CN103362318B - 一种预制trc板加固钢筋混凝土装置及界面处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制TRC板加固钢筋混凝土装置，包括：混凝土层、预制TRC板、耐碱纤维网、不锈钢螺栓、螺母、垫片；预制TRC板设置在混凝土层上，耐碱纤维网设置在预制TRC板的内部，不锈钢螺栓设置在混凝土层内部，螺母设置在不锈钢螺栓，垫片设置在预制TRC板和螺母之间。本发明的预制TRC板使用非金属纤维织物增强，加固界面剂MPC为无机材料，采用的界面处理方式具有耐腐蚀性，特别适用于腐蚀环境下的钢筋混凝土结构加固修补。本发明预制TRC板和通常的纤维增强树脂布加固结构相比，承受荷载的耐碱纤维网受到高性能细骨料混凝土层的保护，不易受到刮擦和火灾的影响。

Description

一种预制TRC板加固钢筋混凝土装置及界面处理方法

技术领域

本发明属于建筑工程结构加固领域，尤其涉及一种预制TRC板加固钢筋混凝土装置及界面处理方法。

背景技术

由于使用年限限制、功能改变、灾害作用、施工质量等因素的影响，我国存在大量建筑物需要加固和修复。传统加固方法如FRP加固法、外包钢加固法等无法解决结构加固后的耐久性和耐高温等问题。织物增强混凝土(TextileReinforced Concrete)是由高性能细骨料混凝土与多轴耐碱纤维网(如碳纤维、芳纶纤维、耐碱玻璃纤维、玄武岩纤维等)的结合而成的新型复合材料，它具有良好的承载能力、限裂能力、壁薄轻质高强、耐腐蚀及可塑性强等优点，常用于轻型预制构件和结构加固领域。现有的TRC材料应用研究还未涉及到符合实际受力构件的加固，其加固方法不具有可操作性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预制TRC板加固钢筋混凝土装置及界面处理方法，旨在解决现有的TRC材料用于加固混凝土结构法向朝下平面的方法可操作性差的问题。

本发明的目的在于提供一种预制TRC板加固钢筋混凝土装置，该预制TRC板加固钢筋混凝土装置包括：既有混凝土层、预制TRC板、耐碱纤维网、不锈钢螺栓、螺母、垫片；

耐碱纤维网设置在预制TRC板的内部，不锈钢螺栓植入既有混凝土层内部，预制TRC板上设置有与所述不锈钢螺栓相对应的预留孔，预制TRC板上的所述预留孔穿过所述不锈钢螺栓并通过使用磷酸钾镁水泥界面剂使预制TRC板粘结在既有混凝土层上，预制TRC板上的所述预留孔与不锈钢螺栓之间的孔缝隙内填有纤维混凝土，再将垫片与螺母依次套在所述不锈钢螺栓上把预制TRC板固定到既有混凝土层上，其中，垫片设置在预制TRC板和螺母之间。

进一步的，耐碱纤维网采用碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维或耐碱玻璃纤维。

进一步的，该预制TRC板加固钢筋混凝土结构界面处理方法包括以下步骤：预制TRC板，其中，耐碱纤维网设置在预制TRC板的内部；在需加固钢筋混凝土结构的既有混凝土表面上凿糙，使该既有混凝土表面产生一定的粗糙度；需加固钢筋混凝土结构的既有混凝土内植入不锈钢螺栓；将磷酸钾镁水泥界面剂涂抹在既有混凝土上；将预制TRC板贴在该界面剂上，使所述不锈钢螺栓穿过预制TRC板上的与所述不锈钢螺栓相对应的预留孔，在预制TRC板上的所述预留孔与不锈钢螺栓之间的孔缝隙内填有纤维混凝土，压紧预制TRC板，再将垫片和螺母依次套在所述不锈钢螺栓上把预制TRC板固定到既有混凝土层上。

进一步的，预制TRC板尺寸需与需加固钢筋混凝土结构构件的尺寸相适应。本发明的预制TRC板加固钢筋混凝土装置及界面处理方法，与钢筋混凝土相比，预制TRC板使用非金属纤维织物增强，加固界面剂MKPC为无机材料，加固方法采用的界面处理方式具有耐腐蚀性，使得加固方法特别适用于腐蚀环境下的RC结构加固修补。本发明预制TRC板和通常的FRP布加固结构相比，承受荷载的耐碱纤维网受到高性能细骨料混凝土层的保护，不易受到刮擦和火灾的影响。

附图说明

图1是本发明实施例提供的预制TRC板加固钢筋混凝土装置示意图；

图2是本发明实施例提供的预制TRC板加固钢筋混凝土界面处理方法流程图。

图中：1、混凝土层；2、预制TRC板层；3、耐碱纤维网；4、不锈钢螺栓；5、垫片；6螺母；7、纤维混凝土；8、MKPC界面剂层。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明提供的预制TRC板加固钢筋混凝土装置结构。为了便于说明，仅仅示出了与本发明相关的部分。

本发明的预制TRC板加固钢筋混凝土装置，该预制TRC板加固钢筋混凝土装置包括：混凝土层、预制TRC板、耐碱纤维网、不锈钢螺栓、螺母、垫片；

预制TRC板设置在混凝土层上，耐碱纤维网设置在预制TRC板的内部，不锈钢螺栓设置在混凝土层内部，螺母设置在不锈钢螺栓，垫片设置在预制TRC板和螺母之间。

作为本发明实施例的一优化方案，预制TRC板通过MKPC界面剂层的MPC界面剂和不锈钢螺栓上的螺母设置在混凝土层上。

作为本发明实施例的一优化方案，不锈钢螺栓通过纤维混凝土层设置在混凝土层内部。

作为本发明实施例的一优化方案，耐碱纤维网采用碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、耐碱玻璃纤维。

作为本发明实施例的一优化方案，在预制TRC板上设置于不锈钢螺栓相匹配的预留孔。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

如图1所示，本发明实施例提供的一种预制TRC板加固钢筋混凝土装置示意图；预制TRC板加固钢筋混凝土装置包括，混凝土层1、预制TRC板2、耐碱纤维网3，TRC基体夹有耐碱纤维网3，构成预制TRC板2，通过使用MKPC界面剂粘结在混凝土层1上，预制TRC板2穿过植入的不锈钢螺栓4粘贴到既有混凝土层1表面，再使用垫片5和螺母6把预制TRC板2固定到混凝土层1上。

具体固定方法：在混凝土层1结构表面凿糙，并在混凝土层1结构表面植入一定数量的不锈钢螺栓4，根据不锈钢螺栓4位置在预制TRC板2钻孔，孔径与不锈钢螺栓4相适应，再涂抹一定厚度的MKPC界面剂，通过MKPC界面剂将预制TRC板2粘贴在既有混凝土层1结构表面，在孔缝隙内填纤维混凝土7，套上垫片5，拧紧螺帽6，MKPC界面剂早强快凝。

利用本方法处理界面，能够使预制TRC板2与既有混凝土层1粘结良好，共同受载，充分利用预制TRC板2的承载能力，保障加固效果，本方法操作简单，造价低廉，不须特殊养护，不需搭设模板，是利用TRC板加固实际受力构件的完整施工过程，具有一定的推广性和可操作性，它可为钢筋混凝土结构提供一种新的加固方法且不受经济条件限制。

该发明还包括预制TRC板加固钢筋混凝土界面处理方法，图2是本发明实施例提供的一种预制TRC板加固钢筋混凝土界面处理方法流程图。该方法包括以下步骤：

S101：预制TRC板；

S102：表面粗糙化；

S103植入螺栓；

S104：涂抹界面剂；

S105：压紧预制TRC板。

本发明的具体步骤为：加固前，在梁正式加载前，首先用铁锤和尖锤将梁底1500mm范围内凿糙，凿糙以露出粗骨料为准，各加固梁粗糙度约为3mm；在梁纯弯曲两侧打孔前，先用HBY-84A型砼保护层测定仪对梁内钢筋进行定位；用冲击钻各打2个直径为10mm、深度为50mm的孔，用吹风机吹尽孔内灰尘并用水清洗；将不锈钢螺栓4预埋至孔内，灌入MKPC胶粘剂并待其凝固1d；粘贴预制TRC板2之前，用钢丝刷用力刷去梁底灰尘和松动的骨料，用毛刷将梁底打湿，进一步洗刷表面浮尘，并将梁底风干至表面无明水为止；在预制TRC板2上钻孔，应注意与梁底螺栓相对应。

在步骤S101中，预制TRC板2，预制TRC板2尺寸需与被加固混凝土构件的尺寸相适应，由试验室自制。预制TRC板2主要采用耐碱纤维网3如碳纤维、耐碱玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维等增强。其施工工艺为：在模板中首先涂抹3mm复合砂浆，然后铺设浸渍(环氧树脂)后的纤维网，重复以上工艺过程，水泥砂浆和纤维网(3层)间隔铺设，并在砂浆上表面刻痕。1d后拆模，并在室温下洒水养护28d。

在步骤S102中，表面粗糙化，在需加固结构的既有混凝土上凿糙，使表面产生一定粗糙度，以露出粗骨料为准。

在步骤S103中，植入不锈钢螺栓4，并在既有混凝土结构表面植入一定数量的不锈钢螺栓4，根据不锈钢螺栓4位置在预制TRC板2钻孔，孔径与不锈钢螺栓相适应。

在步骤S104，涂抹界面剂，制备界面剂磷酸钾镁水泥，并将它涂抹在既有混凝土上。

制作磷酸钾镁界面剂(MKPC)。MPC材料由死烧氧化镁粉(MgO，简称M)，复合缓凝剂(Composite Retarder，简称CR，包括硼砂和十二水合磷酸氢二钠)，工业级磷酸二氢钾(KH2PO4，简称K)以及掺合料粉煤灰(FlyAsh，简称FA)、石灰石粉(CaO·AL2O3，简称Ca)等按一定配比组成。各配方中mCR/m(M+掺)＝12％，m掺/m(M+掺)＝20％，mM/mK＝1∶1.5，mW/mMPC＝0.125，mFA∶mCa＝1∶1，浆体流动度为103mm。用灰刀将预先调制好的MKPC界面剂嵌刮于梁底凹陷部位进行修补填平(厚度约5mm)，尽量减小高差(仰面施工)。

在步骤S105中，压紧预制TRC板2，将预制TRC板2粘贴在既有混凝土结构表面，压平，让不锈钢螺栓4穿过预留孔，在孔缝隙内填纤维混凝土7。套好垫片5，拧紧螺母6。将预制TRC板2定位粘贴至梁底后，迅速用木工夹固定预制TRC板2，用木槌敲击板底，使界面剂填充空隙，刮去多余浆体；将不锈钢螺栓4上好螺母6后，布置一定数量的木工夹进行锚固；3d后撤去木工夹，7d后即可满足强度要求。

预制TRC薄板和钢筋混凝土相比，由于使用非金属纤维织物，并且界面剂MKPC为无机材料，加固方法采用这种界面处理方式具有耐腐蚀性，使得加固方法特别适用于腐蚀环境下的RC结构，并且相比较于通常的FRP布加固结构，承受荷载的耐碱纤维网3受到高性能细骨料混凝土层的保护，不易受到刮擦和火灾的影响。采用不锈钢螺栓4，是由于加固的施工工艺要求，其作用是便于压紧TRC薄板。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种预制TRC板加固钢筋混凝土装置，其特征在于，该预制TRC板加固钢筋混凝土装置包括：既有混凝土层、预制TRC板、耐碱纤维网、不锈钢螺栓、螺母、垫片；

耐碱纤维网设置在预制TRC板的内部，不锈钢螺栓植入既有混凝土层内部，预制TRC板上设置有与所述不锈钢螺栓相对应的预留孔，预制TRC板上的所述预留孔穿过所述不锈钢螺栓并通过使用磷酸钾镁水泥界面剂使预制TRC板粘结在既有混凝土层上，预制TRC板上的所述预留孔与不锈钢螺栓之间的孔缝隙内填有纤维混凝土，再将垫片与螺母依次套在所述不锈钢螺栓上把预制TRC板固定到既有混凝土层上，其中，垫片设置在预制TRC板和螺母之间。

2.如权利要求1所述的预制TRC板加固钢筋混凝土装置，其特征在于，耐碱纤维网采用碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维或耐碱玻璃纤维。

3.一种预制TRC板加固钢筋混凝土结构界面处理方法，其特征在于，该预制TRC板加固钢筋混凝土结构界面处理方法包括以下步骤：预制TRC板，其中，耐碱纤维网设置在预制TRC板的内部；在需加固钢筋混凝土结构的既有混凝土表面上凿糙，使该既有混凝土表面产生一定的粗糙度；需加固钢筋混凝土结构的既有混凝土内植入不锈钢螺栓；将磷酸钾镁水泥界面剂涂抹在既有混凝土上；将预制TRC板贴在该界面剂上，使所述不锈钢螺栓穿过预制TRC板上的与所述不锈钢螺栓相对应的预留孔，在预制TRC板上的所述预留孔与不锈钢螺栓之间的孔缝隙内填有纤维混凝土，压紧预制TRC板，再将垫片和螺母依次套在所述不锈钢螺栓上把预制TRC板固定到既有混凝土层上。

4.如权利要求3所述的预制TRC板加固钢筋混凝土结构界面处理方法，其特征在于，预制TRC板尺寸需与需加固钢筋混凝土结构构件的尺寸相适应。