CN109322502A - 一种用于受弯构件加固的高强钢筋超高性能混凝土板材 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑结构加固技术领域，这种用于受弯构件加固的高强钢筋超高性能混凝土板材是由两部分构成，一部分为高强钢筋，一部分为超高性能混凝土。板材通过预制并用无机胶粘贴或者现浇的方式对原结构或构件进行加固。与常见的加固技术相比，该板材便于运输和安装，厚度小，体型轻便重量轻，强度高，耐磨、承载能力高，抗冲击、抗疲劳性能好，耐候性好，施工快捷高效，粘结剂无机胶粘材料耐高温，又能耐低温，毒性小，不燃烧，无环境污染，耐油、耐辐射、不老化，耐久性好，可以室温固化，基本不收缩，有的反而略有膨胀，原料易得，价格低廉，使用方便。本发明是可广泛应用于各种施工环境下的加固方法。

Description

一种用于受弯构件加固的高强钢筋超高性能混凝土板材

技术领域

本发明涉及建筑结构加固技术领域，具体指一种用于受弯构件加固的高强钢筋超高性能混凝土板材。

背景技术

由于自然灾害、房屋使用功能改变、设计施工及管理失误、环境腐蚀和损伤积累、房屋达到设计使用年限等原因，建筑业正面临着如何对已有的建筑结构进行维护和改造加固的问题。现已存在的加大截面加固法、外包钢加固法、粘贴碳纤维加固法、粘钢加固法、钢筋网复合砂浆加固法等，在多年的工程实践中都体现出了各自的不足。

超高性能混凝土(UHPC),也称活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete)是继高强、高性能混凝土之后，出现的一种力学性能、耐久性能都非常优越的新型建筑材料。在石油、核电、市政、海洋及军事设施等工程中有广阔的应用前景。国外应用工程主要有加拿大魁北克省的Sherbrooke，世界上第一座预应力活性粉末混凝土结构人行天桥，法国Cattenom核电站等工程，我国则主要应用于高铁客运专线人行道盖板、挡板以及一些军事设施等，在其他领域应用的近年来逐渐增多。但此项技术尚未在加固用装配式板材上应用，也没有相应的制作和施工方法。

现有的加固技术存在以下几点问题：(1)加大截面法对结构的外观和净空有一定影响；(2)外包钢加固结构中节点区受力复杂，构造处理相当困难；(3)粘贴碳纤维加固后的构件耐火性较差，需进行专门的防火处理；(4)粘钢加固只适于承受静力作用，且处于正常湿度环境下的构件；(5)钢筋网复合砂浆加固法对构件的承载力提高幅度有一定的局限；(6)预应力加固法不宜用于处在高湿度环境下的混凝土结构或混凝土收缩徐变较大的混凝土结构的加固，(7)传统加固方法受现场施工条件局限，操作相对比较复杂，工序繁琐。(8)一般混凝土耐久性存在问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于受弯构件加固的高强钢筋超高性能混凝土板材，该板材解决了上述加固技术的不足，施工简单便捷、适用性更广、截面尺寸变化小、自重不大、抗震性能好、耐久性好、承载力提高幅度大。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于受弯构件加固的高强钢筋超高性能混凝土板材，包括预制模具、高强钢筋、超高性能混凝土、无机胶。所述板材还涉及上述高强钢筋超高性能混凝土板材的制作方法，制作与施工方法包括以下步骤：(1)板材模具的预处理；用水性脱模剂均匀涂抹板材模具。(2)制备混凝土；进行混凝土的制备，包括原材料的称重、混合与搅拌。(3)高强钢筋超高性能混凝土板材的浇筑及成型；将得到的超高性能混凝土在预拉钢筋处一次浇注入模，使其均匀布料于板材模具内，施工中随时检查模板、钢筋及各种预埋件的位置和稳固情况，发现问题及时处理。之后将装有超高性能混凝土的模具放到高频振动台振动2～3分钟，使超高性能混凝土体内的气体完全从混凝土表面逸出，最后用抹子收平表面，高频振动台的振动频率不少于50赫兹，振幅0.3mm～0.6mm。(4)高强性能混凝土达到设计强度的70％时，放松预拉的高强钢筋，并对形成的复合板材尺寸进行修正。(5)高强钢筋超高强性能混凝土板材的养护；将成型的高强钢筋超高强性能混凝土板材用塑料薄膜包住，水平吊装并放置于室内进行自然养护，室内自然养护温度不低于20℃，24小时后拆模，在吊装预埋件上安装吊环螺栓，至此，高强钢筋超高强性能混凝土板材的制作完成。(6)高强钢筋超高性能混凝土板材的施工采用无机胶进行粘贴；先对待加固构件表面进行净除处理，使原构件混凝土结构层外露；再对外露的结构层进行除杂，并做凿毛处理,直至露出混凝土结构层新面且达至其骨料面(若有裂缝，需对裂缝进行相应处理)；在原构件粘贴位置线点位置线，然后在原构件表面涂刷建筑结构无机胶胶粘剂；用固定加压系统固定预制好的板材，适当加压,以胶液刚从钢板边缝挤出为度。固化、卸加压固定系统：加固后构件进行固化处理，待结构稳定后进行卸载固定。

与现有技术相比，本发明的技术优势在于：

(1)采用超高性能混凝土制作，其力学性能与普通混凝土预制板有很大差别，混凝土抗压强度≥110Mpa，混凝土抗折强度≥15Mpa，单轮最大轮压13KN，最大承载力200KN，具有超高抗压、抗折强度，优异的耐久性，抗冲击、抗弯曲性能强；提高早期强度，混凝土自然养护24小时后强度就大于60MPa，即可进行吊装,减少养护维修工作量；克服普通混凝土预制板强度不高，表面不耐磨，边角掉块,易折断等问题；

(2)制作方法简单，可工厂化批量生产，标准化制作，质量稳定可靠，成本低；

(3)高强钢筋超高性能混凝土板材两面均可使用，均可吊装，而且可重复利用，具有良好的经济效益；

(4)加固施工工艺简单，只需对被加固构件的表面进行处理，用粘结剂将高强钢筋超高性能混凝土板材与之牢固地粘结成一个整体，就能使高强钢筋超高性能混凝土板材与原构件很好地共同工作，且不需特殊设备，所需劳动力少，易于操作；

(5)胶粘剂的粘结强度高于混凝土、石材等，可以使加固体与原构件形成一个良好的整体，受力较均匀，不会在构件中产生应力集中现象。使用无机胶胶粘材料性能优越，无环境污染，符合发展潮流；

(6)粘贴高强钢筋超高性能混凝土板材所占空间小、对构件的断面尺寸和重量影响不大，对建筑物的使用净空间和外观影响很小。

综上，该产品技术性能优越，可广泛应用于临时建筑设施、抗震抢险等工程领域。适合于市政、桥梁工程，尤其是老旧建筑物的加固，在我国大规模的工程建设中具有广阔的应用前景。

附图说明

以下附图中，1为超高性能混凝土，2为高强钢筋，3为超高性能混凝土预制板,，4为待加固受弯构件，5为无机胶胶黏剂。

图1为超高性能混凝土预制板加固受弯构件示意图；

图2为超高性能混凝土预制板加固受弯构件断面示意图；

图3为超高性能混凝土预制板立面示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式及附图，对本发明做进一步的详细说明。

第一步对高强钢筋2施加预应力，将高强钢筋2的两端锚固在张拉器具上，进行张拉，并保证高强钢筋2表面平直，等达到预应力控制值之后停止张拉并保持预应力。

第二步浇筑超高性能混凝土1，厚度为20mm-30mm，并进行养护。

第三步待混凝土1达到要求强度后，混凝土1与钢筋2具有足够的粘结力，然后放张，通过粘结力将预应力传给混凝土1，检查钢筋2是否平整，并对形成的复合板材的尺寸进行修正。

第四步对待加固构件4表面进行净除处理后，在待加固构件4粘贴位置线点位置线，然后在待加固构件4表面涂刷建筑结构无机胶胶粘剂5；用固定加压系统固定预制板材3，适当加压，以胶液5刚从预制板材3边缝挤出为度。固化、卸加压固定系统：加固后构件进行固化处理，待结构稳定后进行卸载固定。

Claims (5)

1.一种用于受弯构件加固的高强钢筋超高性能混凝土板材，其特征在于：所述加板材由高强钢筋和超高性能混凝土构成，两种材料通过预制厂进行现浇预制。

2.根据权利要求1所述的一种用于受弯构件加固的高强钢筋超高性能混凝土板材，其特征在于：超高性能混凝土强度不低于140MPa，高强钢筋强度不低于400MPa。

3.根据权利要求1所述的一种用于受弯构件加固的高强钢筋超高性能混凝土板材，其特征在于：在制造过程中高强钢筋始终处于预张拉状态，高强钢筋上的预拉应力应控制在0.7f_ptk。

4.根据权利要求1所述的一种用于受弯构件加固的高强钢筋超高性能混凝土板材，其特征在于：预制板材完成后，进行养护处理，这一过程保证加固无机胶胶处于初凝之前。

5.根据权利要求1所述的一种用于受弯构件加固的高强钢筋超高性能混凝土板材，其施工方法包括如下步骤：(a)板材模具的预处理；用水性脱模剂均匀涂抹板材模具。(b)制备混凝土：进行混凝土的制备，包括原材料的称重、混合与搅拌。(c)高强钢筋超高性能混凝土板材的浇筑及成型。