[发明专利]一种E玻纤织物增强磷酸镁水泥基混凝土薄板加固RC梁的加固方法及工艺

说明书

技术领域

本发明属于混凝土加固补强技术领域，涉及用E-玻纤织物网和磷酸镁水泥基细骨料混凝土对钢筋混凝土梁进行加固补强的方法。

背景技术

混凝土结构加固技术的研究在国内外都是学术研究的重点之一，混凝土加固学已成为结构工程的一门重要的分支学科。从国外建筑工程发展的经验并结合我国的实际现状，可以肯定其应用前景将是十分广阔的，并且将会获得极高的社会效益和经济效益，对我国的现代化建设及发展具有重大的现实意义。

近十多年来，纤维复合材料(FRP) 加固技术因其具有可设计性强、可成型性好、抗疲劳、耐腐蚀和对原结构影响较小、适用面广、施工便捷等特点，已成为加固领域研究中的一个热点，并在工程应用中得到迅速发展。但由于其普遍使用环氧树脂类有机胶粘剂等方面的原因，随着研究和应用的深入，人们发现这种方法也存在着许多不足：

（1）环氧树脂的耐火性与耐高温性能差:一般的环氧树脂在100摄氏度时力学性能会受到较大影响；

（2）环氧树脂有机胶粘层尽管含有防老化剂，但耐大气老化、热老化能力仍十分有限，从而影响了其耐久性，而且其质脆抗冲击性差；

（3）混凝土基材在搅拌、浇筑过程中残留有气孔，在凝结硬化过程中有水份蒸发和砂浆干缩形成的细长缝隙。而试验表明，环氧树脂孔隙率近似为零，故有机胶粘层形成了混凝土构件的不透气、不溢水的有、无机材料不相容的隔离层，最终降低了胶结面的机械力、咬合力、分子间力等，成为加固层起壳、翘曲的原因之一；

（4）由于混凝土中水泥水化颗粒为碱性物质，而环氧树脂可能为有机酸性材料，两种材料的相互渗透而引起的酸碱中和作用也将会破坏胶粘层的工作性能；

（6）环氧树脂层传递的剪力有限:环氧树脂的剪切强度一定，超过剪切强度后界面传递的剪应力不再增大，而剪切变形不断增长，呈现软化现象。超过极限剪应变后界面即产生界面微裂缝，随着微裂缝的不断扩展，界面最后发生剥离破坏，所以在粘贴纤维片材加固中，过量粘贴会导致界面无法传递足够的剪应力，使得纤维的强度无法得到充分利用，并且在构件承受较大荷载时容易出现粘结破坏；

(7)纤维复合材料对缺陷较为敏感，如有一定的划痕存在，很可能成为结构在较高应力工作状态下的严重隐患。因此，如何对暴露在外的纤维材料进行表面防护是一个难题；

（8）尽管纤维片加固的施工有严格的工艺和技术要求，但仍由于打磨平整等底层处理水平的相对不足以及构件本身成型过程中形成的翘曲，都会引起纤维片的日后空鼓。

纤维织物增强混凝土(TRC)在国内外都是一个较新的研究课题。国内对TRC的研究主要集中在TRC薄板性能及采用TRC薄板对既有RC结构的加固方面。TRC加固技术因采用水泥基无机凝胶材料代替以往纤维加固中所用有机结构胶，与被加固构件的基材之间有较好的相容性、协调性及相互渗透性，而且抗老化、耐火、耐久性好。因此该项技术具有较好的工程应用前景。

E-玻纤具有较好的强度并且价格低廉，但碱腐蚀问题使其在土木中的应用受到制约。本发明基于改性磷酸镁水泥具有初凝时间可调节、低收缩、与老混凝土及玻璃纤维材料粘结力强和相容性好、有良好的耐久性、耐磨性、耐高温性能，并且硬化体呈低碱性，对玻璃纤维基本无腐蚀性等特点（见文章“玻璃纤维增强磷酸镁水泥复合材料的耐久性”、“ 磷酸镁胶凝材料基体与玻璃纤维筋的粘结性能”、“ 掺复合缓凝剂的磷酸钾镁水泥浆体的水化硬化特性”），采用E-玻纤织物增强磷酸镁水泥基细骨料混凝土(粗骨料粒径小于5mm)复合材料薄板加固RC梁，具有较好的工程应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用E-玻纤织物网和磷酸镁水泥基细骨料混凝土对钢筋混凝土梁进行加固补强的方法及其施工工艺。该方法在具备一般TRC加固技术的诸多优点的同时，还因为采用了价格低廉的E-玻纤织物和磷酸镁水泥基体，使得工程成本大幅降低并且加固性能更好。

本发明的技术方案是：