CN112922380A - 用粘贴高强玻璃纤维复合材料环向加固筒仓结构的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用粘贴高强玻璃纤维复合材料环向加固筒仓结构的方法，属于筒仓环向加固技术领域。本发明对筒仓松散的混凝土进行剥除、修复裂缝、整平表面后，通过粘贴适当数量的高强玻璃纤维复合材料对筒仓进行环向加固补强。根据筒仓的缺陷状况及加固后筒仓承载能力的要求，通过计算确定所需高强玻璃纤维复合材料的厚度，使其在满足加固的前提下，避免不必要的浪费。相较于传统做法，该加固方法不会增加结构自重，无需增加基础承载力；并且既能提供结构所需的强度、提高结构整体承载能力，又具有防水防腐等密封作用，防止裂缝扩展，提高结构耐久性；避免了高空混凝土现浇作业，降低了施工的复杂程度，具有显著的经济效益。

Description

用粘贴高强玻璃纤维复合材料环向加固筒仓结构的方法
技术领域
本发明介绍了用粘贴高强玻璃纤维复合材料环向加固筒仓结构的方法，属 于筒仓环向加固技术领域。
背景技术
混凝土筒仓广泛应用于工程生产中，由于施工工艺以及长期反复的使用过 程中，混凝土筒仓的外壁常会出现横向裂缝、混凝土剥落、钢筋裸露锈蚀等缺 陷，影响筒仓的正常使用。因此，需要对既有的混凝土筒仓进行加固，以提高 其整体承载能力和长期耐久性。
然而传统浇注混凝土增大截面的加固法，增加了结构自重，导致增加了基 础承载力；另外施工繁琐，需要在高空制作模板，且需进行高空混凝土现浇作 业，从而造成了施工的复杂程度，工期延长，导致成本上升。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：提供用粘贴高强玻璃纤维复合材料对筒 仓进行环向加固的方法，该加固方法在不增加结构自重的前提下，仍能保证结 构加固效果，提高混凝土筒仓的整体承载能力，修复筒仓外壁的裂缝(含损伤)， 提高结构的长期耐久性，与现行方法相比具有明显优势。
本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
用粘贴高强玻璃纤维复合材料环向加固筒仓结构的方法，包括以下步骤：
步骤一：根据筒仓的缺陷状况及加固后筒仓承载能力的要求，选择粘贴适 当厚度的高强玻璃纤维复合材料；
粘贴厚度为t的高强玻璃纤维复合材料，其加固效果等于效量化为数量为 ns根的环向钢筋，方便与原设计进行比较，明确其加固效果。此计算既能满足加 固的要求，又不至使用过多的加固材料，避免不必要的浪费，环保节约；宽度b 范围内厚度为t的高强玻璃纤维复合材料提供的环向拉力F大于筒仓缺失的承载 力，具体公式如下：
Figure BDA0002918114170000011
Figure BDA0002918114170000012
Figure BDA0002918114170000021
其中，各参数的意义为：
Figure BDA0002918114170000022
步骤二：凿除剥落松散的混凝土，对筒仓外壁表面打磨凿毛；
步骤三：在有缺陷的混凝土区域用环氧砂浆进行修复填补，使结构表面平 整；对裂缝用环氧树脂进行修复封闭；
步骤四：按照计算所需的厚度和筒仓尺寸裁定高强玻璃纤维复合材料，并 用环氧树脂胶浸渍，备好待用；
步骤五：在规定时间内了，将浸渍好的高强玻璃纤维复合材料粘贴在需加 固的区域内，需要时进行搭接连接，搭接长度为200mm；
步骤六：检查粘贴表面情况，在空鼓区域进行修补，自然环境下养护48h 使高强玻璃纤维复合材料固化；
步骤七：根据筒仓具体情况，需要时在筒仓外壁涂刷不同颜色的涂装材料。
作为优选实例，选取的玻璃纤维布面密度不小于900g/m2；浸渍玻璃纤维布 选取的环氧树脂具有很强的渗透性，可以渗透到混凝土结构表层，粘结能力强， 而且耐久性良好；两者所组成的高强玻璃纤维复合材料单层厚度t1不低于 1.2mm，能与原有混凝土结构粘结为一体，协调变形、共同受力，并且具有耐紫 外线能力，可承受70℃的室外温度。
本发明的有益效果是：相较于传统浇注混凝土增大截面的加固法，该加固 方法不会增加结构自重，无需增加基础承载力，通过计算可以确定筒仓外壁粘 贴高强玻璃纤维复合材料的厚度，其加固效果可等效换算为环向钢筋，可与原 设计进行对照比较，为施工提供指导，保证加固材料的合适用量，不至材料用 量过多造成浪费，也不至材料用量过少不能满足加固需求，该加固方法既能提 高混凝土筒仓的整体承载能力，又可以修复裂缝并抑制裂缝扩展，弥补裂缝对 混凝土筒仓的不良影响，同时，利用高强玻璃纤维复合材料的耐紫外线等特性 提高混凝土筒仓的长期耐久性，施工简单，无需高空制作模板，避免了高空混 凝土现浇作业，降低了施工的复杂程度，保证质量，节省工期，具有显著的经 济效益。
附图说明
图1为本发明在筒仓上粘贴玻璃纤维复合材料时的正视图；
图2为图1中A-A向的结构示意图；
图3为本发明在筒仓上按照300@300净间距，即厚度t为0.6mm的方式粘 贴玻璃纤维复合材料时的正视图；
图4为本发明在筒仓上按照满贴一层，即厚度t为1.2mm的方式粘贴玻璃纤 维复合材料时的正视图；
图5为本发明在筒仓上按照满贴一层，即厚度t为1.2mm和300@300净间 距，即厚度t为0.6mm的方式粘贴玻璃纤维复合材料时的正视图。
具体实施方式
为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1和图2所示，用粘贴高强玻璃纤维复合材料环向加固筒仓结构的方 法，包括以下步骤：
步骤一：根据筒仓的缺陷状况及加固后筒仓承载能力的要求，选择粘贴适 当厚度的高强玻璃纤维复合材料；
粘贴厚度为t的高强玻璃纤维复合材料，其加固效果等于效量化为数量为 ns根的环向钢筋，方便与原设计进行比较，明确其加固效果，此计算既能满足加 固的要求，又不至使用过多的加固材料，避免不必要的浪费，环保节约；宽度b 范围内厚度为t的高强玻璃纤维复合材料提供的环向拉力F大于筒仓缺失的承载 力，具体公式如下：
Figure BDA0002918114170000041
Figure BDA0002918114170000042
Figure BDA0002918114170000043
其中，各参数的意义为：
Figure BDA0002918114170000044
步骤二：凿除剥落松散的混凝土，对筒仓外壁表面打磨凿毛；
步骤三：在有缺陷的混凝土区域用环氧砂浆进行修复填补，使结构表面平 整；对裂缝用环氧树脂进行修复封闭；
步骤四：按照计算所需的厚度和筒仓尺寸裁定高强玻璃纤维复合材料，并 用环氧树脂胶浸渍，备好待用；
步骤五：在规定时间内了，将浸渍好的高强玻璃纤维复合材料粘贴在需加 固的区域内，需要时进行搭接连接，搭接长度为200mm；
步骤六：检查粘贴表面情况，在空鼓区域进行修补，自然环境下养护48h 使高强玻璃纤维复合材料固化；
步骤七：根据筒仓具体情况，需要时在筒仓外壁涂刷不同颜色的涂装材料。
选取的玻璃纤维布面密度不小于900g/m2；浸渍玻璃纤维布选取的环氧树 脂具有很强的渗透性，可以渗透到混凝土结构表层，粘结能力强，而且耐久性 良好；两者所组成的高强玻璃纤维复合材料单层厚度t1不低于1.2mm，能与原 有混凝土结构粘结为一体，协调变形、共同受力，并且具有耐紫外线能力，可 承受70℃的室外温度。
进一步的，选取一种玻璃纤维复合材料后计算加固所需的厚度及其等效的 环向钢筋，玻璃纤维复合材料的单层厚度t1为1.2mm，抗拉强度设计值σc为480 MPa；钢筋为Q235，直径d为20mm，抗拉强度设计值σs为210MPa；
如图3、图4、图5所示，考虑筒仓三种不同的损伤情况，
即情况一：在筒仓上按照300@300净间距，即厚度t为0.6mm的方式粘贴 玻璃纤维复合材料；
情况二：在筒仓上按照满贴一层，即厚度t为1.2mm的方式粘贴玻璃纤维复 合材料；
情况三：在筒仓上按照满贴一层，即厚度t为1.2mm并外加300@300净间 距，即厚度t为0.6mm，总厚度为1.8mm的方式粘贴玻璃纤维复合材料；
并利用公式(1)、(2)、(3)计算相应其对应的等效环向钢筋分布情况，计 算结果如表1中数据；
表1三种情况下粘贴高强玻璃纤维复合材料的加固效果
Figure BDA0002918114170000051
Figure BDA0002918114170000061
由表1可知，按照300@300(净间距)的方式粘贴高强玻璃纤维复合材料， 其加固效果相当于增加了直径20mm的Q235钢筋净间距为230mm；满贴一层 的加固效果相当于增加了直径20mm的Q235钢筋净间距为115mm；满贴一层 并外加300@300(净间距)的加固效果相当于增加了直径20mm的Q235钢筋 净间距为76mm。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业 的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和 范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保 护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.用粘贴高强玻璃纤维复合材料环向加固筒仓结构的方法其特征在于：包括以下步骤；
步骤一：根据筒仓的缺陷状况及加固后筒仓承载能力的要求，选择粘贴适当厚度的高强玻璃纤维复合材料；
粘贴厚度为t的高强玻璃纤维复合材料，其加固效果等于效量化为数量为ns根的环向钢筋，宽度b范围内厚度为t的高强玻璃纤维复合材料提供的环向拉力F大于筒仓缺失的承载力，具体公式如下：
Figure FDA0002918114160000011
Figure FDA0002918114160000012
Figure FDA0002918114160000013
其中，各参数的意义为：
Figure FDA0002918114160000014
步骤二：凿除剥落松散的混凝土，对筒仓外壁表面打磨凿毛；
步骤三：在有缺陷的混凝土区域用环氧砂浆进行修复填补，使结构表面平整；对砼表面的裂缝用环氧树脂进行修复封闭；
步骤四：按照计算所需的厚度和筒仓尺寸裁定高强玻璃纤维复合材料，并用环氧树脂胶浸渍，备好待用；
步骤五：在规定时间内，将浸渍好的高强玻璃纤维复合材料粘贴在需加固的区域内，需要时进行搭接连接，搭接长度为200mm；
步骤六：检查粘贴表面情况，在空鼓区域进行修补，自然环境下养护48h使高强玻璃纤维复合材料固化；
步骤七：根据筒仓具体情况，需要时在筒仓外壁涂刷不同颜色的涂装材料。
2.根据权利要求1所述的用粘贴高强玻璃纤维复合材料环向加固筒仓结构的方法，其特征在于：选取的玻璃纤维布面密度不小于900g/m2；浸渍玻璃纤维布选取的环氧树脂具有很强的渗透性，可以渗透到混凝土结构表层，粘结能力强，而且耐久性良好；两者所组成的高强玻璃纤维复合材料单层厚度t1不低于1.2mm，能与原有混凝土结构粘结为一体，协调变形、共同受力，并且具有耐紫外线能力，可承受70℃的室外温度。
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