趙亞鋒, 盧躍斌
河南元龍建筑加固改造有限公司(459003)
目前,鋼筋混凝土結構在建筑施工中扮演著不可忽視的作用,但其會因為年限的延長和自然災害的出現而造成鋼筋混凝土建筑構件的強度和剛度不足,所以一般而言,建筑物經過數十年的使用就需要進行加固維修,如何保證建筑繼續正常、安全的使用,是建筑行業亟待解決的問題。經過工程技術人員長期的努力,對建筑物原有結構、構件進行改造、加固補強,逐漸形成了一套較為完善的切實可行的工程加固方法,再加上科學技術的飛速發展,各種新型建材的出現也為加固技術和方法的不斷創新、升級提供了有利的條件。
這類應用范圍主要是用結構膠作為一種黏接材料,講補強用的鋼板或型材,或者是其他補強材料(如碳纖維、芳綸、氯綸)牢固黏接在各種鋼筋混凝土的構件上,如梁、柱、節點、托架板面、隧道及拱形頂等,已施工完成的加固工程均獲得滿意結果。
這是另一個廣泛應用的領域,是作為后錨固技術中的化學膠黏材料,它將螺栓、鋼筋、塑料桿及其他錨固用材,埋于混凝土、巖石、磚、石材等基材中,發揮建筑結構膠黏劑的黏接強度,使后錨固件牢牢地埋植于基材里,在外力作用下,起到承載作用。這是近幾年來發展很快的應用領域之一,大到抗震用鋼筋的固定,小到一個裝修用螺桿的黏接埋入,建筑結構膠黏劑都有用武之地。
它可以是對外包鋼加固用鋼板,與混凝土構件之間灌膠黏接應用,建筑結構膠黏劑將鋼板與混凝土牢固的連成一體,起到共同工作的效果。也可以用于一般構件中裂紋的封堵,使之達到原來的設計要求,并且防止裂縫繼續擴大。這類應用同樣是量大面廣的一個領域,不但可以在建筑構件中應用,同樣可以用在水利工程和軍事工程等各種結構的修補和修復。
在澳大利亞悉尼歌劇院混凝土屋蓋的拼接拼裝中曾經使用過此項應用,在我國也有柱子接長和地基樁接長的實際事例,但因其設計理論與計算方法的基礎研究尚屬起步階段,目前還處于試用期,但這個領域的方展和應用前景是非常廣闊的。
膠黏劑可以對各類老建筑、古建筑(木結構、混凝土結構、石結構及磚結構等)進行黏接修復,也可以對某一單元構件進行修補修復。其修復工藝簡便,修補修復效果良好。此種應用實例是比較多的。
其他方面主要是指在建筑及工程上的應用。如各類工程的應急搶險、防水堵漏、密封防潮以及防腐蝕等方面的應用。
碳纖維材料適用于各種結構類型、各種結構部位的加固修補,如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、煙囪、筒體、殼體等結構。另外,磚砌體的某些力學性能也可以用碳纖維進行加固。具體說來可以但不限制于:利用碳纖維加固公路橋敦結構、對既有鋼筋混凝土煙囪的加固、構件抗彎加固、梁柱構件的抗剪加固、混凝土柱子牛腿斷裂加固、砌體的抗震加固、承載力不足加固、樓宇增層加固、框架柱軸壓比超限加固、樓板開裂加固、剪力墻開洞加固、樓面荷載增大加固、橋梁斷裂加固、舊橋大修加固和水塔加固等等。
采用黏貼碳纖維片材加固混凝土結構時,應通過配套黏結材料將碳纖維片材黏貼在一起,使碳纖維片材承受拉力,并與混凝土變形協調,共同受力。
在梁、板構件的受拉區黏貼碳纖維片材進行受彎加固,纖維方向與加固處的受拉方向一致;采用封閉式黏貼、U形黏貼或側面黏貼對梁、柱構件進行受剪加固,纖維方向宜與構件軸向垂直;采用封閉式黏貼對柱進行抗震加固,纖維方向與柱軸向垂;當有可靠依據時,碳纖維片材也可用采用其它形式或其它受力狀況的混凝土結構進行加固;當采用黏貼碳纖維片材對結構或構件進行加固時,應考慮加固后對結構中其它構件或構件的其它性能可能產生的影響;采用黏貼碳纖維片材進行結構加固時,宜卸除作用在結構上的活荷載。如不能在完全卸載條件下進行加固,應考慮二次受力的影響;在受彎加固和受剪加固時,被加固混凝土結構和構件的實際混凝土強度等級不應低于Cl5。采用封閉黏貼碳纖維片材加固混凝土柱時,混凝土強度等級不應低于C10。
綜上所述,限于篇幅有限,筆者就常用的兩種加固方法進行了論述,建筑結構膠黏劑在實際建筑施工中已經解決了傳統方法不能解決的問題,創造了巨大的經濟效益和社會效益。而隨著我國各種應用中碳纖維率需求比例也在不斷上升,兩種加固方法將會有美好的發展前景。
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