[發明專利]基于綠色高性能纖維增強水泥基復合材料的混凝土柱加固方法

在審

• 申請號: 201710556261.5
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107382187A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 李秀領;王娟
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B16/06;E04G23/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及結構工程領域，具體涉及一種基于綠色高性能纖維增強水泥基復合材料的混凝土柱加固方法。

背景技術

混凝土作為應用最廣泛的土木工程材料，主要由水泥、砂、石子等原料配制而成，具有耐火性好、就地取材等優點，同時也具有抗裂性差、脆性大等缺點。GHPFRCC(Green High-performance Fiber-reinforced Cementitious Composites)是一種高性能纖維增強水泥基復合材料，以水泥、粉煤灰、PVA纖維等為主要原料制成，具有抗拉強度高、韌性好、裂縫無害化分散能力強等優點，能有效提高結構的耗能能力、承載能力、變形能力以及耐久性。GHPFRCC在實際工程中得到越來越廣泛的應用。

目前常用的混凝土加固方法有增大截面加固法、置換混凝土加固法、外粘型鋼加固法、粘貼纖維復合材加固法、增設支點加固法等。但是，這些加固方法一般只能提高原結構(或構件)的承載能力和剛度，對結構(或構件)的抗震性能和延性提高有限。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種基于綠色高性能纖維增強水泥基復合材料的混凝土柱加固方法，利用GHPFRCC的韌性和裂縫無害化分散能力，對鋼筋混凝土柱實施局部加固，在不加大柱截面尺寸的情況下，能大幅度提高混凝土柱的承載能力；

并有效提高原構件的抗震能力和耐久性。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

基于綠色高性能纖維增強水泥基復合材料的混凝土柱加固方法，包括如下步驟：

S1、用鉆機鑿掉破壞后柱表面松動的混凝土，露出堅實的結構層；

S2、對柱表面進行除雜處理、清理掉浮塵和松動的石子；

S3、在塑性鉸區支模板；

S4、澆筑前用水沖刷柱面，使柱保持濕潤狀態且無流動水存在；

S5、在柱塑性鉸區澆筑一定厚度的GHPFRCC，邊澆筑邊振搗，保證GHPFRCC澆筑密實；

S6、澆筑完12h內加以覆蓋并保濕養護，保濕養護7d后拆除模板。

其中，所述GHPFRCC由水泥、粉煤灰、石英砂、PVA纖維、水、減水劑配置而成，按質量百分比計，水∶水泥∶粉煤灰∶石英砂∶減水劑＝0.24∶0.4∶0.6∶0.46∶0.001；以水泥、粉煤灰、石英砂、水混合均勻后的總體積為基數，PVA纖維的體積摻量為1.7％。

優選地，所述水泥采用P.042.5普通硅酸鹽水泥，所述粉煤灰采用一級粉煤灰，所述石英砂采用80-140目的精制石英砂，所述PVA纖維采用日本可樂麗公司生產的RECS15×12維綸短纖，所述減水劑采用濃度為40％的聚羧酸高效減水劑。

其中，所述GHPFRCC通過以下方法制備所得：

S1、按權利要求2所述的配方稱取水泥、粉煤灰、石英砂、PVA纖維、水和減水劑；

S2、將稱取的水泥、粉煤灰、石英砂干拌1-3min后，加入稱取的減水劑和75％的水攪拌至流塑狀態；然后加入剩余25％的水，攪拌3-5min；緩慢撒入PVA纖維，攪拌至均勻，即得。

本發明具有以下有益效果：

利用GHPFRCC局部替換掉原構件被破壞的混凝土，對鋼筋混凝土柱實施局部加固，在不加大柱截面尺寸的情況下，能大幅度提高混凝土柱的承載能力；并有效提高原構件的抗震能力和耐久性。

附圖說明

圖1為本發明實施例中GHPFRCC加固鋼筋混凝土柱示意圖。

圖2為圖1中1-1的剖面圖。

圖3為本發明實施例中鋼筋混凝土柱截面及配筋示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的及優點更加清楚明白，以下結合實施例對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施例1

取一根C30鋼筋混凝土柱(具體配筋和截面尺寸見圖1，其中，混凝土強度C30，保護層厚度為30mm，共需12根，其中3根不做保護層)，柱高900mm，截面尺寸為200mm×200mm。鋼筋采用直徑10mm的HRB400級鋼，箍筋選用HRB300，直徑6mm。在MTS試驗機上進行低周反復荷載試驗，直至破壞。對震損后的混凝土柱采用本發明的加固方法進行加固，具體包括如下步驟：

S1、配置GHPFRCC：