[发明专利]一种纤维增强复合塑料和混凝土之间的加固方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种结构的加固方法，特别涉及一种适用混凝土及钢筋混凝土结构物的加固方法，属于复合材料和建筑材料技术领域。

背景技术

随着我国基础设施建设的迅猛发展，铁路工程、公路工程、港口工程和水利水电等工程的混凝土结构、砌体结构及木结构日益增多。受设计水平、施工质量、环境侵蚀、服役时间等多方面因素的影响，很多结构物出现了承载能力不足、构件开裂等严重病害，不仅严重影响了其结构功能和耐久性能，还对结构物的安全留下了巨大隐患。特别是对于早期建设的房屋、桥梁，由于其设计荷载偏低、服役时间较长，同时缺乏必要的养护措施，在环境因素及载荷作用下病害情况更加严重，相当数量的结构物亟待修护加固。

FRP材料(纤维增强复合塑料)是继钢材和混凝土后的第三大现代结构材料，FRP加固是近年来美日等国家所研发的应用在土木工程中的新型加固补强技术，在结构工程中得到了越来越广泛的应用。然而，实践表明，传统FRP加固技术也存在明显的缺陷，主要表现在纤维材料与混凝土之间的粘结力难以得到有效保证，特别在复杂的外界环境因素影响下会因粘结力不足而产生滑移破坏，造成病害混凝土构件加固后的抗弯、抗剪、抗压性能不能满足工程要求，这在很大程度上限制了其应用范围。为解决粘结力不足的问题，目前工程界提出采用：FRP嵌入式(NSM)加固技术、机械锚固FRP技术(MF-FRP)、FRP端部锚固技术、U型箍锚固(U-jacket)FRP加固技术、纤维锚固FRP技术、联锁锚固FRP技术等，这些方法在一定程度对提高加固结构的承载力是有效的，但在长期的使用过程中会因机械磨损或疲劳破坏等现象而失去锚固作用。

因此，为了更好地解决FRP加固技术中存在的问题，国外有学者提出采用FRP-固件联合加固技术对混凝土结构进行加固的技术思路，该技术通过在混凝土构件中FRP两侧打入钢钉，并通过固件与纤维材料粘结在一起，起到限制其滑移变形的目的。然而，该技术还存在较多的问题，如钢钉的锚固强度较小、无法对FRP施加预紧力。另外，结构裂缝的存在，不仅影响结构的耐久性，而且影响FRP的粘结强度，使得结构在较小的荷载作用下，造成裂缝处产生应力集中，从而加速了FRP的剥离。目前，国内对结构裂缝一般采用人工或机械进行化学灌浆对其进行封闭，由于灌浆压力低、不能采用恒压灌浆，致使施工质量难以控制，深层裂缝难以完全填充饱满，结构强度不能恢复到结构裂缝前的状态。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种纤维增强复合塑料和混凝土之间的加固方法，该方法在FRP-螺栓联合加固法(HB-FRP)的基础上引入并整合应用高压化学灌浆技术，不仅能够有效减少由中间裂缝引起的FRP剥离破坏，进一步提高FRP的利用率，而且能够对带缝工作的混凝土构件进行封缝处理，极大优化了加固构件的整体承力形式和耐久性能。

本发明采取的技术方案为：

一种纤维增强复合塑料和混凝土之间的加固方法，步骤如下：

(1)混凝土基面处理：将混凝土表面清洁、填补、打磨使表面平整干净；

(2)裂缝处理：根据裂缝宽度和分布布设多个注胶嘴，将注胶嘴安设在裂缝处伸入裂缝一段，保证其出胶口与裂缝连通，在注胶嘴基座处涂抹黏贴胶；用打胶枪将裂缝密封胶沿裂缝涂抹，使裂缝外侧密封；待裂缝密封胶硬化后，将压胶管与注胶嘴连接，使用压力机将配制好的裂缝灌注胶通过注胶嘴注入裂缝内，保证注胶饱满；

(3)钻孔及埋设螺栓加固件：用钻孔机在混凝土上钻孔，钻孔结束后将孔内碎屑清理干净，然后灌注环氧树脂胶并将螺栓安设孔内；

(4)在混凝土表面即将布设FRP材料的位置，均匀涂抹底胶，厚度2-5mm，待底胶指触干燥，进行打磨、修整；

(5)黏贴FRP材料：裁剪FRP片材(碳纤维布)材料，在涂抹底胶的地方涂抹粘结胶，厚度2-5mm，在已涂好粘结胶的混凝土表面铺覆FRP片材，滚动碾压使粘结胶胶液充分浸渍FRP片材，形成复合材料；经自然养护至粘结胶完全固化，调整密实气泡或鼓泡；

(6)涂刷表面防护胶；

(7)安装钢板并紧固螺栓，在埋设的螺栓端头安设固定钢板，安装时在固定钢板与FRP材料的接触面涂抹环氧树脂胶，同时安装螺帽，对螺栓施加预紧力，预紧力大小5-25kN；

(8)表面涂装：用水泥砂浆和107胶混合成107胶水泥浆涂刷于碳纤维表面，使其颜色达到装饰效果或与混凝土颜色一致。

上述步骤(2)所述的裂缝灌注胶为改性环氧树脂类结构胶黏剂，如SKD801灌缝胶；所述的黏贴胶、裂缝密封胶均可选CPFH聚氨酯裂缝止水密封胶。