損傷混凝土結(jié)構(gòu)加固性能及加固后耐久性研究

柯鵬

河南博維建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 河南鄭州 450000

1 CFRP等混凝土構(gòu)件加固技術(shù)分析

選用混凝土梁柱等結(jié)構(gòu)作為受力構(gòu)件類(lèi)型，在研究中得到相應(yīng)的參數(shù)驗(yàn)證損傷鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固性能以及獲得耐久性提升的策略。由于環(huán)境侵蝕、自然災(zāi)害、人為因素等影響，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)在正常使用中出現(xiàn)損傷，已經(jīng)成為世界性課題。我國(guó)在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)加固處理上起步較晚，經(jīng)過(guò)相關(guān)的工程實(shí)踐和加固理論的驗(yàn)證，已經(jīng)獲得了很好的進(jìn)步。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的探索，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法，結(jié)合具體的施工條件、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、功能等方面，得到了諸多效果可靠、施工簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)合理的加固方法[1]。

（1）CFRP加固技術(shù)，具有對(duì)不同初始損傷的混凝土進(jìn)行加固優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前對(duì)于加固混凝土受彎構(gòu)件進(jìn)行研究，主要針對(duì)其破壞模式，在諸多研究成果上認(rèn)為跨中彎曲裂縫端部開(kāi)始剝離向著梁的支座端擴(kuò)展。這一破壞模式實(shí)在長(zhǎng)期持續(xù)荷載下形成的。還有一種是跨中彎曲裂縫，端部剝離向梁的支座端擴(kuò)展，形成最終的破壞。對(duì)加固梁抗彎性能進(jìn)行研究之后，進(jìn)行了破壞形式又被加以恢復(fù)，CFRP方法采用加固耐久性試驗(yàn)中，將碳纖維布黏貼層數(shù)，可提高梁的承載能力已經(jīng)得到驗(yàn)證。在極限荷載情況下，加固梁的復(fù)合截面能夠很好的加固，對(duì)平截面假定進(jìn)行滿足，使得加固梁上的纖維布板存在綜合強(qiáng)度的問(wèn)題得到解決。事實(shí)證明結(jié)構(gòu)在加固之前，承受的活載具有不同程度的損傷。

（2）增大截面法加固混凝土結(jié)構(gòu)。在同種材料被加固構(gòu)件的承載力一進(jìn)行加固，通過(guò)增加結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面面積，提升結(jié)構(gòu)使用性能，在某種程度上能改變結(jié)構(gòu)的自振頻率，這種加工方法目前作為增大截面法，被使用在混凝土結(jié)構(gòu)的梁、板、柱構(gòu)件加固中，加工效果證明結(jié)構(gòu)的加固、適應(yīng)力水平、施工工藝、材料性能等工藝簡(jiǎn)單，適用性廣。通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法，對(duì)大截面法加固混凝土結(jié)構(gòu)在一次受力情況下的應(yīng)力水平指標(biāo)進(jìn)行了驗(yàn)證，探討了應(yīng)力水平指標(biāo)與加固柱極限承載力之間的關(guān)系，得到偏心受壓正截面承載力，得到簡(jiǎn)化計(jì)算公式。計(jì)算應(yīng)變分布強(qiáng)度和應(yīng)變特性的影響值，得出結(jié)論：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)遭受腐蝕等引起構(gòu)件性能劣化，引起鋼筋混凝土柱承載力發(fā)生損失，力學(xué)性能退化[2]。

（3）電化學(xué)法加速加固混凝土柱的技術(shù)，對(duì)銹蝕后的事件采用CFPR片材料進(jìn)行加固，通過(guò)進(jìn)行軸心壓力承載力的實(shí)驗(yàn)得到相應(yīng)的理論。針對(duì)結(jié)構(gòu)性能隨時(shí)間退化的情況，在耐久性退化機(jī)理和規(guī)律研究的基礎(chǔ)上，采用粘貼CFPR加固針對(duì)不同損傷的混凝土梁抗彎性能加固后，可以提升加固性能，針對(duì)不同損傷類(lèi)型進(jìn)行影響因素的去除，在各類(lèi)環(huán)境中都能將混凝土構(gòu)件的耐久性加以提高耐。

（4）FPR加固混凝土受彎構(gòu)件。小于60-70%極限荷載的情況下，加固梁的復(fù)合截面，能夠很好的滿足平截面，假定在沒(méi)有可靠錨固措施的情況下，發(fā)生玻璃破壞，加固梁的極限承載能力低于未加固的參考量。黏貼等量纖維布加固梁的雞宰成宰，能力不受黏貼加固特載程度的影響，解決了粘貼炭纖維布加固鋼筋混凝土梁的基本受力性能等問(wèn)題。

2 損傷混凝土結(jié)構(gòu)加固后耐久性研究

事實(shí)上損傷混凝土結(jié)構(gòu)加固前的損傷情況對(duì)加固效果的影響不容忽視，針對(duì)完整量和少數(shù)量加固所進(jìn)行的研究，均表明目前在受力性能要解決結(jié)構(gòu)使用功能、提高荷載等級(jí)、原結(jié)構(gòu)承載能力不足的問(wèn)題，采用加固的技術(shù)嫩鞏固提升混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

（1）針對(duì)受力構(gòu)件鋼筋銹蝕，對(duì)于帶裂縫工作的鋼筋混凝土量進(jìn)行荷載的卸除后，針對(duì)殘余的裂縫進(jìn)行加固，完整梁的受力性能的提升。經(jīng)過(guò)研究表明不同預(yù)裂程度和開(kāi)裂程度的加固梁，在機(jī)械承載能力不受影響的情況下，明顯提升了加固梁鋼筋應(yīng)變和截面剛度。受拉區(qū)鋼筋應(yīng)變和撓度的降低幅度影響，在正常使用荷載水平下，抗彎剛度和受拉鋼筋應(yīng)變的改善程度明顯低于卸載一下估量。FPR加固環(huán)境下即便是受到侵蝕作用，引起混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋銹蝕，發(fā)生了氯離子的滲透和碳化，作為一種不可避免的自然現(xiàn)象，加固后的耐久性依然表明采用結(jié)構(gòu)性加固技術(shù)性能優(yōu)劣非常顯著[3]。

（2）隨著截面積的減小，鋼筋銹蝕后，屈服強(qiáng)度和極性下極限強(qiáng)度下降，引起保護(hù)層開(kāi)裂，甚至脫落。秀是中生成的氧化物，一方面體積膨脹，一方面也破壞了混凝土和鋼筋之間的年粘貼。采用黏貼纖維復(fù)合材料加固的方法應(yīng)對(duì)銹蝕鋼筋銹脹損傷混凝土，采用加固復(fù)合技術(shù)，考慮到各種性能，在協(xié)同工作性能上有待進(jìn)一步提升。

碳纖維不加速銹蝕受彎構(gòu)件的有效性，使得結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，外在約束降低低滲透率屏障，形成了構(gòu)件表面的有效屏障，防止銹蝕進(jìn)一步發(fā)生。經(jīng)過(guò)銹蝕量的屈服承載力與鋼筋銹是詩(shī)中的樹(shù)枝比較發(fā)現(xiàn)，加過(guò)后的量在鋼筋銹蝕率上得到了降低，承載力相對(duì)較高?？梢钥闯鎏祭w維復(fù)合材料加固的方法能夠提高彎構(gòu)件的承載力，減輕銹蝕引起的結(jié)構(gòu)性能退化程度[4]。

3 結(jié)語(yǔ)

建筑結(jié)構(gòu)形式趨于復(fù)雜化，異形混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件越來(lái)越多，針對(duì)混凝土構(gòu)件加固進(jìn)行試驗(yàn)、設(shè)計(jì)與施工，是當(dāng)前理論結(jié)合施工方普遍關(guān)注的重難點(diǎn)。當(dāng)前混凝土損傷后采用加固修復(fù)技術(shù)已經(jīng)能夠應(yīng)對(duì)惡劣條件，如凍融循環(huán)、海水環(huán)境、濕熱環(huán)境等。在惡劣環(huán)境中提升混凝土構(gòu)件耐久性，如FRP加固等技術(shù)的應(yīng)用與混凝土結(jié)構(gòu)耐久性提升的相關(guān)研究今后依然是熱點(diǎn)課題。在搭接材料的粘性、混凝土粘結(jié)、加固后耐久性等方面得到更多的研究成果，以針對(duì)不同種類(lèi)的混凝土構(gòu)件施工、應(yīng)對(duì)干濕交替、低溫凍結(jié)、凍融循環(huán)等環(huán)境，達(dá)到損傷混凝土的耐久性提升效果。