一種針對老化混凝土結構物的維修加固結構的製作方法
2023-09-23 20:12:40
專利名稱：一種針對老化混凝土結構物的維修加固結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種針對老舊隧道襯砌、橋梁底板等老化混凝土結構物的加固結構，尤其涉及一種使用纖維增強複合材料(FRP)和聚合物水泥砂漿維修加固破損混凝土結構物的結構。
背景技術：
近年來，在全國範圍內，服務時間超過一定年限的隧道襯砌、橋梁底板、橋臺、下水道等混凝土結構物，受到複雜應力、降雨、滲漏以及其他惡劣的環境溼度和溫度場影響，普遍發生老化現象，如裂縫、表面剝落和鋼筋外露等。對於產生裂縫的混凝土結構，將其廢棄 重新建設的話，成本較高。裂縫的產生影響了結構的完整性，如不及時處理，則可能引發重大事故。為了防止裂縫進一步擴展，維持隧道穩定，需要對其進行加固。由於破損混凝土自身還具有一定的強度，使用大規模錨杆、錨索或注漿修復時會嚴重破壞原有結構。如何在保持原有結構承載力的同時對混凝土結構進行加固處理，在國內、外都是一個難題。另外，普通方法加固正在運營的隧道時，存在施工機械複雜和建設周期長的問題，會嚴重影響正常交通。
實用新型內容本實用新型的任務在於提供一種針對老化混凝土結構物的維修加固結構。其技術解決方案是一種針對老化混凝土結構物的維修加固結構，其特徵在於包括纖維增強複合材料(FRP)、聚合物水泥砂漿、底層粘結材料和固定連接件；所述纖維增強複合材料，通過固定連接件底層粘結材料固定在老化混凝土結構物待修復部位；所述聚合物水泥砂漿，一方面用於對待修復部位的破損區域進行初步填平，和/或對待修復部位的裂縫進行封堵，另一方面用於噴射在老化混凝土結構物表面，覆蓋在纖維增強複合材料(FRP)上，將其和混凝土結構粘結成為一個整體，聚合物水泥砂漿本身對老化混凝土結構物具有支護作用。上述聚合物水泥砂漿是選用乳化粉狀樹脂、特種短纖維、細骨料和水混合製成，按重量份配比，其中固體材料(包括乳化粉狀樹脂、特種短纖維和細骨料)84份，水16份。上述纖維增強複合材料(FRP)的外形為帶有矩形或方形空格的片狀板材。上述纖維增強複合材料(FRP)的厚度為2 8mm ;聚合物水泥砂漿的設計厚度為70 150mmo上述固定連接件可選用鉚釘。本實用新型具有以下有益技術效果本實用新型利用聚合物水泥砂漿對無機材料良好的附著力，將纖維增強複合材料(FRP)與混凝土結構物粘結成為一個整體。FRP具有良好的抗拉性能，可有效減小襯砌表面拉應力，抑制裂縫的產生和擴展，特別是開放性裂縫。聚合物水泥砂漿本身具有較高的強度，對混凝土表面起到良好的維護作用，也可以為結構物提供一定的支護阻力。通過兩者的結合使用，充分發揮出兩種材料各自的優點，在對老舊混凝土結構物進行加固時能取得良好的支護效果。
以下結合附圖
與具體實施方式
對本實用新型作進一步說明圖I為本實用新型所述對老化混凝土結構物的維修加固結構局部截面概要示意圖。圖例說明1_纖維增強複合材料(FRP)，2-聚合物水泥砂漿，3-固定連接件，4-底層粘結材料，5-待修復混凝土結構物，6-混凝土裂縫，7-混凝土破損區。
具體實施方式
一種針對老化混凝土結構物的維修加固結構，其特徵在於包括纖維增強複合材料(FRP) I、聚合物水泥砂漿2、固定連接件3和底層粘結材料4 ;所述纖維增強複合材料1，通過固定連接件3和底層粘結材料4固定在老化混凝土結構物待修復部位；所述聚合物水泥砂漿2，一方面用於對待修復部位的破損區域7進行初步填平，和/或對待修復部位的裂縫6進行封堵，另一方面用於噴射在老化混凝土結構物5表面，覆蓋在纖維增強複合材料(FRP) I上，將其和混凝土結構物5粘結成為一個整體，聚合物水泥砂漿2本身對老化混凝土結構物具有支護作用。上述聚合物水泥砂漿2是選用乳化粉狀樹脂、特種短纖維、細骨料和水混合製成，按重量份配比，其中固體材料(包括乳化粉狀樹脂、特種短纖維、細骨料)84份，水16份。上述乳化粉狀樹脂可選用日本SUNMATE』 S公司的商品『Sabul5』系列。對上述結構繼續作出如下說明在加固前，應對老化混凝土結構物待修復部位進行表面處理，在對待修復部位進行表面處理過程中，將表面的襯砌剝落部分以及灰塵等雜物清除。通過在表面一側噴射聚合物水泥砂漿2對老化混凝土結構物的破損區域7進行初步填平，和/或充填裂縫6。然後通過固定連接件3將FRP固定在待修復部位的表面上。最後噴射聚合物水泥砂漿2達到設計厚度。上述纖維增強複合材料(FRP) I的外形為帶有矩形或方形空格的片狀板材。FRP具有質量輕，強度高，便於切割和安裝，具有非常優越的耐化學腐蝕的特點。厚度可以在2 8mm之間，根據實驗測定，以4. 5mm為宜。它還具有耐老化特徵，使用壽命在50年以上。其切割安裝簡便，無需動火及重型機械，僅需少量人工及電動工具，使得安裝成本也大為降低，另外也加快了施工速度，減小了施工引起的幹擾。通過鉚釘將FRP固定在待修復部位，對原有結構的影響很小。另外，可設計性強，尺寸靈活多樣，可根據現場需要加工成形。上述聚合物水泥砂漿，其特點包括混合施工簡單、可操作性強、具有較高的抗裂性，對無機材料有著良好的附著力，並且具有良好的耐久性。噴射施工法厚度可根據具體情況適當選擇，以70 150mm為宜。上述通過鉚釘將纖維增強複合材料(FRP)I固定在待修復部位，它的幾何尺寸相對混凝土結構物來說很小，使用它對原有結構的影響很小，有利於維持原有結構的強度，其形狀可根據具體情況適當選取。[0022]另外，應注意在施工時要確保混凝土結構物具有良好狀態的表面，對於表面剝落嚴重的地方要做好清潔工作。對於破損嚴重的區域要進行初步填平和封堵裂縫，以保證修復效果。經試驗FRP的彈性模量為I. 4 X 105N/mm2，抗拉強度為I. 4X 103N/mm2 (28天)，於聚合物水泥砂漿之間的平均粘結強度為2. 4N/mm2, FRP和聚合物水泥砂漿的粘結面的平均剪切剛度為 8. 0kN/mm2/m(28 天)。以上所述實施例，只是本實用新型較優選的具體的實施方式的一種，本領域的技術人員在本實用新型技術方案範圍內進行的通常變化和替換都應包含在本實用新型的保護範圍內。·
權利要求1.一種針對老化混凝土結構物的維修加固結構，其特徵在於包括纖維增強複合材料、聚合物水泥砂漿、底層粘結材料和固定連接件；所述纖維增強複合材料，通過固定連接件底層粘結材料固定在老化混凝土結構物待修復部位；所述聚合物水泥砂漿，一方面用於對待修復部位的破損區域進行初步填平，和/或對待修復部位的裂縫進行封堵，另一方面用於噴射在老化混凝土結構物表面，覆蓋在纖維增強複合材料上，將其和混凝土結構粘結成為一個整體，聚合物水泥砂漿本身對老化混凝土結構物具有支護作用。
2.根據權利要求I所述的一種針對老化混凝土結構物的維修加固結構，其特徵在於所述纖維增強複合材料的外形為帶有矩形或方形空格的片狀板材。
3.根據權利要求I所述的一種針對老化混凝土結構物的維修加固結構，其特徵在於所述纖維增強複合材料的厚度為2 8mm ;聚合物水泥砂漿的設計厚度為70 150mm。
4.根據權利要求I所述的一種針對老化混凝土結構物的維修加固結構，其特徵在於所述固定連接件可選用鉚釘。
專利摘要本實用新型公開了一種針對老化混凝土結構物的維修加固結構，其特徵在於包括纖維增強複合材料(FRP)、聚合物水泥砂漿、底層粘結材料和固定連接件；所述纖維增強複合材料，通過固定連接件和底層粘結材料固定在老化混凝土結構物待修復部位；所述聚合物水泥砂漿，一方面用於對待修復部位的破損區域以及裂縫進行初步填平和封堵，另一方面用於噴射在老化混凝土結構物表面，覆蓋在纖維增強複合材料(FRP)上。本實用新型通過聚合物水泥砂漿和FRP的結合使用，充分發揮出兩種材料各自的優點，在對老舊混凝土結構物進行加固時能取得良好的支護效果。
文檔編號E21D11/10GK202787098SQ20122025074
公開日2013年3月13日 申請日期2012年5月23日 優先權日2012年5月23日
發明者蔣宇靜, 王剛, 李博, 吳學震 申請人:山東科技大學