[發明專利]一種適用于嚴酷環境的混凝土構件加固方法

有效

• 申請號: 202110187729.4
• 申請日: 2021-02-18
• 公開（公告）號: CN112761379B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 王洪木;賈興文;黃小虎;郭海杰;鄧衛東;駱佳銀;張文馨;唐茂華;田昊;連磊
• 申請（專利權）人: 重慶建工第二建設有限公司;重慶大學
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02
• 代理公司: 重慶遠恒專利代理事務所(普通合伙) 50248
• 代理人: 伍倫辰

本發明公開了一種適用于嚴酷環境的混凝土構件加固方法，在現有的混凝土構件表面涂刷粘結劑再粘結碳纖維布實現快速加固，其特征在于，所述粘結劑采用磷酸鎂膠黏劑。方案中所述混凝土構件可以是可移動的混凝土物件或不可移動的混凝土建筑。本發明能夠更好的提高混凝土構件加固效果。

技術領域

本發明屬于混凝土施工技術領域，具體涉及一種適用于嚴酷環境的混凝土構件加固方法。

背景技術

混凝土施工時，經常采用碳纖維布做加固處理。碳纖維布是一種單向碳纖維織物，包括常用的碳布、碳纖維編織布、碳纖維預浸布、碳纖維織物、碳纖維帶、碳纖維片材（預浸布）等。作為土木工程領域重要的加固材料，碳纖維布常被用于混凝土結構構件的抗拉、抗剪和抗震加固。碳纖維布加固原理是：采用高性能的碳纖維配套樹脂浸漬膠粘結于混凝土構件表面，與配套的浸漬膠粘結在構件表面共同使用成為碳纖維復合材料，可構成完整的性能卓越的碳纖維布片材增強體系，利用碳纖維復合材料極高的抗拉強度承擔荷載作用時產生的拉應力，從而達到提高混凝土構件承載能力的目標。

環氧樹脂類有機膠是目前用于粘結碳纖維布時使用最為廣泛的結構用有機膠粘劑，但環氧樹脂類有機膠具有以下缺點：（1）耐高溫和耐火性差，環氧樹脂類有機膠軟化點很低，在工作溫度高于60℃后很快軟化失效；（2）具有毒性，環氧類有機膠生產過程中添加的溶劑或其他揮發性毒性物質，會對人體和環境帶來不利影響；（3）負溫環境下難以固化且脆性明顯，負溫環境下采用環氧樹脂膠黏劑粘貼碳纖維布時，難以正常固化，導致混凝土結構加固施工效率嚴重降低，甚至無法實施。

環氧樹脂及其他常用的有機結構膠只能在環境溫度為10~60℃的工作條件下正常使用。當溫度高于60℃時，有機結構膠與混凝土的界面粘結強度急劇降低，甚至快速軟化，無法發揮粘結加固作用。而當溫度降低到15攝氏度以下的低溫環境時，有機結構膠固化速度顯著降低。當施工現場環境溫度低于15℃時，應采取升溫措施提高養護溫度；也可采用低溫固化的膠種作為加固用膠。當溫度進一步降低到負溫時（0℃），即使采用低溫固化的結構膠，通常仍然需要采用加熱和養護等復雜方式加速環氧樹脂固化，采用有機膠粘貼碳纖維布的施工效率將會顯著降低，導致采用有機結構膠粘貼碳纖維布加固混凝土結構的施工工藝已經難以正常實施。

因此，在負溫（ 0℃）或高溫（ 60℃）的嚴酷環境下，包括環氧樹脂在內的有機結構膠的脆性顯著增加，而與混凝土的界面粘結強度則顯著降低，已經難以發揮粘結加固作用。

為了在嚴酷環境下可以利用碳纖維布實現混凝土結構快速加固，研究人員專門研發了可以在–5 ~ –15℃固化的低溫結構膠，但是采用低溫結構膠在負溫環境下粘貼碳纖維布時，仍然需要通過碘鎢燈、紅外線等方式對粘貼部位持續加熱促進低溫結構膠固化，且持續加熱需要維持24h，甚至更長時間，才能保證環氧樹脂正常固化。此外，采用低溫結構膠時，加固施工完畢的建筑表面仍然需要覆蓋棉毯等進行保溫，才能保證低溫膠的正常固化。導致混凝土結構加固施工效率顯著降低。此外，對于高溫環境，由于有機結構膠固有的高溫軟化特征，目前仍然缺乏可以用于混凝土結構加固的高溫結構膠，也導致處于高溫環境下的混凝土結構構件一旦出現損傷或者破壞就難以加固和修復。

有機結構膠(環氧樹脂)在嚴酷環境下難以使用，因此，研究人員將目光轉向了無機膠粘劑。常用的無機膠粘劑有硅酸鹽膠黏劑和磷酸鹽膠黏劑，但是這些無機膠黏劑與碳纖維布復合用于加固混凝土結構時，存在凝結固化速度慢、早期強度低以及與碳纖維布浸潤性差、容易剝離等問題。因此，也難以滿足嚴酷環境下混凝土結構的快速加固要求。

故適用于嚴酷環境的無機膠粘劑應要求具有凝結硬化速度快、早期強度高和粘結性能好的特點，但現有混凝土領域常用的有機結構膠，均難以滿足這些使用要求，影響了混凝土結構加固效果。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是：如何提供一種能夠更好的提高混凝土加固效果的適用于嚴酷環境的混凝土構件加固方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案：