專利名稱：一種針對(duì)老化混凝土結(jié)構(gòu)物的維修加固結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種針對(duì)老舊隧道襯砌、橋梁底板等老化混凝土結(jié)構(gòu)物的加固結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種使用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)和聚合物水泥砂漿維修加固破損混凝土結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，在全國(guó)范圍內(nèi)，服務(wù)時(shí)間超過(guò)一定年限的隧道襯砌、橋梁底板、橋臺(tái)、下水道等混凝土結(jié)構(gòu)物，受到復(fù)雜應(yīng)力、降雨、滲漏以及其他惡劣的環(huán)境濕度和溫度場(chǎng)影響，普遍發(fā)生老化現(xiàn)象，如裂縫、表面剝落和鋼筋外露等。對(duì)于產(chǎn)生裂縫的混凝土結(jié)構(gòu)，將其廢棄 重新建設(shè)的話，成本較高。裂縫的產(chǎn)生影響了結(jié)構(gòu)的完整性，如不及時(shí)處理，則可能引發(fā)重大事故。為了防止裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展，維持隧道穩(wěn)定，需要對(duì)其進(jìn)行加固。由于破損混凝土自身還具有一定的強(qiáng)度，使用大規(guī)模錨桿、錨索或注漿修復(fù)時(shí)會(huì)嚴(yán)重破壞原有結(jié)構(gòu)。如何在保持原有結(jié)構(gòu)承載力的同時(shí)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理，在國(guó)內(nèi)、外都是一個(gè)難題。另外，普通方法加固正在運(yùn)營(yíng)的隧道時(shí)，存在施工機(jī)械復(fù)雜和建設(shè)周期長(zhǎng)的問(wèn)題，會(huì)嚴(yán)重影響正常交通。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的任務(wù)在于提供一種針對(duì)老化混凝土結(jié)構(gòu)物的維修加固結(jié)構(gòu)。其技術(shù)解決方案是一種針對(duì)老化混凝土結(jié)構(gòu)物的維修加固結(jié)構(gòu)，其特征在于包括纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)、聚合物水泥砂漿、底層粘結(jié)材料和固定連接件；所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，通過(guò)固定連接件底層粘結(jié)材料固定在老化混凝土結(jié)構(gòu)物待修復(fù)部位；所述聚合物水泥砂漿，一方面用于對(duì)待修復(fù)部位的破損區(qū)域進(jìn)行初步填平，和/或?qū)Υ迯?fù)部位的裂縫進(jìn)行封堵，另一方面用于噴射在老化混凝土結(jié)構(gòu)物表面，覆蓋在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)上，將其和混凝土結(jié)構(gòu)粘結(jié)成為一個(gè)整體，聚合物水泥砂漿本身對(duì)老化混凝土結(jié)構(gòu)物具有支護(hù)作用。上述聚合物水泥砂漿是選用乳化粉狀樹(shù)脂、特種短纖維、細(xì)骨料和水混合制成，按重量份配比，其中固體材料(包括乳化粉狀樹(shù)脂、特種短纖維和細(xì)骨料)84份，水16份。上述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)的外形為帶有矩形或方形空格的片狀板材。上述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)的厚度為2 8mm ;聚合物水泥砂漿的設(shè)計(jì)厚度為70 150mmo上述固定連接件可選用鉚釘。本實(shí)用新型具有以下有益技術(shù)效果本實(shí)用新型利用聚合物水泥砂漿對(duì)無(wú)機(jī)材料良好的附著力，將纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)與混凝土結(jié)構(gòu)物粘結(jié)成為一個(gè)整體。FRP具有良好的抗拉性能，可有效減小襯砌表面拉應(yīng)力，抑制裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展，特別是開(kāi)放性裂縫。聚合物水泥砂漿本身具有較高的強(qiáng)度，對(duì)混凝土表面起到良好的維護(hù)作用，也可以為結(jié)構(gòu)物提供一定的支護(hù)阻力。通過(guò)兩者的結(jié)合使用，充分發(fā)揮出兩種材料各自的優(yōu)點(diǎn)，在對(duì)老舊混凝土結(jié)構(gòu)物進(jìn)行加固時(shí)能取得良好的支護(hù)效果。
以下結(jié)合附圖
與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明圖I為本實(shí)用新型所述對(duì)老化混凝土結(jié)構(gòu)物的維修加固結(jié)構(gòu)局部截面概要示意圖。圖例說(shuō)明1_纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)，2-聚合物水泥砂漿，3-固定連接件，4-底層粘結(jié)材料，5-待修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)物，6-混凝土裂縫，7-混凝土破損區(qū)。
具體實(shí)施方式
一種針對(duì)老化混凝土結(jié)構(gòu)物的維修加固結(jié)構(gòu)，其特征在于包括纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP) I、聚合物水泥砂漿2、固定連接件3和底層粘結(jié)材料4 ;所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料1，通過(guò)固定連接件3和底層粘結(jié)材料4固定在老化混凝土結(jié)構(gòu)物待修復(fù)部位；所述聚合物水泥砂漿2，一方面用于對(duì)待修復(fù)部位的破損區(qū)域7進(jìn)行初步填平，和/或?qū)Υ迯?fù)部位的裂縫6進(jìn)行封堵，另一方面用于噴射在老化混凝土結(jié)構(gòu)物5表面，覆蓋在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP) I上，將其和混凝土結(jié)構(gòu)物5粘結(jié)成為一個(gè)整體，聚合物水泥砂漿2本身對(duì)老化混凝土結(jié)構(gòu)物具有支護(hù)作用。上述聚合物水泥砂漿2是選用乳化粉狀樹(shù)脂、特種短纖維、細(xì)骨料和水混合制成，按重量份配比，其中固體材料(包括乳化粉狀樹(shù)脂、特種短纖維、細(xì)骨料)84份，水16份。上述乳化粉狀樹(shù)脂可選用日本SUNMATE’ S公司的商品‘Sabul5’系列。對(duì)上述結(jié)構(gòu)繼續(xù)作出如下說(shuō)明在加固前，應(yīng)對(duì)老化混凝土結(jié)構(gòu)物待修復(fù)部位進(jìn)行表面處理，在對(duì)待修復(fù)部位進(jìn)行表面處理過(guò)程中，將表面的襯砌剝落部分以及灰塵等雜物清除。通過(guò)在表面一側(cè)噴射聚合物水泥砂漿2對(duì)老化混凝土結(jié)構(gòu)物的破損區(qū)域7進(jìn)行初步填平，和/或充填裂縫6。然后通過(guò)固定連接件3將FRP固定在待修復(fù)部位的表面上。最后噴射聚合物水泥砂漿2達(dá)到設(shè)計(jì)厚度。上述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP) I的外形為帶有矩形或方形空格的片狀板材。FRP具有質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，便于切割和安裝，具有非常優(yōu)越的耐化學(xué)腐蝕的特點(diǎn)。厚度可以在2 8mm之間，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，以4. 5mm為宜。它還具有耐老化特征，使用壽命在50年以上。其切割安裝簡(jiǎn)便，無(wú)需動(dòng)火及重型機(jī)械，僅需少量人工及電動(dòng)工具，使得安裝成本也大為降低，另外也加快了施工速度，減小了施工引起的干擾。通過(guò)鉚釘將FRP固定在待修復(fù)部位，對(duì)原有結(jié)構(gòu)的影響很小。另外，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，尺寸靈活多樣，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要加工成形。上述聚合物水泥砂漿，其特點(diǎn)包括混合施工簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)、具有較高的抗裂性，對(duì)無(wú)機(jī)材料有著良好的附著力，并且具有良好的耐久性。噴射施工法厚度可根據(jù)具體情況適當(dāng)選擇，以70 150mm為宜。上述通過(guò)鉚釘將纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)I固定在待修復(fù)部位，它的幾何尺寸相對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)物來(lái)說(shuō)很小，使用它對(duì)原有結(jié)構(gòu)的影響很小，有利于維持原有結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，其形狀可根據(jù)具體情況適當(dāng)選取。[0022]另外，應(yīng)注意在施工時(shí)要確?；炷两Y(jié)構(gòu)物具有良好狀態(tài)的表面，對(duì)于表面剝落嚴(yán)重的地方要做好清潔工作。對(duì)于破損嚴(yán)重的區(qū)域要進(jìn)行初步填平和封堵裂縫，以保證修復(fù)效果。經(jīng)試驗(yàn)FRP的彈性模量為I. 4 X 105N/mm2，抗拉強(qiáng)度為I. 4X 103N/mm2 (28天)，于聚合物水泥砂漿之間的平均粘結(jié)強(qiáng)度為2. 4N/mm2, FRP和聚合物水泥砂漿的粘結(jié)面的平均剪切剛度為 8. 0kN/mm2/m(28 天)。以上所述實(shí)施例，只是本實(shí)用新型較優(yōu)選的具體的實(shí)施方式的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)?！?br> 權(quán)利要求1.一種針對(duì)老化混凝土結(jié)構(gòu)物的維修加固結(jié)構(gòu)，其特征在于包括纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、聚合物水泥砂漿、底層粘結(jié)材料和固定連接件；所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，通過(guò)固定連接件底層粘結(jié)材料固定在老化混凝土結(jié)構(gòu)物待修復(fù)部位；所述聚合物水泥砂漿，一方面用于對(duì)待修復(fù)部位的破損區(qū)域進(jìn)行初步填平，和/或?qū)Υ迯?fù)部位的裂縫進(jìn)行封堵，另一方面用于噴射在老化混凝土結(jié)構(gòu)物表面，覆蓋在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料上，將其和混凝土結(jié)構(gòu)粘結(jié)成為一個(gè)整體，聚合物水泥砂漿本身對(duì)老化混凝土結(jié)構(gòu)物具有支護(hù)作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種針對(duì)老化混凝土結(jié)構(gòu)物的維修加固結(jié)構(gòu)，其特征在于所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的外形為帶有矩形或方形空格的片狀板材。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種針對(duì)老化混凝土結(jié)構(gòu)物的維修加固結(jié)構(gòu)，其特征在于所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的厚度為2 8mm ;聚合物水泥砂漿的設(shè)計(jì)厚度為70 150mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種針對(duì)老化混凝土結(jié)構(gòu)物的維修加固結(jié)構(gòu)，其特征在于所述固定連接件可選用鉚釘。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種針對(duì)老化混凝土結(jié)構(gòu)物的維修加固結(jié)構(gòu)，其特征在于包括纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)、聚合物水泥砂漿、底層粘結(jié)材料和固定連接件；所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，通過(guò)固定連接件和底層粘結(jié)材料固定在老化混凝土結(jié)構(gòu)物待修復(fù)部位；所述聚合物水泥砂漿，一方面用于對(duì)待修復(fù)部位的破損區(qū)域以及裂縫進(jìn)行初步填平和封堵，另一方面用于噴射在老化混凝土結(jié)構(gòu)物表面，覆蓋在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)上。本實(shí)用新型通過(guò)聚合物水泥砂漿和FRP的結(jié)合使用，充分發(fā)揮出兩種材料各自的優(yōu)點(diǎn)，在對(duì)老舊混凝土結(jié)構(gòu)物進(jìn)行加固時(shí)能取得良好的支護(hù)效果。
文檔編號(hào)E21D11/10GK202787098SQ20122025074
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者蔣宇靜, 王剛, 李博, 吳學(xué)震 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)