新型加固材料在工程中的应用研究 ——以某广场中心为例
2016-10-21罗梅葛冠晓
罗 梅 葛冠晓
浙江广厦建设职业技术学院 浙江 东阳 322100
【摘 要】土木工程结构方面的安全是施工质量的重要保障，当原有的建筑物出现适用性不满足或者安全上有所欠缺，就需要进行加固和补强。近年来，经过在结构加固和补强方面做了大量的研究和实践，常用的结构加固方法变多，比如植筋增大截面法和粘贴碳纤维复合材料加固法等。传统的加固方法已经不足以满足现代的施工，新型加固材料的应用和新型加固施工方法的实施弥补了这方面的空缺。通过本文，解决了多种新型加固材料适合在工程哪些部位被运用，并且在设计计算中应该注意的重点，在施工中施工时的重点以及注意事项。给实际工程解决难题。
【关键词】碳纤维；加固；植筋
引言：建筑物经过岁月的变更，又或者结构使用功能的改变，施工技术条件的不足甚至洪涝地震等因素的影响，承载力变差、结构抵抗变形能力弱，因此，需要对原建筑物进行加固。在飞速发展的科技的推动下，出现了多种新型的加固材料，新型材料的出现也就意味着，新的加固方法也应应运而生，加固设计也应该跟上。新型加固材料的出现，引起了工程技术人员的关注，进行了广泛的研究应用推广，在新型加固材料与被加固构件之间的粘结锚固性能和锚固破坏机理、加固构件的耐久性及耐高温性能、加固构件的可靠性以及材料强度等理论问题还需要在进一步的研究探讨。然而在设计、施工过程中，由于施工图所载内容不够详细，有些从业人员对相应技术规程、规范熟悉程度不够，施工单位为追求经济效益盲目使用价格低廉、没有质量保证的建筑材料及在施工过程中不按正常工艺流程，偷工减料导致加固后果较差，并随着建筑物使用年限的增加，不断老化的加固材料形成的加固构件，给日后使用者带来了极大的安全隐患。而新型材料的广泛应用，使安全隐患降低了，比如粘贴碳纤维复合材料加固法，具有强度高、弹性模量值大、质量轻并且耐腐蚀等诸多优点。
1.新型加固材料的性能介绍
自有建筑以来，就出现了加固与改造，只是在过去，人们习惯于把加固与维修等同，缺少系统的分析和理论探讨，基础技术不高，没有形成一个学科。建筑加固技术不断的发展进步，出现了更多的新型加固材料以及加固方法，在建筑业界大面积推行，给社会带来了业绩不菲的经济效益。
碳纤维布：碳纤维布如同钢筋一般，抗拉强度高，因此当梁的受弯承载力不足时，可在梁的下表面粘贴碳纤维布，与原构件本身共同抵挡拉应力，原构件的能力就被补强了，加固的目的达到了。碳纤维布粘贴之后，不仅梁的受弯承载能力提高，并且还防止梁裂缝的继续开展，使梁变形能力和延性性能改善了许多。加固效果的主要体现因素有碳纤维布的弹性性能、每块碳纤维布的宽度和施工时采用的层数、粘结剂质量、粘贴时施工的质量等。
混凝土：由于需要采用混凝土进行截面的增大，所以加固采用的混凝土需要很好的黏结性能以及尽快的达到设计强度。因此，较多采用快硬硅酸盐水泥以及需要在旧混凝土上进行凿毛处理。
结构粘结胶：对于加固而言，钢板的胶结剂和植筋所用的胶结剂是不同的要求，碳纤维布也需要胶结剂。对于植筋而言，胶结剂的要求最高，其中的填料需要在胶厂添加，不得在现场掺入。
裂缝修补材料：当结构中板或者梁出现不大的裂缝时，不需要进行碳纤维布或者钢板的修补，可以直接填缝即可。使用时，应注意选择粘结力强、强度高并且密封性好的粘合剂。
2.某中心广场采用新型加固材料的施工方法
某广场中心由于施工方的原因，部分混凝土楼板产生大量裂缝，大多是0.2MM-0.5MM的裂缝，由于此处楼板是地下室顶板，多处裂缝有灰色渗出物。在几条高度在1M左右的结构主梁也出现了比较严重的裂缝，主要出现在在梁的侧面与梁的梁的下表面，因此，梁的斜截面强度明显不足。最严重在梁柱节点处，多处钢筋暴露在外，节点处混凝土多处剥落，大量石子裸露在外，柱的承载能力大大降低。
最终，建设方与施工方达成协议，施工方出资请专业加固设计公司出加固方案，有专业加固施工单位进行加固，最终加固合格以后，再交付使用，所有资金都由施工方出具。加固设计单位聘请专业鉴定的团队进行鉴定，对梁板柱的混凝土强度都进行了现场取样，都达到了设计强度。并且根据现在由于施工方法不当对建筑物造成的损坏采用有限元进行分析，主要问题在梁的斜截面强度明显不足，梁柱节点处损坏较为厉害。加固设计公司在专业鉴定团队的建议采用了以下的加固方法，对板裂缝采用填缝与粘贴碳纤维布的方法，对梁裂缝采用粘贴U型碳纤维布并结合填胶结剂的加固方法，对梁柱节点处，采取了植筋、喷射混凝土形成倒锥型加强型节点的加固方法，弥补工程施工过程中失误造成的损害。
2.1梁板中小于0.3MM的裂缝：（采用环氧水泥密封）
2.1.1混凝土表面用刷子刷子刷干净，并且对裂缝采用专用工具吹干灰尘。
2.1.2，保证混凝土基层表面是干燥无油渍的状态。
2.1.2粘结剂在缝上涂抹。宽度为30MM，厚度为2MM，超出缝长30MM。
2.2板中大于0.3MM的裂缝：（粘结碳纤维布）
2.2.1混凝土表面用刷子刷子刷干净，并且对裂缝采用专用工具吹干灰尘。
2.2.2保证混凝土基层表面是干燥无油渍的状态。
2.2.3裂缝中涂抹粘结剂，再在裂缝表面粘贴碳纤维布，再在碳纤维布横向方向粘贴碳纤维布压条并用M12射钉固定。
2.3梁中侧面以及下表面出现的裂缝（粘贴碳纤维布）
2.3.1混凝土表面用刷子刷子刷干净，并且对裂缝采用专用工具吹干灰尘。
2.3.2保证混凝土基层表面是干燥无油渍的状态。
2.3.3裂缝中涂抹粘结剂，再在梁下表面裂缝表面粘贴碳纤维布，再在梁中采用U型碳纤维布（具体位置根据侧面裂缝以及U型箍的间距来决定），最终在U型箍横向方向粘贴碳纤维布压条并用M12射钉固定。
2.4梁柱节点（植筋并加大节点截面）
2.4.1对于梁柱阶段露筋部分进行混凝土的清除，并且对钢筋进行除锈处理
2.4.2用工具在柱子节点下500MM处钻出植筋的孔洞，并用工具将孔洞内的灰尘吹干净。
2.4.3用工具在柱子节点旁四周梁各1000MM处钻出植筋的孔洞，并用工具将孔洞内的灰尘吹干净。
2.4.4利用粘接剂将钢筋植入空洞内，注意胶干的时间，注意植筋的锚固长度，形成漏斗倒锥型的新节点
2.4.5将旧混凝土表面凿毛，由于新节点采用漏斗形，模板不好搭设，因此采用喷射混凝土，并且防锈。
2.4.6对混凝土做好养护工作。
3.结束语
通過分析某中心广场采用的各种新型加固材料和新型加固施工方法得出以下重要结论：
（1）加固施工的前提必须要有加固设计，加固设计必须根据鉴定评估报告，确定现有结构的实际尺寸，材料强度，在此基础上进行加固设计。而鉴定评估报告是根据现场建筑的质量，结构的安全性，构件的可靠性做出评价，包括现场检测，软件模拟分析。
（2）在加固前，必须将结构中准备加固的构件表面清理干净，露出钢筋或混凝土清洁的表面。
（3）加固设计时，应充分考虑现有结构的特点以及鉴定的结果，尽可能少的破坏或拆卸现有构件。
（4）在实际工程中，要注意加强框架柱的承载能力，控制梁的承载力，提高柱的延性，形成“强柱弱梁”。
参考文献：
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[5]曹忠民.高强钢绞线网—聚合物砂浆加固技术的研究与应用.《建筑技术》，2007年第6期
