CN115446977B - 一种加固用钢绞线网增强ecc预制板生产装置、方法及加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑工程结构加固技术领域，具体涉及一种加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置、方法及加固方法，其中装置包括钢板、内框架和外框架，所述内框架和所述外框架均可拆卸设置在所述钢板的相同表面，所述内框架合围成闭合的方框状，所述外框架设置在所述内框架外围，所述内框架中设置有多条钢绞线，多条所述钢绞线交错拼合成网状，所述钢绞线两端穿过所述内框架后，通过拉紧机构连接在所述外框架上，所述拉紧机构用于将钢绞线拉紧。本发明使用钢绞线网增强ECC预制板用以加固混凝土构件，具有模块化施工、材料利用率高、浇筑质量统一、环境友好、施工灵活快捷、适用范围广泛、经济性好的优点。

Description

一种加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置、方法及加固 方法

技术领域

本发明涉及建筑工程结构加固技术领域，具体涉及一种加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置、方法及加固方法。

背景技术

伴随我国社会经济迅速发展，我国建筑业也从大规模新建时期迈入新建与维修加固改造并重的时期。针对钢筋混凝土结构已存在多种加固方法，其中传统加固方法主要有增大截面法、粘钢法、粘贴纤维增强复合材料法、外包钢法及增设支点法等，但上述传统加固方法仍存在种种不足，这使得新形加固方法的研究与应用成为工程领域的一大热点。

钢绞线网增强ECC(HSSWM-ECC)这一新型复合材料具有优秀的裂缝分散和变形能力，受拉和受弯裂缝饱和状态的最大缝宽小于0.3mm(对应极限荷载的90％)，极限拉应变2.7％～4.2％之间，钢绞线与ECC具有优良的粘结性能，足以保证二者更好的协同工作，在充分发挥钢绞线强度的同时裂缝也可以得到有效的控制同时也可以从根本上解决钢筋锈蚀问题。近年来诸多学者对钢绞线网/ECC新形材料加固方法进行了深入研究，并将其用于工程实例。值得注意的是，现有的加固方式如粘钢法，粘贴碳纤维布法等方法无法充分利用材料特性，对材料的利用率较低，价格昂贵，并且加固效果不显著；而钢线网/ECC加固现场施工，对环境污染较大、施工复杂、存在钢绞线无法充分的利用、加固材料ECC差异性较大等诸多问题。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置、方法及加固方法，使用钢绞线网增强ECC预制板用以加固混凝土构件，具有模块化施工、材料利用率高、浇筑质量统一、环境友好、施工灵活快捷、适用范围广泛、经济性好的优点。

为了达到在上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：本发明提供一种加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置，包括有钢板、内框架和外框架，所述内框架和所述外框架均可拆卸设置在所述钢板的相同表面，所述内框架合围成闭合的方框状，所述外框架设置在所述内框架外围，所述内框架中设置有多条钢绞线，多条所述钢绞线交错拼合成网状，所述钢绞线两端穿过所述内框架后，通过拉紧机构连接在所述外框架上，所述拉紧机构用于将钢绞线拉紧。

在上述的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置中，作为优选方案，所述内框架包括有至少四条异形角钢，四条所述异形角钢合围成矩形内框，所述异形角钢的一肢可拆卸设置在钢板表面，另一肢垂直于所述钢板设置，所述异形角钢垂直于所述钢板的一肢上开设有与多个所述钢绞线对应的多个第一槽。

在上述的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置中，作为优选方案，所述第一槽的宽度不小于所述钢绞线的公称直径。

在上述的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置中，作为优选方案，所述外框架包括有至少四条开槽角钢，所述开槽角钢分别可拆卸设置在所述异形角钢外部的所述钢板上，所述开槽角钢的一肢可拆卸设置在钢板表面，另一肢垂直于所述钢板设置，所述开槽角钢垂直于所述钢板的一肢上开设有与多个所述第一槽对应的多个第二槽。

在上述的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置中，作为优选方案，所述拉紧机构包括六角螺母、活节螺栓和八字型铝套，所述钢绞线的端部穿过所述异形角钢后嵌接在八字型铝套中，所述活节螺栓的环扣端与所述钢绞线的端部连接，另一端与所述六角螺母螺纹连接，所述活节螺栓与所述六角螺母分别位于所述开槽角钢的第二槽两侧。

在上述的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置中，作为优选方案，所述第二槽的宽度大于所述活节螺栓的螺柱直径，小于所述六角螺母的最小宽度。

在上述的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置中，作为优选方案，所述钢绞线端部从所述八字型铝套中的一侧穿过后，向后弯折穿入所述八字型铝套的另一侧并铆接固定，形成U型环扣，所述活节螺栓的环扣端与所述钢绞线端部的U型环扣相互扣接。

在上述的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置中，作为优选方案，所述钢板的另一表面固定设置有加劲钢管，所述加劲钢管为方管状。

本发明还提供一种加固用钢绞线网增强ECC预制板生产方法，包括以下步骤：

步骤S1、根据预制板的设计尺寸对钢板进行定位打孔，同时将异形角钢和开槽角钢固定于钢板表面，并根据钢绞线之间的间距对异形角钢和开槽角钢进行开槽，边角缝隙处用高粘泡棉进行封堵，并用将加劲钢管焊接在钢板背面；

步骤S2、根据预制板的设计尺寸确定钢绞线的长度，钢绞线长度长于板材宽度一定尺寸；

步骤S3、钢绞线的两端分别穿过活节螺栓头部的环扣并用八字型铝套挤压或铆压固定；

步骤S4、将组装好的每根钢绞线放置于异形角钢第一槽处，在将钢绞线两端的活节螺栓安置在开槽角钢第二槽处，并将钢绞线两端的活节螺栓与六角螺母进行组装；

步骤S5、采用扭矩扳手对钢绞线两端的六角螺母同时施加预应力，对钢绞线交叉处用扎丝扎紧；

步骤S6、对设备与水泥基材料的接触面喷涂隔离剂，之后进行浇筑水泥基材料；

步骤S7、待预制板养护完成后，采用剪线钳对异形角钢与开槽角钢之间的钢绞线剪断，使活节螺栓以及六角螺母脱离板材，随后脱模。

本发明还提供一种混凝土构件的加固方法，包括以下步骤：

步骤S1、对待加固的混凝土构件待加固面进行打磨，使之具有一定程度的粗糙度；

步骤S2、分别在打磨好的混凝土构件以及上述的预制板内侧表面涂抹建筑结构胶；

步骤S3、对预制板以及混凝土构件进行整体挤压，保证建筑结构胶可以均匀的分布在整个加固截面上。

本发明提供一种加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置，具有如下有益效果：

1.本发明提供一种加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置，对现有加固材料的相比，钢板、角钢等其他生产材料成本较低，同时材料的利用率也较其他加固材料高、劳动力要求少、材料浪费少、浇筑质量统一、不受天气因素影响、可以量产等，并且通过六角螺母与活节螺栓拧紧的方式对钢绞线施加预紧力，这使得在避免钢绞线应力滞后，此方法还可大大提高了施工的便捷程度，具有加固效果优异、施工方便快捷的优点；

2.本发明提供一种加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置，加固装置各构件易于获取、制作简单、成本低廉，且其规格可按实际工程需要选配，具有经济性好、适用范围广泛的优点。

本发明还提供了一种加固用钢绞线网增强ECC预制板生产方法和一种混凝土构件的加固方法，其有益效果与加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置类似，不再赘述，此外，混凝土构件的加固方法还具有如下有益效果：

本发明所提供的加固方法，较碳纤维布、玻璃纤维布、粘贴钢板法等加固方法而言，本发明加固方法的所加固构件的较其他加固方法加固构件的承载力、延性、韧性、抗裂性、耗能能力等都有显著提高。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置的总体结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置的主视结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置的俯视结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置的左视结构示意图；

图5为图3中A-A剖面结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的混凝土构件的加固方法加固原理的示意图。

附图标记说明：

1、钢板；2、异形角钢；3、开槽角钢；4、加劲钢管；5、钢绞线；51、上层钢绞线；52、下层钢绞线；6、六角螺母；7、活节螺栓；8、八字型铝套；9、防松螺栓；11、混凝土构件；12、建筑结构胶；13、钢绞线网ECC预制板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

以下结合具体情况说明，如图1至图5所示；本发明的具体实施方式提供一种加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置，本发明提供一种加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置，包括有钢板1、内框架和外框架，所述内框架和所述外框架均可拆卸设置在所述钢板1的相同表面，所述内框架合围成闭合的方框状，所述外框架设置在所述内框架外围，所述内框架中设置有多条钢绞线5，多条所述钢绞线5交错拼合成网状，所述钢绞线5两端穿过所述内框架后，通过拉紧机构连接在所述外框架上，所述拉紧机构用于将钢绞线5拉紧。

在上述的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置中，作为优选方案，所述内框架包括有至少四条异形角钢2，四条所述异形角钢2合围成矩形内框，所述异形角钢2的一肢可拆卸设置在钢板1表面，另一肢垂直于所述钢板1设置，所述异形角钢2垂直于所述钢板1的一肢上开设有与多个所述钢绞线5对应的多个第一槽。

在上述的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置中，作为优选方案，所述第一槽的宽度不小于所述钢绞线5的公称直径。

在上述的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置中，作为优选方案，所述外框架包括有至少四条开槽角钢3，所述开槽角钢3分别可拆卸设置在所述异形角钢2外部的所述钢板1上，所述开槽角钢3的一肢可拆卸设置在钢板1表面，另一肢垂直于所述钢板1设置，所述开槽角钢3垂直于所述钢板1的一肢上开设有与多个所述第一槽对应的多个第二槽。

在上述的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置中，作为优选方案，所述拉紧机构包括六角螺母6、活节螺栓7和八字型铝套8，所述钢绞线5的端部穿过所述异形角钢2后嵌接在八字型铝套8中，所述活节螺栓7的环扣端与所述钢绞线5的端部连接，另一端与所述六角螺母6螺纹连接，所述活节螺栓7与所述六角螺母6分别位于所述开槽角钢3的第二槽两侧。

在上述的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置中，作为优选方案，所述第二槽的宽度大于所述活节螺栓7的螺柱直径，小于所述六角螺母6的最小宽度。

在上述的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置中，作为优选方案，所述钢绞线5端部从所述八字型铝套8中的一侧穿过后，向后弯折穿入所述八字型铝套8的另一侧并铆接固定，形成U型环扣，所述活节螺栓7的环扣端与所述钢绞线5端部的U型环扣相互扣接。

在上述的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置中，作为优选方案，所述钢板1的另一表面固定设置有加劲钢管4，所述加劲钢管4为方管状。

在上述具体实施方式中，作为优选，横向布置的钢绞线5之间相互平行，纵向布置的钢绞线5之间相互平行，横向钢绞线5为图5中的上层钢绞线51，纵向钢绞线5为下层钢绞线52。

在上述具体实施方式中，作为优选，异形角钢2和开槽角钢3的的底面均通过防松螺栓9与钢板1可拆卸连接。

在上述具体实施方式中，作为优选，钢绞线网/ECC预制板材中ECC材料全称为Engineered Cementitious Composites，其主要构成为水泥、石英砂、粉煤灰、微硅粉、水、PVA纤维、聚羧基减水剂以及增稠剂等，按照1：0.4：2.5：0.073：0.8933：0.072：4.073：0.182的最优比例混合，其他适应性的物料比例也可，采用卧式单轴强制式混凝土搅拌机搅拌而成。

本实例中钢板可以根据板材尺寸开设任意排孔，以提升钢板的利用率，钢绞线5端部采用活节螺栓7、六角螺母6连接，采用八字型铝套8挤紧以固定钢绞线5与活节螺栓7的连接。

通过本发明上述基本技术方案的用于预制预应力钢绞线网增强水泥基材料预制板材制作设备，实现了复合加固材料中的钢绞线5的预应力，使得钢绞线5的高强特性充分发挥，有效提升了增强水泥基材料和钢绞线5的利用率。

优选地，如图1-5所示，活节螺栓7以及六角螺母6随着钢绞线5公称直径的增加，活节螺栓7公称直径增加以满足预应力强度的需求。需要说明的是，活节螺栓7以及六角螺母6的规格应按实际工程选配。

本发明还提供一种加固用钢绞线网增强ECC预制板生产方法，包括以下步骤：

步骤S1、根据预制板的设计尺寸对钢板进行定位打孔，同时将异形角钢和开槽角钢固定于钢板表面，并根据钢绞线之间的间距对异形角钢和开槽角钢进行开槽，边角缝隙处用高粘泡棉进行封堵，并用将加劲钢管焊接在钢板背面；根据板材大小对钢板1进行定位打孔，同时对异形角钢2以及开槽角钢3平行于钢板的一肢进行相同的处理，并根据每根钢绞线5的间距对异形角钢2和开槽角钢3进行开槽，将之组装在一起，边角缝隙处用高粘泡棉进行封堵，并用将加劲钢管4采用埋弧焊的范式焊接在钢板1上。

步骤S2、根据预制板的设计尺寸确定钢绞线的长度，钢绞线长度长于板材宽度一定尺寸；根据板材要求确定钢绞线5的长度，其长度要略长于板材需求。保证钢绞线5与活节螺栓7、六角螺母6以及八字型铝套8这三种材料连接的工作长度。

步骤S3、钢绞线的两端分别穿过活节螺栓头部的环扣并用八字型铝套挤压或铆压固定；钢绞线5的一端分别穿过活节螺栓7头部的孔眼并用八字型铝套8挤压固定。

步骤S4、将组装好的每根钢绞线放置于异形角钢第一槽处，在将钢绞线两端的活节螺栓安置在开槽角钢第二槽处，并将钢绞线两端的活节螺栓与六角螺母进行组装；将组装好的每根钢绞线5放置于异形角钢2垂直与钢板一肢的预留槽处，在将钢绞线5两端的活节螺栓7安置在开槽角钢3垂直与钢板一肢的预留槽处，并将两端活节螺栓7与六角螺母6进行组装。

步骤S5、采用扭矩扳手对钢绞线两端的六角螺母同时施加预应力，对钢绞线交叉处用扎丝扎紧；采用扭矩扳手对钢绞线5两端的六角螺母6同时施加预应力。避免预应力的损失。对钢绞线5交叉处用扎丝扎紧，使之钢绞线5网。

步骤S6、对设备与水泥基材料的接触面喷涂隔离剂，之后进行浇筑水泥基材料；

步骤S7、待预制板养护完成后，剪断异形角钢与开槽角钢之间的钢绞线，使活节螺栓以及六角螺母脱离板材，随后进行脱模；待板材养护完成后，采用剪线钳对异形角钢2与开槽角钢3之间的钢绞线5剪断，使活节螺栓7以及六角螺母6脱离板材重复利用，随之板材进行脱模。

如图6所示，本发明还提供一种混凝土构件的加固方法，包括以下步骤：

步骤S1、对待加固的混凝土构件待加固面进行打磨，使之具有一定程度的粗糙度；对待加固混凝土构件11待加固面用角磨机采用金刚石磨片打磨，保证混凝土梁面的平整，并具有一定程度的粗糙程度。

步骤S2、分别在打磨好的混凝土构件以及上述的预制板内侧表面涂抹建筑结构胶；分别在打磨好的混凝土构件11以及钢绞线网ECC预制板13内侧表面涂抹建筑结构胶(12)保证两者能够有效的粘结在一起。

步骤S3、对预制板以及混凝土构件进行整体挤压，保证建筑结构胶可以均匀的分布在整个加固截面上；采用止水丝配合木模板模板对钢绞线网ECC预制板13以及混凝土构件11进行有效的整体挤压，保证建筑结构胶12可以均匀的涂抹在整个加固截面上。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的具体实施方式进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置，其特征在于，包括钢板、内框架和外框架，所述内框架和所述外框架均可拆卸设置在所述钢板的相同表面，所述内框架合围成闭合的方框状，所述外框架设置在所述内框架外围，所述内框架中设置有多条钢绞线，多条所述钢绞线交错拼合成网状，所述钢绞线两端穿过所述内框架后，通过拉紧机构连接在所述外框架上，所述拉紧机构用于将钢绞线拉紧；

所述内框架包括有至少四条异形角钢，四条所述异形角钢合围成矩形内框，所述异形角钢的一肢可拆卸设置在钢板表面，另一肢垂直于所述钢板设置，所述异形角钢垂直于所述钢板的一肢上开设有与多个所述钢绞线对应的多个第一槽；

所述外框架包括有至少四条开槽角钢，所述开槽角钢分别可拆卸设置在所述异形角钢外部的所述钢板上，所述开槽角钢的一肢可拆卸设置在钢板表面，另一肢垂直于所述钢板设置，所述开槽角钢垂直于所述钢板的一肢上开设有与多个所述第一槽对应的多个第二槽；

所述拉紧机构包括六角螺母、活节螺栓和八字型铝套，所述钢绞线的端部穿过所述异形角钢后嵌接在八字型铝套中，所述活节螺栓的环扣端与所述钢绞线的端部连接，另一端与所述六角螺母螺纹连接，所述活节螺栓与所述六角螺母分别位于所述开槽角钢的第二槽两侧。

2.根据权利要求1所述的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置，其特征在于，所述第一槽的宽度不小于所述钢绞线的公称直径。

3.根据权利要求1所述的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置，其特征在于，所述第二槽的宽度大于所述活节螺栓的螺柱直径，小于所述六角螺母的最小宽度。

4.根据权利要求1所述的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置，其特征在于，所述钢绞线端部从所述八字型铝套中的一侧穿过后，向后弯折穿入所述八字型铝套的另一侧并铆接固定，形成U型环扣，所述活节螺栓的环扣端与所述钢绞线端部的U型环扣相互扣接。

5.根据权利要求1所述的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置，其特征在于，所述钢板的另一表面固定设置有加劲钢管，所述加劲钢管为方管状。

6.一种加固用钢绞线网增强ECC预制板生产方法，其特征在于，采用如权利要求1-5任一项所述的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产装置，并包括以下步骤：

步骤S1、根据预制板的设计尺寸对钢板进行定位打孔，同时将异形角钢和开槽角钢固定于钢板表面，并根据钢绞线之间的间距对异形角钢和开槽角钢进行开槽，边角缝隙处用高粘泡棉进行封堵，并用将加劲钢管焊接在钢板背面；

步骤S2、根据预制板的设计尺寸确定钢绞线的长度，钢绞线长度长于板材宽度一定尺寸；

步骤S3、钢绞线的两端分别穿过活节螺栓头部的环扣并用八字型铝套挤压或铆压固定；

步骤S4、将组装好的每根钢绞线放置于异形角钢第一槽处，在将钢绞线两端的活节螺栓安置在开槽角钢第二槽处，并将钢绞线两端的活节螺栓与六角螺母进行组装；

步骤S5、采用扭矩扳手对钢绞线两端的六角螺母同时施加预应力，对钢绞线交叉处用扎丝扎紧；

步骤S6、对设备与水泥基材料的接触面喷涂隔离剂，之后进行浇筑水泥基材料；

步骤S7、待预制板养护完成后，采用剪线钳对异形角钢与开槽角钢之间的钢绞线剪断，使活节螺栓以及六角螺母脱离板材，随后脱模。

7.一种混凝土构件的加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、对待加固混凝土构件待加固面进行打磨，使该面具有一定程度的粗糙度；

步骤S2、分别在打磨好的混凝土构件以及权利要求6所述的加固用钢绞线网增强ECC预制板生产方法得到的预制板内侧表面涂抹建筑结构胶；

步骤S3、对预制板以及混凝土构件进行整体挤压，保证建筑结构胶可以均匀的分布在整个加固截面上。