其滑移變形的目的。然而，該技術還存在較多的問題，如鋼釘的錨固強度較小、無法對FRP施加預緊力。另外，結構裂縫的存在，不僅影響結構的耐久性，而且影響FRP的粘結強度，使得結構在較小的荷載作用下，造成裂縫處產生應力集中，從而加速了FRP的剝離。目前，國內對結構裂縫一般采用人工或機械進行化學灌漿對其進行封閉，由于灌漿壓力低、不能采用恒壓灌漿，致使施工質量難以控制，深層裂縫難以完全填充飽滿，結構強度不能恢復到結構裂縫前的狀態。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種纖維增強復合塑料和混凝土之間的加固方法，該方法在FRP-螺栓聯合加固法(HB-FRP)的基礎上引入并整合應用高壓化學灌漿技術，不僅能夠有效減少由中間裂縫引起的FRP剝離破壞，進一步提高FRP的利用率，而且能夠對帶縫工作的混凝土構件進行封縫處理，極大優化了加固構件的整體承力形式和耐久性能。

本發明采取的技術方案為：

一種纖維增強復合塑料和混凝土之間的加固方法，步驟如下：

(1)混凝土基面處理：將混凝土表面清潔、填補、打磨使表面平整干凈；

(2)裂縫處理：根據裂縫寬度和分布布設多個注膠嘴，將注膠嘴安設在裂縫處伸入裂縫一段，保證其出膠口與裂縫連通，在注膠嘴基座處涂抹黏貼膠；用打膠槍將裂縫密封膠沿裂縫涂抹，使裂縫外側密封；待裂縫密封膠硬化后，將壓膠管與注膠嘴連接，使用壓力機將配制好的裂縫灌注膠通過注膠嘴注入裂縫內，保證注膠飽滿；

(3)鉆孔及埋設螺栓加固件：用鉆孔機在混凝土上鉆孔，鉆孔結束后將孔內碎屑清理干凈，然后灌注環氧樹脂膠并將螺栓安設孔內；

(4)在混凝土表面即將布設FRP材料的位置，均勻涂抹底膠，厚度2-5mm，待底膠指觸干燥，進行打磨、修整；

(5)黏貼FRP材料：裁剪FRP片材(碳纖維布)材料，在涂抹底膠的地方涂抹粘結膠，厚度2-5mm，在已涂好粘結膠的混凝土表面鋪覆FRP片材，滾動碾壓使粘結膠膠液充分浸漬FRP片材，形成復合材料；經自然養護至粘結膠完全固化，調整密實氣泡或鼓泡；

(6)涂刷表面防護膠；

(7)安裝鋼板并緊固螺栓，在埋設的螺栓端頭安設固定鋼板，安裝時在固定鋼板與FRP材料的接觸面涂抹環氧樹脂膠，同時安裝螺帽，對螺栓施加預緊力，預緊力大小5-25kN；

(8)表面涂裝：用水泥砂漿和107膠混合成107膠水泥漿涂刷于碳纖維表面，使其顏色達到裝飾效果或與混凝土顏色一致。

上述步驟(2)所述的裂縫灌注膠為改性環氧樹脂類結構膠黏劑，如SKD801灌縫膠；所述的黏貼膠、裂縫密封膠均可選CPFH聚氨酯裂縫止水密封膠。