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    鋼絲繩加砂漿技術

    鋼絲繩網片外加聚合物砂漿面層技術是鋼絲繩網片通過粘合強度及彎曲強度優秀的滲透性聚合物砂漿附著,與原本的混凝土形成一體,共同承擔荷載作用下的彎矩和剪力,適用于承受彎矩和剪力的混凝土構件正截面、斜截面承載力加固,但加固后對原結構的外觀有一定的影響,該方法能降低被加固構件的應力水平,不僅使加固的效果好,而且還能較大幅度地提高結構整體的承載力。聚合物砂漿是一種既具有高分子材料的粘接性,又具有無機材料耐久性的新型混凝土修補材料,其抗壓強度高,固化迅速,粘接性能好,有很好的保水性能和抗裂性、高耐堿性、耐紫外線。鋼絲繩網片外加聚合物砂漿技術是加固混凝土樓板、混凝土梁及橋梁等加固的理想材料。

    顯著優點主要有:鋼絲繩網強度高,其標準強度約為普通鋼材的5倍,因此加固后對結構自重影響很小??箯澕庸滩粌H可以顯著提高承載力,而且可以顯著提高剛度,在結構加

    固的過程中不影響建筑的使用,對被加固的母體表面沒有平整要求,節點處理方便,可以加固有缺陷或強度低的混凝土結構。解決了加固后的耐久性、抗火、耐高溫等問題,加固性能可靠。

    鋼絲繩網加固工藝流程: 混凝土表面處理————高壓水或氣壓縮機清洗除塵————噴涂粘結劑————混凝土表面處理————張拉鋼絲繩網網片————固定鋼絲繩網片————聚合物砂漿施工————表面養護、檢驗

    一、 施工方法:

    1、施工準備

    采用鋼絲繩網片加固混凝土結構,應由熟悉該技術施工工藝的專業施工隊伍承擔并應有施工技術措施,熟悉圖紙,進行腳手架搭設等各種準備工作。

    2、表面處理

    對加固砼體進行鑿毛、清理、修補,除去表層浮漿、油污等雜質,直至完全露出砼結構新面,用高壓水槍清洗被加固構件的表面,清除酥松混凝土。對有裂縫的混凝土加固構件要先進行修補,當原構件鋼筋有銹蝕現象時應對外漏的鋼筋進行除銹及阻銹處理;若原構件鋼筋經檢測,認為已處于有銹蝕可能的狀態,但混凝土保護層尚未開裂時,宜采用噴涂型阻銹劑進行處理,聚合物砂漿修補后,再進行下一道工序。表面處理之后,抹聚合物施工前應用高壓水沖洗并保持潮濕狀態,以減少聚合物砂漿在固化過程的水分流失,有利于聚合物砂漿的充分固化,使之達到設計強度值。濕潤用水的水質達到普通混凝土或砂漿的用水要求。

    3、定位放線

    按設計圖紙要求,對繃網部位的鋼絲繩方向進行確認,并用墨線彈出。

    4、打固定孔

    固定鋼絲繩網片的固定銷栓的直徑為6.5mm,打固定孔時用直徑6 mm金剛鉆頭,打孔深為3.5cm,按圖紙要求固定孔呈梅花型布置(也可在鋼絲繩網繃緊后打孔)。

    5、鋼絲繩網片固定

    縱筋在上,橫筋在下。對鋼絲繩網片進行剪裁,在鋼絲繩網片的端頭套上專用緊固環,并使緊固環扎緊綱絲繩線頭;將鋼絲繩網片的一端先用固定銷栓固定或錨固,在另一端用緊線器夾緊鋼絲繩網片,對鋼絲繩網片進行張拉,使鋼絲繩網片處于繃緊待加固狀態;用T型銷栓在網的縱橫交叉處打孔固定或用錨固件錨固,相互間距為380 mm,呈梅花型布置??嚲W的松緊要求:以縱筋手捏有彈性即可。不得出現有彎曲和未繃緊現象。

    6、噴涂粘結劑

    在加固構件表面均勻涂刷一層1-2mm左右厚加強粘結的粘結劑,使原結構和鋼絞線網結合良好,共同受力。

    7、噴涂聚合物砂漿

    根據設計要求及滲透性聚合物砂漿相關配比使用說明進行材料配制,攪拌均勻無結塊,配好的漿料應保證在半小時內用完??刹捎脟娚淦骰蛉斯つ▔悍绞竭M行滲透性聚合物砂漿施工,砂漿厚度應控制在20mm~30mm,保護層厚度不小于10mm。涂抹聚合物砂漿時時,周圍環境溫度不宜高于30℃,避免大風、陽光暴曬。

    8、表面養護

    聚合物砂漿噴抹好后,進行噴水養護,保證表面濕潤,條件允許可以采用覆蓋養護,養護時間不得少于7天。

    9、檢驗

    施工前應確認鋼絞線網、滲透性聚合物砂漿的合格證明,其指標應滿足工程設計的要求,確保按照上述工序要求進行施工。聚合物砂漿涂抹質量檢驗評定,可參照抹灰質量要求進行檢驗。鋼絲繩網片-聚合物砂漿外加層加固規定應按照GB50367-2006混凝土結構加固設計規范進行設計及施工。

    二、施工注意事項

    1、基層表面應清潔、無油污、無浮塵,施工時可選用高壓水或氣壓縮機進行清潔除塵。

    2、由于聚合物砂漿的流墜性比較嚴重,應根據實際情況采取一定措施減少聚合物砂漿的流墜問題。

    3、聚合物砂漿施工時,環境溫度不宜高于30℃,砂漿抹涂必須密實,不得存在空鼓現象。

    4、砂漿施工后保養很重要,是高強聚合物砂漿表面發生裂紋的重要因素

    三、鋼絲繩網片聚合物砂漿外加層加固設計及驗收標準

    《混凝土結構加固設計規范》GB50367—2006規定:

    1、設計規定

    1) 采用本方法時,原結構、構件按現場檢驗結果推定的混凝土強度等級不應低于C15級,且混凝土表面的正拉粘結強度不應低于1.5Mpa。

    2)鋼絞線網片—聚合物砂漿外加層應采取下列構造方式對混凝土結構構件進行加固:板和墻,可采取單面的外加層構造;也可采用對稱的雙面外加層構造。采用本方法加固的混凝土結構,其長期使用的環境溫度不應高于60度。處于特殊環境下(如介質腐蝕、高溫、高濕、放射等)的混凝土結構,其加固除應采用耐環境因素作用的聚合物配制砂漿外,尚應遵守現行國家標準工業建筑防腐蝕設計規范GB50046的規定,并采取相應的防腐措施。

    3)當被加固結構、構件的表面有防火要求時,應按現行國家標準《建筑紡火設計規范》GB50016規定的耐火等級及耐火極限要求,對鋼絲繩網片-聚合物砂漿外加層進行防護。

    2、材料規定

    1)重要結構構件或結構處于腐蝕介質環境、潮濕環境和露天環境時,應選用高強度不銹鋼絲繩制作網片。

    2)對于正常溫、濕度環境中的一般結構、構件,可采用高強鍍鋅鋼絲繩制作的網片,但應采取有效的防銹措施

    3)高強度鋼絲繩抗拉強度標準值見附表

    高強度鋼絲繩抗拉強度標準值(Mpa)

     

    種 類

     

    符 號

    不銹鋼絲繩

    鍍鋅鋼絲繩

    鋼絲繩公稱

    直徑(mm)

    鋼絲繩抗拉強度標準值fatk

    鋼絲繩公稱

    直徑(mm)

    鋼絲繩抗拉強度標準值fatk

    6X7+IWS

    φr

    2.4~4.5

    1800、1700

    2.4~4.5

    1650、1560

    1X19

    φs

    2.5

    1560

    2.5

    1560

    4)對于重要構件的加固,應采用改性環氧類聚合物砂漿。

    對于一般構件的加固,可選用改性環氧類聚合物砂漿或改性丙烯酸酯工聚物乳液配制的聚合物砂漿。

    5)承重結構用的聚合物砂漿分為I級和Ⅱ級,應分別按下列規定采用:板、墻加固,當構件混凝土強度等級為C30~C50時,應采用I級聚合物漿。當構件混凝土強度等級為C25及以下時,可采用I級或Ⅱ級聚合物砂漿。梁和柱的加固,均應采用I級聚合物砂漿。

    6)承重結構加固用聚合物砂漿基本性能指標

    承重結構加固用聚合物砂漿基本性能指標

    檢驗

         項目

    砂漿等級

    劈裂抗拉強度(Mpa)

    正拉結強度

    (Mpa)

    抗折強度

    (Mpa)

    抗壓強度

    (Mpa)

    鋼套筒粘結抗

    剪強度標準值

    (Mpa)

     

    I級

     

    ≥7.0

     

    ≥2.5,且

    為混凝土

    內聚破壞

     

    ≥12

     

    55≥

     

    ≥12

     

    Ⅱ級

     

    ≥5.5

     

    ≥10

     

    ≥45

     

    ≥9

    3、構造規定

    1、網片應采取小直徑不松散的高強度鋼絲繩制作,繩的直徑在2.5~4.5㎜范圍內,當采用航空用高強度鋼絲繩時,也可使用規格為2.4mm的高強度鋼絲繩。鋼絲繩的結構形式應為6×7+IWS金屬股芯右交互捻鋼絲繩或1×19單股左捻鋼絲繩(鋼絞線)。

    2、網片的主筋(既縱向受力鋼絲繩)與橫向筋(既橫向鋼絲繩,也稱箍筋)的交點處,應采用同品種鋼材制作的繩扣束緊,主筋的端部應采用帶套環的繩扣(如壓管套環等)通過加壓進行錨固,套環及其繩扣或壓管的構造與尺寸應經設計計算確定。

    1)采用鋼絲繩網片—聚合物砂漿外加層加固鋼筋混凝土構件前,應先清理、修補原構件,并按聚合物砂漿產品使用說明書的規定進行界面處理,當原構件鋼筋有銹蝕可能的狀態,但混凝土保護層尚未開裂時,宜采用噴吐型阻銹劑進行處理。

    2)鋼絲繩網片與基材混凝土的固定,應在網片就位并張拉繃緊的情況下進行。一般情況下,應采用尼龍錨栓或膠粘螺桿植入混凝土中作為基點,以開口(繩端用套環)作為繩卡連接網片。錨栓長度不應小于55㎜;其直徑d不應小于4.0㎜;凈埋深不應小于40㎜;間距不應大于150㎜。構件端部固定套環用的錨栓,其凈埋深不應小于60mm.當鋼絲繩網片的主筋需要搭接時,其搭接長度不應小于100mm,且不應位于最大彎距區。

    3)聚合物砂漿外加層的厚度,不應小于25㎜,也不應大于35㎜。當采用鍍鋅鋼絲繩時,其保護層厚度不應小于15mm。聚合物砂漿外加層的表面應噴涂一層與該品種砂漿相適配的防護材料,提高外加層耐環境因素作用的能力。

    4、檢驗及驗收

    現場檢驗應在已完成鋼絲繩網片—聚合物砂漿外加層加固后結構表面進行。依據《混凝土結構加固設計規范》GB50367—2006標準附錄E 粘結材料粘合加固材與基材的正拉粘結強度現場測定方法及評定標準。

    1)適用范圍本方法適用于現場條件下以及結構膠粘劑或高強聚合物砂漿為粘結材料,粘合(包括澆注、噴抹)下列加固材料與基材,在均勻拉應力作用下發生內聚、粘附或混合破壞的正拉粘結強度測定。

    2)試驗設備

    結構加固工程現場使用的粘結強度檢測儀,應堅固、耐用且攜帶和安裝方便;其技術性能不應低于國家現行標準《數顯式粘結強度檢測儀》JG3056的要求。檢測儀應每年檢定一次。

    3)取樣規則

    a.粘貼、噴抹質量檢驗的取樣,應符合下列規定:梁、柱類構件以同規格、同型號的構件為一檢驗批。每批構件隨機抽取的受檢構件應按該批構件總數的10%確定,但不得少于3根;以每根受檢構件為一檢驗組;每組3個檢驗點。

    b.板、墻類構件應以同種類、同規格的構件為一檢驗批,每批按實際粘貼、噴抹的加固材料表面積(不論粘貼的層數)均勻劃分為若干區,每區100㎡(不足100㎡,按100㎡計),且每一樓層不得少于1區;以每區為一檢驗組,每組3個檢驗點。

    c.現場檢驗的布點應在粘結材料(膠粘劑或聚合物砂漿等)固化已達到可以進入下一工序之日進行。若因故需要推遲布點日期,不得超過3d.

    d.布點時,應由獨立檢驗單位的技術人員在每一檢驗點處,粘貼鋼標準塊以構成檢驗用的試件。鋼標準塊的間距不應大于500㎜,且有一塊應粘貼在加固構件的端部。

    4)試件制備

    a.基材表面處理:檢測點的基材混凝土表面應除污漬并保持干燥。

    b.切割預切縫:從清理干凈的表面向混凝土基材內部切割預切縫,切入混凝土深度為10~15㎜,縫的寬度約2㎜。預切縫形狀為邊長40㎜的方形或直徑為50㎜的圓形,視選用的切縫機械而定。切縫完畢后,應再次清理混凝土表面。

    c.粘貼鋼標準塊:應選用快固化、高強膠粘劑進行粘貼。鋼標準塊粘貼后應立即固定;在膠粘劑7d的固化過程中,不得受到任何擾動。

    5)試驗步驟

    a.試驗應在布點日期算起的第8天進行。試驗時應按粘結強度測定儀的使用說明書正確安裝儀器,并連接鋼標準塊。

    b.以均勻速率連續加荷,控制在1~1.5min內破壞;記錄破壞時的荷載值,并觀測其破壞形式。

    6)試驗結果

    a.正拉粘結強度應按下式計算:

    Fti=pi/Aai

    式中

    Fti—試件i的正拉粘結強度(MPa)

    Pi—試件i破壞時的荷載值(N)

    Aai—鋼標準塊i的粘合面面積

    b.破壞形式及其正常性判別

    b.1.破壞形式

    b.1.1內聚破壞

    —基材混凝土內聚破壞:即混凝土內部發生破壞;

    —膠粘劑內聚破壞:可見于使用低性能、低質量膠粘劑的膠層中;

    —聚合物砂漿內聚破壞:可見于使用低強度水泥,或低性能、低質量聚合物的聚合物砂漿層中。

    b.1.2粘附破壞(層間破壞)

    —膠層與基材混凝土之間的界面破壞;

    —聚合物砂漿層與基材混凝土之間的界面破壞。

    b.1.3混合破壞

    粘合面出現兩種或兩種以上的破壞形式。

    6)試驗結果正常性判別

    若破壞形式為基材混凝土內聚破壞,或雖出現兩種或兩種以上的破壞形式,但基材混凝土內聚破壞形式的破壞面積占粘合面積85%以上,均可判為正常破壞。若破壞形式為粘附破壞、膠粘劑或聚合物砂漿內聚破壞,以及基材混凝土內聚破壞的面積少于85%的混合破壞,均應判為不正常破壞。

    7)檢驗結果的合格評定

    a.加固材料粘貼、噴抹質量的合格評定,組檢驗結果的合格評定,應符合下列規定:

    a.1當組內每一試樣的正拉粘結強度均達到本檢驗所執行規范相應指標的要 求,且其破壞形式正常時,應評定該組為檢驗合格組。

    a.2若組內僅一試樣達不到上述要求,允許以加倍試樣重新做一組檢驗,如 檢驗結果全數達到要求,仍可評定該組為檢驗合格組。

    a.3若重做試驗中,仍有一個試樣達不到要求,則應評定該組為檢驗不合格組。

    b檢驗批的粘貼、噴抹質量的合格評定,應符合下列規定:

    b.1當批內各組均為檢驗合格組時,應評定該檢驗批構件加固材料與基材混

    凝土的粘合質量合格;

    b.2若有一組或一組以上為檢驗不合格組,則應評定該檢驗批構件加固材料

    與基材混凝土的粘合質量不合格;

    b.3若檢驗批由不少于20組試樣組成,且檢驗結果僅有一組因個別試樣粘結 強度低而被評為檢驗不合格組,則仍可評定該檢驗批構件的粘合質量合格。

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