新型加固材料在工程中的應用研究 ——以某廣場中心為例

羅 梅 葛冠曉

浙江廣廈建設職業技術學院 浙江 東陽 322100

【摘 要】土木工程結構方面的安全是施工質量的重要保障，當原有的建筑物出現適用性不滿足或者安全上有所欠缺，就需要進行加固和補強。近年來，經過在結構加固和補強方面做了大量的研究和實踐，常用的結構加固方法變多，比如植筋增大截面法和粘貼碳纖維復合材料加固法等。傳統的加固方法已經不足以滿足現代的施工，新型加固材料的應用和新型加固施工方法的實施彌補了這方面的空缺。通過本文，解決了多種新型加固材料適合在工程哪些部位被運用，并且在設計計算中應該注意的重點，在施工中施工時的重點以及注意事項。給實際工程解決難題。

【關鍵詞】碳纖維；加固；植筋

引言：建筑物經過歲月的變更，又或者結構使用功能的改變，施工技術條件的不足甚至洪澇地震等因素的影響，承載力變差、結構抵抗變形能力弱，因此，需要對原建筑物進行加固。在飛速發展的科技的推動下，出現了多種新型的加固材料，新型材料的出現也就意味著，新的加固方法也應應運而生，加固設計也應該跟上。新型加固材料的出現，引起了工程技術人員的關注，進行了廣泛的研究應用推廣，在新型加固材料與被加固構件之間的粘結錨固性能和錨固破壞機理、加固構件的耐久性及耐高溫性能、加固構件的可靠性以及材料強度等理論問題還需要在進一步的研究探討。然而在設計、施工過程中，由于施工圖所載內容不夠詳細，有些從業人員對相應技術規程、規范熟悉程度不夠，施工單位為追求經濟效益盲目使用價格低廉、沒有質量保證的建筑材料及在施工過程中不按正常工藝流程，偷工減料導致加固后果較差，并隨著建筑物使用年限的增加，不斷老化的加固材料形成的加固構件，給日后使用者帶來了極大的安全隱患。而新型材料的廣泛應用，使安全隱患降低了，比如粘貼碳纖維復合材料加固法，具有強度高、彈性模量值大、質量輕并且耐腐蝕等諸多優點。

1.新型加固材料的性能介紹

自有建筑以來，就出現了加固與改造，只是在過去，人們習慣于把加固與維修等同，缺少系統的分析和理論探討，基礎技術不高，沒有形成一個學科。建筑加固技術不斷的發展進步，出現了更多的新型加固材料以及加固方法，在建筑業界大面積推行，給社會帶來了業績不菲的經濟效益。

碳纖維布：碳纖維布如同鋼筋一般，抗拉強度高，因此當梁的受彎承載力不足時，可在梁的下表面粘貼碳纖維布，與原構件本身共同抵擋拉應力，原構件的能力就被補強了，加固的目的達到了。碳纖維布粘貼之后，不僅梁的受彎承載能力提高，并且還防止梁裂縫的繼續開展，使梁變形能力和延性性能改善了許多。加固效果的主要體現因素有碳纖維布的彈性性能、每塊碳纖維布的寬度和施工時采用的層數、粘結劑質量、粘貼時施工的質量等。

混凝土：由于需要采用混凝土進行截面的增大，所以加固采用的混凝土需要很好的黏結性能以及盡快的達到設計強度。因此，較多采用快硬硅酸鹽水泥以及需要在舊混凝土上進行鑿毛處理。

結構粘結膠：對于加固而言，鋼板的膠結劑和植筋所用的膠結劑是不同的要求，碳纖維布也需要膠結劑。對于植筋而言，膠結劑的要求最高，其中的填料需要在膠廠添加，不得在現場摻入。

裂縫修補材料：當結構中板或者梁出現不大的裂縫時，不需要進行碳纖維布或者鋼板的修補，可以直接填縫即可。使用時，應注意選擇粘結力強、強度高并且密封性好的粘合劑。

2.某中心廣場采用新型加固材料的施工方法

某廣場中心由于施工方的原因，部分混凝土樓板產生大量裂縫，大多是0.2MM-0.5MM的裂縫，由于此處樓板是地下室頂板，多處裂縫有灰色滲出物。在幾條高度在1M左右的結構主梁也出現了比較嚴重的裂縫，主要出現在在梁的側面與梁的梁的下表面，因此，梁的斜截面強度明顯不足。最嚴重在梁柱節點處，多處鋼筋暴露在外，節點處混凝土多處剝落，大量石子裸露在外，柱的承載能力大大降低。

最終，建設方與施工方達成協議，施工方出資請專業加固設計公司出加固方案，有專業加固施工單位進行加固，最終加固合格以后，再交付使用，所有資金都由施工方出具。加固設計單位聘請專業鑒定的團隊進行鑒定，對梁板柱的混凝土強度都進行了現場取樣，都達到了設計強度。并且根據現在由于施工方法不當對建筑物造成的損壞采用有限元進行分析，主要問題在梁的斜截面強度明顯不足，梁柱節點處損壞較為厲害。加固設計公司在專業鑒定團隊的建議采用了以下的加固方法，對板裂縫采用填縫與粘貼碳纖維布的方法，對梁裂縫采用粘貼U型碳纖維布并結合填膠結劑的加固方法，對梁柱節點處，采取了植筋、噴射混凝土形成倒錐型加強型節點的加固方法，彌補工程施工過程中失誤造成的損害。

2.1梁板中小于0.3MM的裂縫：（采用環氧水泥密封）

2.1.1混凝土表面用刷子刷子刷干凈，并且對裂縫采用專用工具吹干灰塵。

2.1.2，保證混凝土基層表面是干燥無油漬的狀態。

2.1.2粘結劑在縫上涂抹。寬度為30MM，厚度為2MM，超出縫長30MM。

2.2板中大于0.3MM的裂縫：（粘結碳纖維布）

2.2.1混凝土表面用刷子刷子刷干凈，并且對裂縫采用專用工具吹干灰塵。

2.2.2保證混凝土基層表面是干燥無油漬的狀態。

2.2.3裂縫中涂抹粘結劑，再在裂縫表面粘貼碳纖維布，再在碳纖維布橫向方向粘貼碳纖維布壓條并用M12射釘固定。

2.3梁中側面以及下表面出現的裂縫（粘貼碳纖維布）

2.3.1混凝土表面用刷子刷子刷干凈，并且對裂縫采用專用工具吹干灰塵。

2.3.2保證混凝土基層表面是干燥無油漬的狀態。

2.3.3裂縫中涂抹粘結劑，再在梁下表面裂縫表面粘貼碳纖維布，再在梁中采用U型碳纖維布（具體位置根據側面裂縫以及U型箍的間距來決定），最終在U型箍橫向方向粘貼碳纖維布壓條并用M12射釘固定。

2.4梁柱節點（植筋并加大節點截面）

2.4.1對于梁柱階段露筋部分進行混凝土的清除，并且對鋼筋進行除銹處理

2.4.2用工具在柱子節點下500MM處鉆出植筋的孔洞，并用工具將孔洞內的灰塵吹干凈。

2.4.3用工具在柱子節點旁四周梁各1000MM處鉆出植筋的孔洞，并用工具將孔洞內的灰塵吹干凈。

2.4.4利用粘接劑將鋼筋植入空洞內，注意膠干的時間，注意植筋的錨固長度，形成漏斗倒錐型的新節點

2.4.5將舊混凝土表面鑿毛，由于新節點采用漏斗形，模板不好搭設，因此采用噴射混凝土，并且防銹。

2.4.6對混凝土做好養護工作。

3.結束語

通過分析某中心廣場采用的各種新型加固材料和新型加固施工方法得出以下重要結論：

（1）加固施工的前提必須要有加固設計，加固設計必須根據鑒定評估報告，確定現有結構的實際尺寸，材料強度，在此基礎上進行加固設計。而鑒定評估報告是根據現場建筑的質量，結構的安全性，構件的可靠性做出評價，包括現場檢測，軟件模擬分析。

（2）在加固前，必須將結構中準備加固的構件表面清理干凈，露出鋼筋或混凝土清潔的表面。

（3）加固設計時，應充分考慮現有結構的特點以及鑒定的結果，盡可能少的破壞或拆卸現有構件。

（4）在實際工程中，要注意加強框架柱的承載能力，控制梁的承載力，提高柱的延性，形成“強柱弱梁”。

參考文獻：

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[5]曹忠民.高強鋼絞線網—聚合物砂漿加固技術的研究與應用.《建筑技術》，2007年第6期