CN111927135B - 一种利用纤维混凝土修复木结构裂缝的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用纤维混凝土修复木结构裂缝的方法，包括以下步骤：1)木结构本体裂缝标记；2)沿裂缝磨出数个X型或哑铃型凹槽；3)清除凹槽内木屑及松散部分；4)在凹槽内浇筑纤维混凝土；5)养护硬化；6)表面处理。本发明利用纤维混凝土的低成本、高抗拉强度和容易成型的特点，代替木结构以承受其在原有裂缝位置的受力状态，弥补了木结构抗拉强度低的缺陷，同时可有效控制裂缝的产生与发展。本发明解决了现有木结构裂缝修复方法会对本体原貌产生不可逆改变的问题，保证木结构原貌的完整性，并通过使修复后木结构成为整体，实现整体力学性能的提升，具有能让修复后木结构变形能力提高、使用寿命延长、维修频率降低的优点。

Description

一种利用纤维混凝土修复木结构裂缝的方法
技术领域
本发明涉及结构修复技术领域和结构加固技术领域，具体涉及利用纤维混凝土修复木结构裂缝的方法。
背景技术
中国木结构建筑历史悠久、类型多样，以木结构为主流的中国古建筑体系也在世界建筑中独树一帜，代表了中国辉煌的物质文明和精神文明，有极高的历史、科技和艺术价值。然而，作为生物材料，木材在长时间自然环境及人为因素影响下易产生变形、裂缝、腐蚀等问题，不仅影响建筑结构安全，也会影响建筑价值。
木结构中的裂缝主要由于木材在干燥过程中，切向收缩率大于径向，或外层木材收缩率大于内层而产生的，导致平行于顺纹方向的开裂；当木材长期受到外力作用时，其力学性能的退化也会导致顺纹方向的裂缝发生。目前针对木结构裂缝的修复方法依据裂缝宽度分类可包括：仅用腻子抹缝，嵌补木条并用胶粘剂固定，木条嵌补及裂缝外加铁箍，补强加固或更换新木等，也有利用纤维增强材料包裹在受损木结构表面进行加固的方法。虽然上述做法可以一定程度上提升木结构整体质量，但往往存在修缮过程中影响木结构的外型，特别是对于平板型的木结构，会影响其平整性；此外以上加固的成本较高。
为此，如何既保证原有木结构建筑的原貌，又能提升木结构性能、延长使用寿命，是建筑结构修复及加固领域技术人员需要进行讨论和研究的课题。
发明内容
本发明的目的是针对现有木结构裂缝修复方法的不足，提供一种新型的修复和加固方法，其特点是用纤维混凝土灌注木结构原始裂缝，并与木结构本体形成统一结构受力体系以承担外部荷载。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种利用纤维混凝土修复木结构裂缝的方法，包括以下步骤：
(1)木结构本体裂缝标记；
(2)沿裂缝磨出数个凹槽，每个凹槽跨越裂缝；
(3)清除凹槽内木屑及松散部分；
(4)在凹槽内表面涂抹环氧树脂胶；
(5)在凹槽内浇筑纤维混凝土；
(6)养护硬化；
(7)表面处理。
本发明步骤一中本发明通过对木结构裂缝进行标记避免在裂缝修复中出现遗漏。
本发明步骤二中，举例而非限制，所述凹槽采用X型和/或哑铃型。
进一步的，步骤二中X型或哑铃型凹槽沿着木结构裂缝长度方向布置。
进一步的，步骤二中X型凹槽厚度及平面尺寸根据裂缝大小按X类型设置即可，无特殊尺寸要求；哑铃型凹槽端部过度为弧形，厚度及平面尺寸根据裂缝大小设置，亦无特殊尺寸要求。
进一步的，步骤五中，纤维混凝土可以为钢纤维混凝土、高分子量聚合物纤维混凝土、碳纤维混凝土、玄武岩纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、混杂纤维混凝土等。所述纤维混凝土的抗拉强度大于4MPa，最大抗拉强度对应的轴向延伸率不小于3％。
进一步的，利用纤维混凝土修复木结构裂缝的方法可用于修复建筑结构中木结构裂缝，也可用于木结构板材裂缝修复。
本发明的优点在于：
1.纤维混凝土浇筑形成的X型或哑铃型嵌缝加固体系具有自锁紧的效果，从而使原有木结构的抗拉能力提高、延性增强、变形能力提升、抗冲击性能提高。
2.木结构原有裂缝处通过浇筑纤维混凝土的方法，利用混凝土易成型的优点，可以实现就地、快速、便捷地修复；
3.纤维混凝土主要为无机的水泥基材料组成，具有优于环氧基材料的耐久性，可以显著提高木结构的使用寿命。
4.通过开槽的方式，浇筑纤维混凝土修复木结构裂缝，相较于普通木结构裂缝的表面修复方法，可较大程度保证木结构真实度，不影响结构本身形貌，对古建筑保护起到极大促进作用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明实施例1裂缝修复前木结构裂缝处凹槽处理整体及局部示意图；
图2是图1中修复后木结构原裂缝处示意图；
图3是本发明实施例2裂缝修复前木结构裂缝处凹槽处理整体示意图；
图4是图3中修复后木结构原裂缝处示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案的前提下进行实施，给出了详细的实施方案和具体的操作过程，但本发明的保护加固范围不限于下述的实施例。
实施例1：
本实施例所用的纤维混凝土为短切的超高分子量聚乙烯纤维混凝土，其抗拉强度5MPa，对应最大拉伸强度的应变6％，其抗压强度30MPa。举例而非限制，本实施例裂缝修复前凹槽采用X型处理，X型凹槽大小依据裂缝宽度拟定合适数值，沿裂缝长度排列，如图1所示。本实施例裂缝经纤维混凝土浇筑形成的X型嵌缝加固后如图2所示。
本实施利用纤维混凝土修复木结构裂缝的方法如下：
(1)木结构本体裂缝标记；
(2)沿裂缝长度开多个X型凹槽，X型凹槽厚度及平面尺寸根据裂缝大小设置，本实施例中裂缝宽度为0.1mm，沿长度方向分布不均，故选用双向X凹槽平行布置，凹槽深度0.5mm，X型截面宽度为0.5mm；
(3)清除凹槽内木屑及松散部分；
(4)在凹槽内表面涂抹环氧树脂胶；
(5)在凹槽内浇筑UHMWPE纤维混凝土；
(6)养护硬化；
(7)表面处理。
实施例2：
本实施例所用的纤维混凝土为聚乙烯醇(PVA)纤维水泥基复合材料，其抗拉强度3MPa，对应最大拉伸强度的应变3％，其抗压强度35MPa。举例而非限制，本实施例裂缝修复前凹槽采用哑铃型型处理，哑铃型型凹槽大小依据裂缝宽度拟定合适数值，沿裂缝长度排列，如图3所示。本实施例裂缝经纤维混凝土浇筑形成的哑铃型嵌缝加固后如图4所示。
本实施利用纤维混凝土修复木结构裂缝的方法如下：
(1)木结构本体裂缝标记；
(2)沿裂缝长度开哑铃型凹槽，凹槽端部过度为弧形，厚度及平面尺寸根据裂缝大小设置，无特殊尺寸要求，本实施例中采用两种哑铃型凹槽布置；
(3)清除凹槽内木屑及松散部分；
(4)在凹槽内表面涂抹环氧树脂胶；
(5)在凹槽内浇筑钢纤维混凝土；
(6)养护硬化；
(7)表面处理。
上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所在领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此引出的显而易见的变化或变动仍属于本发明创造权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种利用纤维混凝土修复木结构裂缝的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)木结构本体裂缝标记；
(2)沿裂缝磨出数个凹槽，每个凹槽跨越裂缝；
(3)清除凹槽内木屑及松散部分；
(4)在凹槽内浇筑纤维混凝土；
(5)养护硬化；
(6)表面处理；
所述凹槽采用X型和/或哑铃型；
X型或哑铃型凹槽沿着木结构裂缝长度方向布置；
X型凹槽厚度及平面尺寸根据裂缝大小按X类型设置即可，无特殊尺寸要求；哑铃型凹槽端部过度为弧形，厚度及平面尺寸根据裂缝大小设置，亦无特殊尺寸要求。
2.根据权利要求1所述的利用纤维混凝土修复木结构裂缝的方法，其特征在于：所述步骤(4)中的纤维混凝土为钢纤维混凝土、高分子量聚合物纤维混凝土、碳纤维混凝土、玄武岩纤维混凝土、混杂纤维混凝土。
3.根据权利要求2所述的利用纤维混凝土修复木结构裂缝的方法，其特征在于：所述纤维混凝土的抗拉强度大于4MPa，最大抗拉强度对应的轴向延伸率不小于3％。
4.根据权利要求1所述的利用纤维混凝土修复木结构裂缝的方法，其特征在于：用于木结构板材裂缝修复。
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