CN114737524A - 采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，包括：检测裂缝部位及总结裂缝开展情况；确定加固修复类型；玄武岩纤维材料的选型及组合；设计玄武岩纤维的规格及用量。本申请旨在针对加固海工结构梁、板、柱及修复海工结构结构表面裂缝情况采用了有针对性地加工修复；该方法中的玄武岩纤维产量多，价格低廉，可以大大的降低工程经济；并且生产零污染，是新世纪新时代的优良环保新材料。该方法中的玄武岩纤维增强材料可以提高原有结构的强度及耐久性能。该方法对海工领域梁、板、柱结构加固修复后，无需进行再修补，节约维护成本。

Description

采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法
技术领域
本申请属于海工结构加固修复技术领域，具体涉及采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法。
背景技术
目前，海工结构维修加固的方法很多，主要有增设支点法、增大截面法、体外预应力法、置换混凝土法、粘贴钢板法等，与传统的结构加固技术相比，纤维材料加固法的技术逐渐开始推广应用。现阶段，主要应用于工程结构加固的纤维有碳纤维、玻璃纤维、钢纤维等，前者所述的纤维皆有其性能优势，碳纤维力学性能和耐腐蚀性能都很突出，所以用途最为广泛。但是，碳纤维成本高，脆性大，生产过程中对有污染。因此，为解决海工结构的混凝土老化、开裂、剥落以及钢筋锈胀等问题，研发一种采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法是亟待解决的技术问题。
发明内容
针对上述现有技术的缺点或不足，本申请要解决的技术问题是提供采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，其能够充分利用玄武岩纤维综合性能优势，针对高桩海工结构不同位置的不同裂缝情况，使用不同玄武岩纤维复合材料进行加固修复。
为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：
本申请提出了采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，包括：
检测裂缝部位及总结裂缝开展情况；
确定加固修复类型；
玄武岩纤维材料的选型及组合；
设计玄武岩纤维的规格及用量。
可选地，上述的采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，其中，上述的确定加固修复类型，包括：普通的非耐久性裂缝修复，锈胀裂缝、锈胀脱落和露筋等情况修复，海工结构面板加固，横梁及轨道梁加固或海工结构桩基加固等。
可选地，上述的采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，其中，上述的普通的非耐久性裂缝修复，对于宽度大于0.3mm的裂缝，采用灌浆法结合粘贴玄武岩纤维布的方法进行裂缝修复。
可选地，上述的采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，其中，所述玄武岩纤维布的尺寸至少要超出裂缝破损部位200mm。
可选地，上述的采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，其中，上述的锈胀裂缝、锈胀脱落和露筋等情况修复，采用先凿除破损部位松散混凝土，钢筋除锈至St2级，然后清理表面并涂覆界面粘结材料，再采用玄武岩纤维砂浆进行填充修补，恢复至构件原断面。
可选地，上述的采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，其中，对于露出钢筋截面损失率超过10％的构件，采用绑扎玄武岩纤维复合筋的方法进行修复。
可选地，上述的采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，其中，上述的绑扎玄武岩纤维复合筋中，使用玄武岩无捻纱密缠绕，然后用常温固化环氧树脂或乙烯基树脂在密绕的无捻纱上涂抹。
可选地，上述的采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，其中，上述的海工结构面板加固，采用玄武岩纤维网格结合玄武岩纤维砂浆的加固方法进行修复；和/或，所述玄武岩纤维网格的设计厚度为1～5mm。
可选地，上述的采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，其中，上述的横梁及轨道梁加固，凿除破损的混凝土及锈蚀的钢筋，采用钢筋-连续玄武岩纤维复合筋及玄武岩纤维混凝土的组合加大结构截面的方式进行修复；和/或，所述钢筋-连续玄武岩纤维复合筋的直径设计为16～20mm。
可选地，上述的采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，其中，上述的海工结构桩基加固，凿除剥落混凝土表面，采用玄武岩纤维套筒结合玄武岩纤维砂浆；和/或，在玄武岩纤维砂浆中添加玄武岩纤维网格或玄武岩纤维筋材网片以进一步加强修复。
与现有技术相比，本申请具有如下技术效果：
本申请旨在针对加固海工结构梁、板、柱及修复海工结构结构表面裂缝情况采用了有针对性地加工修复；该方法中的玄武岩纤维产量多，价格低廉，可以大大的降低工程经济；并且生产零污染，是新世纪新时代的优良环保新材料。该方法中的玄武岩纤维增强材料可以提高原有结构的强度及耐久性能。该方法对海工领域梁、板、柱结构加固修复后，无需进行再修补，节约维护成本。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1：本申请一实施例采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法的流程图；
图2：本申请一实施例采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法的具体应用示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1所示，在本申请的其中一个实施例中，采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，包括：
检测裂缝部位及总结裂缝开展情况；
确定加固修复类型；
玄武岩纤维材料的选型及组合；
设计玄武岩纤维的规格及用量。
本实施例旨在针对加固海工结构梁、板、柱及修复海工结构结构表面裂缝情况采用了有针对性地加工修复；该方法中的玄武岩纤维产量多，价格低廉，可以大大的降低工程经济；并且生产零污染，是新世纪新时代的优良环保新材料。该方法中的玄武岩纤维增强材料可以提高原有结构的强度及耐久性能。该方法对海工领域梁、板、柱结构加固修复后，无需进行再修补，节约维护成本。
其中，在本实施例中，上述的确定加固修复类型，包括：普通的非耐久性裂缝修复，锈胀裂缝、锈胀脱落和露筋等情况修复，海工结构面板加固，横梁及轨道梁加固或海工结构桩基加固等。本实施例能够针对不同的裂缝进行修复以及对不同的结构进行加固，以实现不同应用场景下的加固修复方法。
其中，针对裂缝修复以及结构加固的方法，以下通过两个不同的实施例进行详细描述。
实施例一
其中，在本实施例中，以某海上风电承台处出现了大小程度不同的裂缝，需要开展裂缝修补措施为例进行举例说明。
如图2所示，针对普通的非耐久性裂缝修复，在本实施例中，对于宽度大于0.3mm的裂缝，采用灌浆法结合粘贴玄武岩纤维布的方法进行裂缝修复。
其中，进一步地，所述玄武岩纤维布的尺寸至少要超出裂缝破损部位200mm。
另外，针对锈胀裂缝、锈胀脱落和露筋等情况修复，采用先凿除破损部位松散混凝土，钢筋除锈至St2级，然后清理表面并涂覆界面粘结材料，再采用玄武岩纤维砂浆进行填充修补，恢复至构件原断面。
进一步优选地，对于露出钢筋截面损失率超过10％的构件，采用绑扎玄武岩纤维复合筋的方法进行修复。
可选地，在本实施例中，上述的绑扎玄武岩纤维复合筋中，使用玄武岩无捻纱密缠绕，然后用常温固化环氧树脂或乙烯基树脂在密绕的无捻纱上涂抹，以实现玄武岩纤维复合筋绑扎的牢固性。
在本实施例中，所述玄武岩纤维复合筋是以玄武岩纤维材料为增强材料，树脂、填料等为基体，经过拉拢工艺制备而成的纤维增强复合材料制品，根据不同工艺可以生产出不同规格的纵向筋，箍筋以及环向筋。所述玄武岩纤维复合筋具有高强度以及耐腐蚀性等优势。
本实施例采用玄武岩纤维为基材，其中，玄武岩纤维不同于碳纤维，除了具备良好的力学及耐腐蚀性能，还具有耐高温，绝缘，无磁，环保绿色等特点综合性能特点，并且由于其价格不高且稳定，产量丰富，可以制成很多玄武岩纤维增强复合类制品，代替碳纤维和玻璃纤维同样可以耐受水工结构强冲刷强腐蚀的环境特点，有效的降低施工成本和提高施工效率。
实施例二
在本实施例中，以某码头横梁、桩基、面板皆出现了大小程度不同的裂缝，需要开展加固修复措施为例进行举例说明。
如图2所示，针对海工结构面板加固的情况，采用玄武岩纤维网格结合玄武岩纤维砂浆的加固方法进行修复。
进一步优选地，所述玄武岩纤维网格的设计厚度为1～5mm；进一步优选地，所述玄武岩纤维网格的设计厚2～5mm；进一步优选地，所述玄武岩纤维网格的设计厚度为2～4mm；进一步优选地，所述玄武岩纤维网格的设计厚度为3～4mm。在本实施例中，优选地采用2mm厚玄武岩纤维网格结合玄武岩纤维砂浆的加固系统。
针对横梁及轨道梁加固的情况，凿除破损的混凝土及锈蚀的钢筋，采用钢筋-连续玄武岩纤维复合筋及玄武岩纤维混凝土的组合加大结构截面的方式进行修复。
其中，上述的玄武岩纤维混凝土优选地采用掺有玄武岩纤维的混凝土形成，所述玄武岩纤维的掺量为0.80kg/m3～1.00kg/m3，进一步优选地，所述玄武岩纤维的掺量为0.90kg/m3～1.00kg/m3。本实施例优选地，采用所述玄武岩纤维的掺量为0.80kg/m3。所述玄武岩纤维与水泥基混凝土的热相容性好，通过采用钢筋-连续玄武岩纤维复合筋及玄武岩纤维混凝土的组合，可以对横梁及轨道梁进行加固修复。
所述钢筋-连续玄武岩纤维复合筋是由内心钢筋和外包纵向玄武岩纤维复合筋复合而成。其中，所述钢筋-连续玄武岩纤维复合筋的直径设计为16～20mm；进一步优选地，所述钢筋-连续玄武岩纤维复合筋的直径设计为17～20mm；所述钢筋-连续玄武岩纤维复合筋的直径设计为17～19mm；所述钢筋-连续玄武岩纤维复合筋的直径设计为18～19mm。其中，所述钢筋-连续玄武岩纤维筋具有钢筋高延性，弹模高、抗拉强度高、耐腐蚀性强，在结构中有稳定可靠的“二次刚度”及优良的延性与耗能能力，震后残余位移小，易于修复等特点。
进一步优选地，所述钢筋-连续玄武岩纤维复合筋还可采用其他筋材进行替换，具体地，如，玄武岩纤维复合筋或玄武岩纤维智能筋。
所述玄武岩纤维复合筋是指以玄武岩纤维材料为增强材料、树脂、填料等为基体，经过拉拢工艺制备而成的纤维增强复合材料制品，根据不同工艺可以生产出不同规格的纵向筋，箍筋以及环向筋。
所述玄武岩纤维智能筋是将分布式传感光纤在玄武岩纤维复合筋的生产过程中埋入，形成受力与传感的特性于一体的自传感智能材料。玄武岩纤维智能筋可以及时对结构内部应力应变进行监测，且具有抗电磁干扰、分布式传感、测量精度高等特点。
针对的海工结构桩基加固的情况，凿除剥落混凝土表面，采用玄武岩纤维套筒结合玄武岩纤维砂浆。其中，所述玄武岩纤维套筒由玄武岩纤维板材卷制而成，优选地，所述玄武岩纤维套筒为一体成型结构。
进一步优选地，在玄武岩纤维砂浆中添加玄武岩纤维网格或玄武岩纤维筋材网片以进一步加强修复。
本申请旨在针对加固海工结构梁、板、柱及修复海工结构结构表面裂缝情况采用了有针对性地加工修复；该方法中的玄武岩纤维产量多，价格低廉，可以大大的降低工程经济；并且生产零污染，是新世纪新时代的优良环保新材料。该方法中的玄武岩纤维增强材料可以提高原有结构的强度及耐久性能。该方法对海工领域梁、板、柱结构加固修复后，无需进行再修补，节约维护成本。因此，本申请具有良好的市场应用前景。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限定，参照较佳实施例对本申请进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围，均应涵盖在本申请的权利要求范围内。

Claims (10)

1.采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，其特征在于，包括：
检测裂缝部位及总结裂缝开展情况；
确定加固修复类型；
玄武岩纤维材料的选型及组合；
设计玄武岩纤维的规格及用量。
2.根据权利要求1所述的采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，其特征在于，上述的确定加固修复类型，包括：普通的非耐久性裂缝修复，锈胀裂缝、锈胀脱落和露筋等情况修复，海工结构面板加固，横梁及轨道梁加固或海工结构桩基加固。
3.根据权利要求2所述的采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，其特征在于，上述的普通的非耐久性裂缝修复，对于宽度大于0.3mm的裂缝，采用灌浆法结合粘贴玄武岩纤维布的方法进行裂缝修复。
4.根据权利要求3所述的采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，其特征在于，所述玄武岩纤维布的尺寸至少要超出裂缝破损部位200mm。
5.根据权利要求2所述的采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，其特征在于，上述的锈胀裂缝、锈胀脱落和露筋等情况修复，采用先凿除破损部位松散混凝土，钢筋除锈至St2级，然后清理表面并涂覆界面粘结材料，再采用玄武岩纤维砂浆进行填充修补，恢复至构件原断面。
6.根据权利要求5所述的采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，其特征在于，对于露出钢筋截面损失率超过10％的构件，采用绑扎玄武岩纤维复合筋的方法进行修复。
7.根据权利要求6所述的采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，其特征在于，上述的绑扎玄武岩纤维复合筋中，使用玄武岩无捻纱密缠绕，然后用常温固化环氧树脂或乙烯基树脂在密绕的无捻纱上涂抹。
8.根据权利要求2至7任一项所述的采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，其特征在于，上述的海工结构面板加固，采用玄武岩纤维网格结合玄武岩纤维砂浆的加固方法进行修复；和/或，所述玄武岩纤维网格的设计厚度为1～5mm。
9.根据权利要求2至7任一项所述的采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，其特征在于，上述的横梁及轨道梁加固，凿除破损的混凝土及锈蚀的钢筋，采用钢筋-连续玄武岩纤维复合筋及玄武岩纤维混凝土的组合加大结构截面的方式进行修复；和/或，所述钢筋-连续玄武岩纤维复合筋的直径设计为16～20mm。
10.根据权利要求2至7任一项所述的采用玄武岩纤维对海工结构的加固修复方法，其特征在于，上述的海工结构桩基加固，凿除剥落混凝土表面，采用玄武岩纤维套筒结合玄武岩纤维砂浆；和/或，在玄武岩纤维砂浆中添加玄武岩纤维网格或玄武岩纤维筋材网片以进一步加强修复。
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