一种局部破损混凝土结构物的加固结构和加固方法
【专利摘要】一种局部破损混凝土结构物的加固结构和加固方法，包括以下步骤：1对修复部位进行表面处理；2用砂浆填平孔洞，封堵裂缝；3用固定连接件将纤维编织网固定在破损区域；4喷射聚合物水泥砂浆至设计厚度；5形成纤维编织网、砂浆复合结构。本发明通过纤维编织网与聚合物水泥砂浆的结合使用，充分发挥两种材料各自的优点，显著增强破损混凝土结构物的承载力和耐久性。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种混凝土堤坝、码头、桥墩等局部破损混凝土结构物的加固方法，尤 其涉及一种使用纤维编织网和聚合物水泥砂浆加固破损混凝土结构物的结构和加固方法。 -种局部破损混凝土结构物的加固结构和加固方法 技术背景
[0002] 混凝土堤坝、码头、桥墩等混凝土结构在工作过程中，由于受海水浸泡、干湿交替、 日光曝晒、沿海盐雾、海生生物及潮湿空气等腐蚀作用，使混凝土逐步形成表面多孔的腐蚀 面，腐蚀介质通过混凝土表面的细微缝隙进一步渗透，侵入混凝土内部，造成钢筋混凝土结 构内部的钢筋锈蚀。如果不能及时采用有效的加固材料和适当的加固方法，钢筋的锈蚀问 题将会迅速扩大，引发更大面积的结构破坏，可能造成非常严重的安全问题。因此，迫切需 要对局部破坏部位进行处理，提高结构物破损区的防渗透性和耐久性，以保障海港码头等 结构物的安全运行。
【发明内容】
[0003] 本发明的任务在于提供一种局部破损混凝土结构物的加固结构和加固方法。其技 术解决方案是：
[0004] 一种局部破损混凝土结构物的加固结构，其特征在于包括：纤维编织网、聚合物水 泥砂浆和固定连接件；所述纤维编织网，通过纤维编织网加固专用铆件固定在破损混凝土 结构物待修复部位；所述聚合物水泥砂浆，一是用于对待修复部位的破损的孔洞和\或裂 缝进行封堵，二是用于对破损区进行填充，三是喷射在纤维编织网表面对纤维编织网起到 保护作用并增强纤维编织网的传力效果。
[0005] -种局部破损混凝土结构的加固方法，包括以下步骤：
[0006] (1)对局部破损混凝土结构物破损部位进行表面处理，将待修复部位的破损表面 的杂物清除；杂物包括松动混凝土碎片和/或其他疏松物质；并将钢筋上的铁锈清除干净。
[0007] (2)制备聚合物水泥砂浆，使用聚合物水泥砂浆对待修复部位的空洞进行初步填 平，和/或对破损部位的裂缝进行封堵；
[0008] (3)准备纤维编织网，通过固定连接件将纤维编织网固定在待修复部位的表面 上；
[0009] (4)在步骤（3)的基础上，喷射聚合物水泥砂浆至设计厚度；
[0010] 上述聚合物砂浆是选用可再乳化粉状树脂、人工砂或石英砂、粗骨料和水混合制 成，按重量份配比，其中固体材料（包括乳化粉状树脂、人工砂或石英砂、粗骨料）和水的比 例为3 : 1?5 : 1。粗骨料最大粒径不大于16mm。人工砂或石英砂的细度模数应大于 2. 5,其中小于0. 075mm的颗粒应不大于20% ;
[0011] 上述的纤维编织网的外形为网状编织物，材料为碳纤维。
[0012] 上述的纤维编织网的网眼为边长为20mm?800mm的正方形或矩形网格；聚合物水 泥砂楽的设计厚度为50?150mm。
[0013] 所述固定连接件选用纤维编织网加固专用铆件，专用铆件由铆入部件、喷射厚度 控制部件、纤维编织网固定环等三个部件组成。
[0014] 本发明具有以下有益技术效果：
[0015] 本发明利用聚合物水泥砂浆对无机材料良好的附着力，将纤维编织网与混凝土结 构物粘结成为一个整体。纤维编织网，特别是碳纤维编织网具有良好的抗拉性能，可有效减 小衬砌表面拉应力，抑制裂缝，特别是开放性裂缝的产生和扩展。聚合物砂浆本身具有较高 的强度，对混凝土表面起到良好的维护作用，也可以为结构物提供一定的支护阻力。通过两 者的结合使用，充分发挥出两种材料各自的优点，在对局部破损混凝土结构物进行加固时 能取得良好的加固效果。纤维编织网专用铆件可以将纤维编织网固定在破损区域内，并可 准确控制纤维编织网到破损面的距离，并为控制喷射聚合物水泥砂浆的厚度提供参考，易 于控制施工质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 下面结合附图与【具体实施方式】对本发明做进一步说明：
[0017] 图1为本发明所述破损混凝土结构物的加固结构局部截面概要示意图。
[0018] 其中：1-纤维编织网，2-聚合物水泥砂浆，3-固定连接件，4-底层粘结材料，5-局 部破损混凝土结构物，6-修复部位的裂缝，7-待修复部位的破损区。
[0019] 图2为加固专用铆件示意图。
[0020] 其中：1-铆入部件，2-喷射厚度控制部件，3-纤维编织网固定环。
【具体实施方式】
[0021] 一种破损混凝土结构物的加固方法和结构，具体包括以下步骤：
[0022] 步骤1，对局部破损混凝土结构物5待处理部位进行表面处理，将待修复部位的破 损表面的杂物清除；杂物包括衬砌剥落部位和/或灰尘；
[0023] 步骤2,制备聚合物水泥砂浆2,使用聚合物水泥砂浆2对待修复部位的破损区7 进行初步填平，和/或对修复部位的裂缝6进行封堵；
[0024] 步骤3,准备纤维编织网1和底层粘结材料4,通过固定连接件3将纤维编织网1 固定在待修复部位破损区的表面上；
[0025] 步骤4,在步骤3的基础上，喷射聚合物水泥砂浆2直至达到设计厚度；
[0026] 上述聚合物砂浆是选用可再乳化粉状树脂、特种短纤维、细骨料和水混合制成，按 重量份配比，其中固体材料（包括可再乳化粉状树脂、特种短纤维、细骨料）84份，水16份。 上述可再乳化粉状树脂可选用乙酸乙烯酯/乙烯共聚物类产品。
[0027] 对h沭方式继续说明如下:
[0028] 上述纤维编织网为网状编织物。纤维编织网具有质量轻、强度高、偏于切割和安 装，具有非常优越的耐化学腐蚀的特点。它还具有耐老化特征，使用寿命在50年以上。其切 割安装简便，无需动火及重型机械，仅需少量人工及电动工具，使得安装成本也大为降低， 另外也加快了施工速度，减小了施工引起的干扰。通过铆钉将纤维编织网固定在待修部位， 对原有结构的影响很小。另外，可设计性强，尺寸灵活多样，可根据现场需要加工成形。
[0029] 上述聚合物水泥砂浆，其特点包括：混合施工简单、可操作性强、具有较高的抗裂 性，对无机材料有着良好的附着力，并且具有良好的耐久性。喷射施工法厚度和根据具体情 况适当选择，以70?150mm为宜。
[0030] 上述通过铆钉将纤维编织网固定在待修复部位，其几何尺寸相对混凝土结构物来 说很小，使它对原结构的影响很小，有利于维持原有结构的强度，其形状可根据具体情况适 当选取。
[0031] 另外，施工时确保混凝土结构物具有良好状态的表面，对于表面剥落严重的地方 要做要清洁工作。对于破损严重的区域要进行初步填平和封堵裂缝，以保证修复效果。
[0032] 经试验纤维编织网的弹性模量为1. 42X 105N/mm，抗拉强度为1. 42X 103N/mm2(28 天），与聚合物水泥砂浆之间的平均粘结强度为2. 5N/mm2,纤维编织网和聚合物水泥砂浆的 粘结面的平均剪切刚度为8. lkN/m(28天）。
[0033] 以上所述实施例，只是本发明较优选的具体的实施方式的一种，本领域的技术人 员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种局部破损混凝土结构物的加固结构，其特征在于包括：纤维编织网、喷射聚合 物水泥砂浆和固定连接件；所述纤维编织网，通过固定连接件固定在破损混凝土结构物待 修复区域内部，一方面辅助喷射聚合物水泥砂浆附着于破损面，另一方面可以传递在聚合 物水泥砂浆固化过程中以及工作受力过程中产生的内部应力，将受损区域内的聚合物水泥 砂浆连接为一个整体；所述聚合物水泥砂浆，一是用于对待修复部位的破损区域的孔洞进 行初步填平，和/或对待修复部位的裂缝进行封堵，二是用于喷射在破损混凝土结构物破 损区内，对破损区进行填充，三是在纤维编织网表面进行喷射，覆盖在纤维编织网表面一定 厚度，对纤维编织网起到保护作用并增强纤维编织网的传力效果。
2. -种局部破损混凝土结构物的加固方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 对局部破损混凝土结构物破损部位进行表面处理，将待修复部位的破损表面的杂 物清除；杂物包括松动混凝土碎片和/或其他疏松物质；将钢筋上的铁锈清除干净； (2) 制备聚合物水泥砂浆，使用聚合物水泥砂浆对待修复部位的破损区进行初步填平， 和/或对破损部位的裂缝进行封堵； (3) 准备纤维编织网，通过固定连接件将纤维编织网固定在待修复部位的表面上； (4) 在步骤（3)的基础上，喷射聚合物水泥砂浆直至达到设计厚度； 上述聚合物砂浆是选用可再乳化粉状树脂、人工砂或石英砂、粗骨料、水混合制成， 按重量份配比，其中固体材料（包括乳化粉状树脂、特种短纤维、细骨料）和水的比例为 3 : 1?5 : 1。粗骨料最大粒径不大于16_。人工砂或石英砂的细度模数应大于2. 5,其 中小于0. 075mm的颗粒应不大于20%。
3. 根据权利要求2所述的一种局部破损混凝土结构物的加固方法，其特征在于所述纤 维编织网的外形为网状编织物，材料为碳纤维。
4. 根据权利要求2所述的一种破损混凝土结构物的加固方法，其特征在于所述纤维编 织网的网眼为边长为20mm?800mm的正方形网格或矩形网格；聚合物砂浆的设计厚度为 20 ?150mm。
5. 根据权利要求2所述的一种局部破损混凝土结构物的加固方法，其特征在于所述固 定连接件为纤维编织网加固专用铆件，专用铆件由铆入部件、喷射厚度控制部件、纤维编织 网固定环等三个部件组成。
【文档编号】E02B7/00GK104100101SQ201410362547
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】闫东明, 徐世烺, 丁德坤 申请人:杭州固华复合材料科技有限公司, 杭州固益强新材料科技有限公司