損傷混凝土結構加固性能及加固后耐久性研究

柯鵬

河南博維建筑規劃設計有限公司 河南鄭州 450000

1 CFRP等混凝土構件加固技術分析

選用混凝土梁柱等結構作為受力構件類型，在研究中得到相應的參數驗證損傷鋼筋混凝土結構的加固性能以及獲得耐久性提升的策略。由于環境侵蝕、自然災害、人為因素等影響，導致混凝土結構在正常使用中出現損傷，已經成為世界性課題。我國在進行混凝土結構加固處理上起步較晚，經過相關的工程實踐和加固理論的驗證，已經獲得了很好的進步。經過長期的探索，對于混凝土結構的加固方法，結合具體的施工條件、結構、特點、功能等方面，得到了諸多效果可靠、施工簡單、經濟合理的加固方法[1]。

（1）CFRP加固技術，具有對不同初始損傷的混凝土進行加固優勢。當前對于加固混凝土受彎構件進行研究，主要針對其破壞模式，在諸多研究成果上認為跨中彎曲裂縫端部開始剝離向著梁的支座端擴展。這一破壞模式實在長期持續荷載下形成的。還有一種是跨中彎曲裂縫，端部剝離向梁的支座端擴展，形成最終的破壞。對加固梁抗彎性能進行研究之后，進行了破壞形式又被加以恢復，CFRP方法采用加固耐久性試驗中，將碳纖維布黏貼層數，可提高梁的承載能力已經得到驗證。在極限荷載情況下，加固梁的復合截面能夠很好的加固，對平截面假定進行滿足，使得加固梁上的纖維布板存在綜合強度的問題得到解決。事實證明結構在加固之前，承受的活載具有不同程度的損傷。

（2）增大截面法加固混凝土結構。在同種材料被加固構件的承載力一進行加固，通過增加結構構件的截面面積，提升結構使用性能，在某種程度上能改變結構的自振頻率，這種加工方法目前作為增大截面法，被使用在混凝土結構的梁、板、柱構件加固中，加工效果證明結構的加固、適應力水平、施工工藝、材料性能等工藝簡單，適用性廣。通過實驗的方法，對大截面法加固混凝土結構在一次受力情況下的應力水平指標進行了驗證，探討了應力水平指標與加固柱極限承載力之間的關系，得到偏心受壓正截面承載力，得到簡化計算公式。計算應變分布強度和應變特性的影響值，得出結論：鋼筋混凝土結構遭受腐蝕等引起構件性能劣化，引起鋼筋混凝土柱承載力發生損失，力學性能退化[2]。

（3）電化學法加速加固混凝土柱的技術，對銹蝕后的事件采用CFPR片材料進行加固，通過進行軸心壓力承載力的實驗得到相應的理論。針對結構性能隨時間退化的情況，在耐久性退化機理和規律研究的基礎上，采用粘貼CFPR加固針對不同損傷的混凝土梁抗彎性能加固后，可以提升加固性能，針對不同損傷類型進行影響因素的去除，在各類環境中都能將混凝土構件的耐久性加以提高耐。

（4）FPR加固混凝土受彎構件。小于60-70%極限荷載的情況下，加固梁的復合截面，能夠很好的滿足平截面，假定在沒有可靠錨固措施的情況下，發生玻璃破壞，加固梁的極限承載能力低于未加固的參考量。黏貼等量纖維布加固梁的雞宰成宰，能力不受黏貼加固特載程度的影響，解決了粘貼炭纖維布加固鋼筋混凝土梁的基本受力性能等問題。

2 損傷混凝土結構加固后耐久性研究

事實上損傷混凝土結構加固前的損傷情況對加固效果的影響不容忽視，針對完整量和少數量加固所進行的研究，均表明目前在受力性能要解決結構使用功能、提高荷載等級、原結構承載能力不足的問題，采用加固的技術嫩鞏固提升混凝土結構的耐久性。

（1）針對受力構件鋼筋銹蝕，對于帶裂縫工作的鋼筋混凝土量進行荷載的卸除后，針對殘余的裂縫進行加固，完整梁的受力性能的提升。經過研究表明不同預裂程度和開裂程度的加固梁，在機械承載能力不受影響的情況下，明顯提升了加固梁鋼筋應變和截面剛度。受拉區鋼筋應變和撓度的降低幅度影響，在正常使用荷載水平下，抗彎剛度和受拉鋼筋應變的改善程度明顯低于卸載一下估量。FPR加固環境下即便是受到侵蝕作用，引起混凝土結構中的鋼筋銹蝕，發生了氯離子的滲透和碳化，作為一種不可避免的自然現象，加固后的耐久性依然表明采用結構性加固技術性能優劣非常顯著[3]。

（2）隨著截面積的減小，鋼筋銹蝕后，屈服強度和極性下極限強度下降，引起保護層開裂，甚至脫落。秀是中生成的氧化物，一方面體積膨脹，一方面也破壞了混凝土和鋼筋之間的年粘貼。采用黏貼纖維復合材料加固的方法應對銹蝕鋼筋銹脹損傷混凝土，采用加固復合技術，考慮到各種性能，在協同工作性能上有待進一步提升。

碳纖維不加速銹蝕受彎構件的有效性，使得結構增強，外在約束降低低滲透率屏障，形成了構件表面的有效屏障，防止銹蝕進一步發生。經過銹蝕量的屈服承載力與鋼筋銹是詩中的樹枝比較發現，加過后的量在鋼筋銹蝕率上得到了降低，承載力相對較高。可以看出碳纖維復合材料加固的方法能夠提高彎構件的承載力，減輕銹蝕引起的結構性能退化程度[4]。

3 結語

建筑結構形式趨于復雜化，異形混凝土結構構件越來越多，針對混凝土構件加固進行試驗、設計與施工，是當前理論結合施工方普遍關注的重難點。當前混凝土損傷后采用加固修復技術已經能夠應對惡劣條件，如凍融循環、海水環境、濕熱環境等。在惡劣環境中提升混凝土構件耐久性，如FRP加固等技術的應用與混凝土結構耐久性提升的相關研究今后依然是熱點課題。在搭接材料的粘性、混凝土粘結、加固后耐久性等方面得到更多的研究成果，以針對不同種類的混凝土構件施工、應對干濕交替、低溫凍結、凍融循環等環境，達到損傷混凝土的耐久性提升效果。