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加固方法及相关技术概述

2017-07-17来源:加固技术

加固,指对可靠性不足或业主要求提高可靠度的承重结构、构件及其相关部分采取增强、局部更换或调整其内力等措施,使其具有现行设计规范及业主所要求的安全性、耐久性和适用性。

1、加固方法

混凝土结构常用的加固方法有:增大截面加固法、置换 混凝土加固法、外粘型钢加固法、粘贴钢板加固法、粘贴纤 维复合材加固法、绕丝加固法、钢绞线网片-聚合物砂浆力口固 法、外加预应力加固法、增设支点加固法、结构体系加固法、 增设拉结体系加固法等。

2、 相关技术

与结构加固方法配套使用的相关技术种类很多,主要有裂 缝修补技术、后锚固技术、阻锈技术、喷射混凝土技术等。

裂缝修补技术

宏观责任分析主要是分析原材料的供应及质量状况、设 计质量、施工质量以及使用管理情况。裂缝产生的时间过程 分析,主要是检查裂缝出现的时段,是出现在施工阶段还是使用阶段。裂缝形态分析是裂缝原因分析最直接的方法,因 为裂缝形态与产生原因密不可分,尤其是单因素典型裂缝, 形态基本固定不变,如荷载裂缝、地震裂缝、不均匀沉降裂 缝、温度收缩裂缝、锈蚀裂缝、反复冻融裂缝、混凝土沉缩 裂缝、火灾裂缝、模板变形裂缝等,一般均可根据裂缝位置、 起吃点、走向、形状、宽度、深度、长度、裂缝清晰度、边 缘光滑度等形态特征加以区别和判断。

裂缝对混凝土建筑的危害主要表现在结构耐久性和正 常使用功能的降低。

裂缝的存在及超限会引起钢筋锈蚀,降低结构使用年限; 裂缝对建筑正常使用功能的影响,主要是降低了结构的防水 性能和气密性,影响建筑美观,给人们造成一种不安全的精 神压力和心理负担。裂缝危害性大小与裂缝性状、结构功能 要求、环境条件及结构抗腐蚀能力有关。

混凝土结构的裂缝按其形态可分为静止裂缝、活动裂 缝、尚在发展的裂缝三类。

1) 静止裂缝:尺寸和数量均已稳定不再发展的裂缝。修 补时,仅需依裂缝粗细选择修补材料和方法。

2)活动裂缝:在现有环境和工作条件下始终不能保持稳 定、易随着结构构件的受力、变形或环境温、湿度的变化而 时张、时闭的裂缝。修补时,应先消除其成因,并观察一段 时间,确认已稳定后,再按静止裂缝的处理方法修补;若不 能完全消除其成因,但可确认对结构、构件的安全性不构成危害时,可使用具有弹性和柔韧性的材料进行修补,并根据裂 缝特点确定修补时机。

3)尚在发展的裂缝:长度、宽度或数量尚在发展,但经 历一段时间后将会终止的裂缝。对此类裂缝应待其停止发展 后,再进行修补或加固。

混凝土结构裂缝修补方法,主要有表面封闭法、注射 法、压力注浆法和填充密封法,分别适用于不同情况。应根 据裂缝成因、性状、宽度、深度、裂缝是否稳定、钢筋是否 锈蚀以及修补目的的不同对症选用。


1 )表面封闭法:利用混凝土表层微细独立裂缝(裂缝宽度 W < 0. 2mm)或网状裂纹的毛细作用吸收低粘度且具有良好渗透 性的修补胶液,封闭裂缝通道。对楼板和其他需要防渗的部 位,尚可在混凝土表面粘贴纤维复合材料以增强封护作用。

2)注射法:以一定的压力将低粘度、高强度的裂缝修补 胶液注入裂缝腔内。此方法适合于 0. lmm < W < 1. Smm静止的独 立裂缝、贯穿性裂缝以及蜂窝状局部缺陷的补强和封闭。注射 前,应按产品说明书的规定,对裂缝周边进行密封。

3)压力注浆法:在一定时间内,以较高压力(按产品使用 说明书确定)将修补裂缝用的注浆料压入裂缝腔内。此法适用 于处理大型结构贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷 以及深而蜿蜒的裂缝。

4)填充密封法:在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出槽深和槽宽分别不小于 20mm和 15mm的V型沟槽,然后用改性环氧树脂 或弹性填缝材料充填,并粘贴纤维复合材附加约束。此法适用 于处理w 》 0. Smm的活动裂缝和静止裂缝。填充完毕后,其表面 应做防护层。

后锚固技术:后锚固是通过相关技术手段将被连接件连接锚固到已有 结构上的技术。相应于传统的预埋件-先锚,后锚固具有设计 灵活、施工方便等优点,是房屋装修、设备安装、旧房改造及 工程结构加固必不可少的专用技术;缺点是后锚固产品种类繁 多,破坏形态多种多样,质量较难控制。


后锚固技术的构造措施及施工要点如下:

1 )承重结构用的锚栓,应采用有机械锁键效应的后扩底 锚栓,也可采用适应开裂混凝土性能的特殊倒锥形胶粘型锚栓。

2)在抗震设防区的结构中,严禁采用普通膨胀型锚栓作为 承重构件的连接件。

3)当在抗震设防区承重结构中采用锚栓时,应采用后扩 底锚栓或特殊倒锥形胶粘型锚栓,且仅允许用于设防烈度不高 于8度、建于 I 、 II 、 III 类场地的建筑物。

4)混凝土构件的最小厚度 hmin 不应小于 l.5hef {her为锚栓 有效锚固深度),且不应小于 lOOmm。

阻锈技术:既有混凝土结构中钢筋的防锈与锈蚀损坏的修复所使用的阻锈剂分为掺加型和渗透型两类。

掺力口型是将阻锈剂掺入混凝土或砂浆中使用,适用于局 部混凝土缺陷及钢筋锈蚀的修补处理。渗透型,亦称喷涂型, 是直接将阻锈剂喷涂或涂刷在病害混凝土表面或局部剔凿后 的混凝土表面。

混凝土结构钢筋的防锈,宜采用喷涂型阻锈剂。承重 构件应采用炕氧基类或氨基类喷涂型阻锈剂。对掺力口氯盐、 使用除冰盐和海砂以及受海水侵蚀的混凝土承重结构加固时, 必须采用有效的阻锈剂,并在构造上采取措施进行补救。

喷射混凝土技术

喷射混凝土是利用压缩空气将混凝土喷射到指定部位 结构表面的一种混凝土浇筑技术,分为干喷与湿喷,我国目 前主要采用干喷。优点是施工简便,不用支模,与基层的粘结力强,密实度高,费用较低。缺点是设备复杂,技术要求较 高。适用于旧房改造、结构加固及非平面结构等薄壁层( 30 -80mm)混凝土浇筑,宜用于墙、板类构件。


水泥应优先采用硅酸盐或普通硅酸盐水泥,强度等级应 不低于 32. 5 级。石子应采用坚硬耐久性好的卵石或碎石,粒径 不应大于 12mm ,宜采用连续级配;当掺入短纤维材料时,粒径 不应大于 lOmm。水质要求与普通混凝土相同。

喷射混凝土的配合比宜通过试配试喷确定,其强度应符 合设计要求,且应满足节约水泥、回弹量少、粘附性好等要求。

喷射混凝土终凝 2h后,应喷水养护;养护时间不得少于 14d 。气温低于+ 5 ℃时,不得喷水养护。