鋼筋混凝土加固技術(shù)探討
2015-07-27
1.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的概念
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是指由配置受力的普通鋼筋、鋼筋網(wǎng)或鋼筋骨架的混凝土制成的結(jié)構(gòu)。而鋼筋混凝土是建筑工程中普遍應(yīng)用的一種材料，它是由兩種力學(xué)性能完全不同的材料- 鋼筋和混凝土結(jié)合成的整體，因此，鋼筋混凝土在建筑中的作用實(shí)際上是有兩種材料共同發(fā)揮的。
日常生活中，鋼筋和混凝土本來是兩種毫無關(guān)聯(lián)的材料。眾所周知，鋼筋比重較大，能同時(shí)承受壓力和張力；而混凝土是一種脆性材料，比重小，只能承受其中一種力—壓力，不能承受張力。在實(shí)際的建筑工程中，不能只使用鋼鐵，因?yàn)樵靸r(jià)較高，保暖性能也不行。對(duì)于高大的建筑物，地面壓力大，而僅有鋼鐵，是不能完全承受的。但是，如果只使用混凝土的話，造價(jià)上便宜很多，但是堅(jiān)固性能不達(dá)標(biāo)，可能對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)造成威脅。既然不安全，人們也不敢居住，這樣的建筑物毫無意義。鑒于兩種材料的優(yōu)缺點(diǎn)，建筑工作者把兩者巧妙地結(jié)合起來，在混凝土中加進(jìn)鋼筋，這樣可以揚(yáng)長避短，既能降低造價(jià)，同時(shí)堅(jiān)固耐用，保溫性能也好。
隨著社會(huì)的快速發(fā)展，耕地資源逐漸減少，建筑物的高度也要隨之提升。當(dāng)今的建筑物，不僅要滿足人們居住的基本要求，還要能抵抗狂風(fēng)暴雨，尤其是抗地震。普通的混凝土已經(jīng)不能達(dá)到要求，于是在建筑工程技術(shù)人員的辛勤努力下，纖維混凝土、聚合物混凝土、輕質(zhì)混凝土等一系列新型高強(qiáng)度混凝土應(yīng)運(yùn)而生。為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)保駕護(hù)航。
2.鋼筋混凝土加固中技術(shù)
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為建筑工程中普遍使用的結(jié)構(gòu)，并不是十分完美的，在實(shí)際的施工中也會(huì)出現(xiàn)很多問題。為了使老齡化建筑物正常使用，加固工作不可避免。施工過程中，由于施工質(zhì)量沒有保證，設(shè)計(jì)不夠合理等原因，使加固成為老齡化建筑物重要的后期管理環(huán)節(jié)。鋼筋混凝土的加固問題一直是國內(nèi)外的熱門話題，也是很多建筑工作者頭疼的問題，如何根據(jù)實(shí)際，采取措施，每個(gè)建筑人員都應(yīng)積極探索，研究出解決方案。加固技術(shù)涉及面廣，過程復(fù)雜。為了達(dá)到加固的目的，在建筑工作中，不僅要遵循現(xiàn)有的規(guī)章制度，還要了解以往的工程設(shè)計(jì)，所使用的材料等。鋼筋混凝土的加固，應(yīng)作為每個(gè)建筑企業(yè)的研究課題，長期堅(jiān)持下去。
目前，鋼筋混凝土加固方法很多，像：增大截面法、纖維材料加固法、外包鋼法、改變結(jié)構(gòu)受力體系法、預(yù)應(yīng)力加固法、化學(xué)灌漿法、粘鋼法等10多種，不同的方法各有千秋，我們要明確其優(yōu)缺點(diǎn)的同時(shí)，根據(jù)實(shí)際問題，選擇最合適的技術(shù)。下面主要講一下鋼筋混凝土柱外包粘鋼加固技術(shù)和碳纖維加固技術(shù)。
2.1鋼筋混凝土柱外包粘鋼加固技術(shù)
在建筑工程歷史上，混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是一門新興的學(xué)科。幾年來，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)工作一直在開展，理論分析也逐漸完善，規(guī)范編制更為合理，結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的運(yùn)用也更加普遍。其中，粘鋼加固法是比較新穎的一種加固方法。它的原理是：在梁柱四周，用乳膠水泥、環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿或焊接等方法實(shí)現(xiàn)加固的目的。這種方法可以提高結(jié)構(gòu)承載力，而且簡單，快速，不影響結(jié)構(gòu)外形，降低了施工對(duì)生產(chǎn)和生活的影響。外包粘鋼加固技術(shù)有兩種形式：干式外包鋼和濕式外包鋼。下面簡要分析一下兩種方法。
2.1.1干式外包鋼加固的概念及原理
干式外包鋼加固是指鋼筋混凝土柱采用外包型鋼加固，當(dāng)型鋼和混凝土之間無任何連結(jié)，或雖填塞水泥砂漿但仍不能確保結(jié)合面剪力可靠傳遞時(shí)，稱為干式外包鋼。其加固原理是利用型鋼與扁鋼箍形成鋼構(gòu)套，鋼構(gòu)套對(duì)混凝土柱形成包裹約束，達(dá)到增強(qiáng)鋼筋混凝土柱構(gòu)件軸向承載力的一種加固方法。以達(dá)到構(gòu)件滿足承載力要求的一種補(bǔ)強(qiáng)加固方法。干式外包鋼加固技術(shù)是一種比較傳統(tǒng)的技術(shù)，并不是新興的，通過實(shí)踐我們不難發(fā)現(xiàn)，這種方法提高了鋼筋混凝土柱的軸向抗壓能力，但是具有局限性。
2.1.2濕式外包鋼加固的概念及原理
濕式外包鋼加固是指鋼筋混凝土柱采用外粘型鋼加固，即型鋼和混凝土之間通過結(jié)構(gòu)膠粘貼連接，能確保結(jié)合面剪力可靠傳遞時(shí)，稱為濕式外包鋼加固。其加固原理是利用型鋼與扁鋼箍形成鋼構(gòu)套，鋼構(gòu)套對(duì)混凝土柱形成包裹約束，達(dá)到增強(qiáng)鋼筋混凝土柱構(gòu)件軸向承載力；另外通過結(jié)構(gòu)膠的剪力傳遞作用，外加鋼材的強(qiáng)度又能補(bǔ)足混凝土構(gòu)件內(nèi)部受拉鋼筋的缺失。從而達(dá)到構(gòu)件滿足承載力要求的一種補(bǔ)強(qiáng)加固方法。濕式外包鋼加固不但能通過鋼構(gòu)套的約束作用，提高構(gòu)件垂直承載力，還能通過結(jié)構(gòu)膠的剪力傳遞作用，使后加型鋼與原混凝土構(gòu)件共同受力，從而補(bǔ)強(qiáng)混凝土構(gòu)件內(nèi)部配筋不足、抵抗水平荷載等情況。
2.1.3兩種加固形式的區(qū)別
從兩者加固的原理我們可以看出，干式外包鋼施工程序更為簡單，而濕式外包鋼承載力大，整體工作性能強(qiáng)。在實(shí)際的施工中，根據(jù)具體情況選擇合適的方法才是最重要的。例如：加固混凝土框架柱，選用外包鋼加固法是最明智的。因?yàn)槭┕せ旧蠈?duì)加固構(gòu)件的截面尺寸和外觀影響不大，承載能力要求較高，對(duì)靜力加固的結(jié)構(gòu)必須考慮結(jié)構(gòu)二次受力問題。在外包鋼加固法中，低強(qiáng)鋼材是首選材料。這種材料可以減少加固構(gòu)件的應(yīng)力和應(yīng)變滯后現(xiàn)象而充分發(fā)揮后加部分的潛力，同時(shí)可以提高二次結(jié)合面的粘結(jié)性，保障新舊部分均勻受力。
2.2鋼筋混凝土碳纖維加固技術(shù)
2.2.1碳纖維簡介
眾所周知，碳纖維兼具了碳和纖維的特性，不僅具有碳材料的固有特征，而且具有纖維的柔軟和可加工性能。它作為一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，比重還不到鋼的1/4，但是其抗粒強(qiáng)度卻是鋼的7～9倍。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度越大，在建筑工程的應(yīng)用前景越廣闊。鑒于其優(yōu)異性能，建筑材料將從鋼鐵時(shí)代逐漸過渡到復(fù)合材料的時(shí)代，這個(gè)預(yù)言已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。近年來，碳纖維材料憑借其輕質(zhì)、高強(qiáng)、抗腐蝕、耐疲勞及其溫度穩(wěn)定性而受到土木工程界的熱烈歡迎，成為建筑專業(yè)人士的研究熱點(diǎn)。
碳纖維布加固技術(shù)是利用碳素纖維布和專用結(jié)構(gòu)膠對(duì)建筑構(gòu)件進(jìn)行加固處理，提高了傳統(tǒng)技術(shù)中鋼鐵的強(qiáng)度，厚度僅為2mm左右，基本上不增加構(gòu)件截面，可以保證碳素纖維布與原構(gòu)件共同工作。
2.2.2纖維加固的工具
工具是建筑工程中不可缺少的，各種技術(shù)不同，采用的工具也是不同的。在碳纖維加固技術(shù)中，所使用的工具包括：基底處理工具，粘貼碳纖維，檢測類工具，修補(bǔ)類工具，勞保類用品。其中，基底處理工具主要是指用于打磨混凝土表面的磨機(jī)、用于剔鑿混凝土表面松散部位的混凝土殘?jiān)溺Y子和用于清除混凝土表面的不潔污漬的鋼絲刷；粘貼碳纖維工具是指用于調(diào)和環(huán)氧樹脂的調(diào)料容器、用于稱量材料各組分的重量的衡器、用于攪拌混合樹脂材料的攪拌器，用于修補(bǔ)凹凸不平及粘貼碳纖維撫平的刮板、用于涂刷樹脂的滾筒刷和用于碳纖維的脫泡和壓緊的羅拉；作為建筑人員，明確工具用途，選擇合適的工具也是搞好建筑工作的前提。
3.結(jié)束語
加固方法種類很多，在建筑工作中，我們要從施工性能和經(jīng)濟(jì)方面考慮，選擇合適的加固方法。隨著社會(huì)的發(fā)展，混凝土加固技術(shù)將會(huì)逐漸完善，新興材料的出現(xiàn)，也將為建筑的明天提供源泉！做好加固工作，我們一起努力！
