[发明专利]一种表面修复薄层提高混凝土抗冲击强度的方法

说明书

技术领域

本发明属于混凝土结构加固技术领域。具体涉及一种高强度、高稳定性、工序简便快速、可机械化操作的混凝土结构加固技术方法。相比于常规的混凝土结构加固技术方法，此方法高效、高强、高稳定性的优点满足混凝土结构加固市场化的要求，具有广阔的应用前景。

背景技术

目前关于混凝土结构加固的技术和相关规范很多，加固工程也比较广泛。其中加固的方法大致包括：1)增大截面加固法；2)置换混凝土法；3)外加预应力加固法；4)粘贴纤维复合材加固法；5)粘贴钢板加固法；6)增设支点加固法。

上述的加固方法虽然能够满足混凝土结构结构性能和抗冲击性能的指标，但从工艺和耐久性方面考虑，还存在以下问题，具体如下：

1)容易剥离破坏:粘贴物的端部容易翘开或是粘结胶性能不稳定，在严酷环境下整体性能变差，容易引起粘贴物的剥离破坏；

2)加固材料成本高：纤维布、纤维板和钢板的成本均高于短纤维的价格；

3)施工工艺复杂：粘贴纤维复合材加固法和粘贴钢板加固法中，纤维复合材和钢板的剪裁制作都比较复杂，结构死角难处理；增大截面加固法、外加预应力加固法和增设支点加固法的施工步骤繁琐，施工操作水平要求较高，加固质量均较难得到保证；

4)混凝土结构适用性降低：由于表面粘贴纤维布或钢板，以及增大截面和增设支点，均不同程度的改变了结构物的外表，加固表观效果较差，使结构适用性降低。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有的技术问题，创造的应用简单实用的混凝土结构修复加固方法，其特征如下：

1.应用表面修复薄层提高混凝土抗冲击强度的方法,其特征在于:

各组分的品质指标要求如下:

纤维：聚丙烯腈短纤维，纤维长度在6～25mm,直径为0.010～0.025mm；体积为胶粘剂体积的10％～30％；

胶粘剂：利用酚醛胺固化剂和纳米硅酸钙粉改性环氧树脂制备出的胶粘剂；

环氧树脂：型号E-51；

稀释剂：丙酮；掺加量为E51质量的15％；

酚醛胺固化剂：密度0.9～1.1g/cm³,粘度5000mPa.s，总胺值为450+20 KOH mg/g；掺加量为E51质量的30％；

填料：细砂，0.16～1.00mm连续级配，细度模数为1.6，掺量为E51质量的25％；纳米硅酸钙粉，细度3000目，掺加量为E51质量的15％；橡胶粉为废旧汽车轮胎研磨的丁基橡胶颗粒，细度50目，其中丙烯腈质量含量为33％，掺加量为E51质量的5％；

加固施工工艺如下：

混凝土结构表面处理：将混凝土结构表面打磨去掉松动颗粒，并除去浮尘；

胶粘剂配制：首先将丙酮放入E51中搅拌稀释，再将纳米碳酸钙、细砂和橡胶粉放入，最后放入酚醛胺固化剂，并搅拌液体不少于2min至液体均匀，胶粘剂配制完成；

第一层胶粘剂：用毛刷均匀涂刷混凝土表面的胶粘剂为1±0.3mm厚；

纤维层铺设：在第一层胶的表面均匀铺满短纤维，并将表面磙碾平整；

第二层胶粘剂：在纤维层表面喷洒胶粘剂，使双层胶粘剂和纤维层的总厚为3±0.5mm，后磙碾平整表面，使胶粘剂均匀分布；

将经过表面修复的混凝土采取防水措施，在室外环境下养护6h以上后用打磨机将表面处理平整，从而得到表面修复的混凝土结构。

本发明很好的丰富了现有的加固方法,从材料的制备和施工工艺上进行了创新,主要优点如下:

1)加固效果稳定：通过改性的环氧树脂胶粘剂和混凝土的相容性比较好，流动性强，避免了死角处理困难等问题。经过多层涂抹，胶粘剂渗入到混凝土里面，能够和混凝土本身有很好的粘结，而且短纤维是存在胶粘剂的内部，结构加固密实、耐久性能优良，消除了加固材料剥离破坏的可能性，加固效果稳定；

2)材料成本降低：此技术由短纤维替代了纤维布和钢板等加固材料，细砂、橡胶粉和纳米碳酸钙等填料的添加还降低了胶粘剂的成本，且操作方法简化，施工和材料成本大大的降低；

3)施工工艺简单且混凝土的抗冲击性能提高：工艺工序简便，易操作，只经过多层涂抹胶和铺纤维即可，可以机械化施工；纤维能够均匀的铺满混凝土表面，且粘结胶经过多次磙碾,能够渗透进混凝土结构内部，且能充分和纤维融合，整体性能、稳定性能和加固质量能够保证，抗冲击性能很大程度提高；

4)表观效果好：此加固材料为透明材料，对原有结构表观审美效果的破坏可忽略不计，结构适用性不变；