鋼筋混凝土加固技術(shù)探討
2012-12-31 00:00:00徐安平
【摘要】隨著建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，很多工程實例采用了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。作為建筑施工人員，靈活運用混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計原理，熟練掌握其加固技術(shù)，是提高建筑企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益的先決條件。鋼筋混凝土加固中，各種因素引起的問題日益顯現(xiàn)，如何“對癥下藥”，是每位建筑工作者應(yīng)長期探索并研究的話題。
【關(guān)鍵詞】鋼筋混凝土；加固技術(shù)；探索；研究
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。在實際的建筑工程中，不能只使用鋼鐵，因為造價較高，保暖性能也不行。對于高大的建筑物，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，造價上便宜很多，但是堅固性能不達標，可能對人們的生命財產(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，建筑工作者把兩者巧妙地結(jié)合起來，在混凝土中加進鋼筋，這樣可以揚長避短，既能降低造價，同時堅固耐用，保溫性能也好。
隨著社會的快速發(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，還要能抵抗狂風暴雨，尤其是抗地震。普通的混凝土已經(jīng)不能達到要求，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度混凝土應(yīng)運而生。為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)保駕護航。
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，在實際的施工中也會出現(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)實際，采取措施，每個建筑人員都應(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，所使用的材料等。鋼筋混凝土的加固，應(yīng)作為每個建筑企業(yè)的研究課題，長期堅持下去。
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)缺點的同時，根據(jù)實際問題，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)是一門新興的學科。幾年來，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，混凝土結(jié)構(gòu)實驗工作一直在開展，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)的運用也更加普遍。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，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)套對混凝土柱形成包裹約束，達到增強鋼筋混凝土柱構(gòu)件軸向承載力的一種加固方法。以達到構(gòu)件滿足承載力要求的一種補強加固方法。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，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)套對混凝土柱形成包裹約束，達到增強鋼筋混凝土柱構(gòu)件軸向承載力；另外通過結(jié)構(gòu)膠的剪力傳遞作用，外加鋼材的強度又能補足混凝土構(gòu)件內(nèi)部受拉鋼筋的缺失。從而達到構(gòu)件滿足承載力要求的一種補強加固方法。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，從而補強混凝土構(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。在實際的施工中，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。因為施工基本上對加固構(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。另外，加固結(jié)構(gòu)中的水泥和混凝土，一定要收縮性差，最好具有微膨脹的特點，這樣提高了與原結(jié)構(gòu)的粘結(jié)性。最后，加固中的粘結(jié)劑，粘結(jié)強度一定要高，而且要耐老化，這樣才能達到修復(fù)加固的目的。
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。它作為一種力學性能優(yōu)異的新材料，比重還不到鋼的1/4，但是其抗粒強度卻是鋼的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代逐漸過渡到復(fù)合材料的時代，這個預(yù)言已經(jīng)實現(xiàn)。近年來，碳纖維材料憑借其輕質(zhì)、高強、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。
碳纖維布加固技術(shù)是利用碳素纖維布和專用結(jié)構(gòu)膠對建筑構(gòu)件進行加固處理，提高了傳統(tǒng)技術(shù)中鋼鐵的強度，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、用于剔鑿混凝土表面松散部位的混凝土殘渣的鏨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)濟方面考慮，選擇合適的加固方法。隨著社會的發(fā)展，混凝土加固技術(shù)將會逐漸完善，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！ [科]
