鋼絲網(wǎng)砂漿加固混凝土技術(shù)及其施工工藝的探討

摘要：本文在比較常用的混凝土加固法與鋼絲網(wǎng)砂漿加固法的基礎(chǔ)上，著重闡述了鋼絲網(wǎng)砂漿加固混凝土結(jié)構(gòu)的施工工藝，為鋼絲網(wǎng)砂漿混凝土加固技術(shù)提供了一定有意義的看法。

關(guān)鍵詞：鋼絲網(wǎng)；加固；施工

前言隨著社會的飛速發(fā)展，人們對建筑的要求越來越高，對己有結(jié)構(gòu)的維護及加固改造也日漸成為人們關(guān)心的重點，建筑物需要進行維修加固主要原因有：設(shè)計不當導致建筑物不能滿足實際使用要求；施工過程出現(xiàn)問題；使用要求或荷載發(fā)生改變；建筑物老化；災害影響等。對結(jié)構(gòu)的維修加固越來越成為建筑業(yè)中的重要部分，而對相應的加固方法、材料及工藝的研究也成為一個非常重要的課題。

1．常用的混凝土加固方法

混凝土結(jié)構(gòu)加固的方法很多，如加大截面法、粘鋼板法、預應力加固法、纖維加固法等。幾種常用的加固方法如下：

加大截面法

加大截面法是在構(gòu)件外部通過增大原構(gòu)件的截面面積和配筋量從而達到提高構(gòu)件承載力的一種加固方法，已廣泛用于梁、板、柱、墻等混凝土結(jié)構(gòu)，但施工復雜，須要支模、振搗或者壓注等，而且要求的現(xiàn)場濕作業(yè)工作量大，養(yǎng)護時間較長，對生產(chǎn)生活有一定影響，對結(jié)構(gòu)的自重也有較大的增加，同時也影響到外觀和房屋凈空。

粘鋼法

粘鋼加固法是在混凝土結(jié)構(gòu)表面用建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板，使其與原結(jié)構(gòu)共同工作整體受力以提高結(jié)構(gòu)承載力的一種加固方法。它是一種通過體外配筋的方式來提高原結(jié)構(gòu)配筋量的方法，因此，采用這種方法加固時對粘貼鋼板所用的結(jié)構(gòu)膠要求較高，必須具有強度高、粘結(jié)力強、彈性模量高等特性。粘鋼法的優(yōu)點是施工比加大截面法簡便快速，對生產(chǎn)生活影響較小，對結(jié)構(gòu)外形空間等影響不大，因此在房屋和公路橋梁等領(lǐng)域中都被普遍采用。

預應力加固法

預應力加固法是采用外加預應力鋼拉桿或撐桿對結(jié)構(gòu)進行加固的方法。通過施加預應力使拉桿或撐桿受力以影響并改變原結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，從而降低結(jié)構(gòu)原有應力水平并提高結(jié)構(gòu)的承載力。后加部分和原有結(jié)構(gòu)能較好的共同工作，適用于大跨度結(jié)構(gòu)以及采用一般方法無法加固或加固效果不理想的較高應力應變狀態(tài)下的大型結(jié)構(gòu)。

纖維加固法

與鋼材相比，纖維復合材料具有輕質(zhì)、高強、耐腐蝕、施工容易等優(yōu)點，特別是碳纖維復合材料，彈性模量高(甚至大于鋼材)。而且使用碳纖維加固施工周期短，施工質(zhì)量容易保證，對結(jié)構(gòu)的尺寸、自重等影響極小，所以碳纖維加固法現(xiàn)在已在許多地方取代了粘鋼法。

2．鋼筋網(wǎng)砂漿加固法

2．1 鋼絲網(wǎng)砂漿的性能及應用

鋼筋網(wǎng)砂漿加固法是一種使用小直徑鋼筋網(wǎng)砂漿加固混凝土結(jié)構(gòu)的方法。與粘鋼法和纖維復合材料加固法相比，此法具有很好的耐熱，耐火和耐久性；且成本顯著降低。與加大截面法比較，該法直接將砂漿壓抹到被加固構(gòu)件表面，施工明顯快捷；且鋼筋網(wǎng)砂漿層可較薄，僅稍微增加原結(jié)構(gòu)的尺寸。鋼絲網(wǎng)砂漿是一種由鋼絲網(wǎng)、水泥、砂和水組成的復合材料，其中鋼絲網(wǎng)又分焊接鋼絲網(wǎng)與編織鋼絲網(wǎng)。

鋼絲網(wǎng)砂漿的特性，是與其含鋼量和鋼材在砂漿中的分散程度有關(guān)，實驗資料證明，當含鋼量達到400kg/m3以上時，鋼絲網(wǎng)砂槳就獲得了與普通水泥砂漿完全不同的特性，這種幾乎勻質(zhì)的彈性材料，具有彈性好，抗裂性能好，有很大的韌性和抗?jié)B性，可制成各種形狀的薄壁結(jié)構(gòu)以減輕自重。普通鋼筋混凝土構(gòu)件易于開裂，鋼筋強度不能充分利用，與之相比，鋼絲網(wǎng)砂漿的配筋分散性好而且骨料粒徑小，因此具有更好的抗裂、抗?jié)B和韌性，可以彌補這些不足。它廣泛的被應用于河海中小船舶和浮船塢的制造、建筑與水利工程。

2．2 鋼絲網(wǎng)砂漿加固混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)特點

鋼絲網(wǎng)砂漿加固法是在混凝土表面鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)，然后壓抹或澆注水泥砂漿，使其與原結(jié)構(gòu)共同工作，以提高結(jié)構(gòu)承載力的一種方法。它可廣泛用于各種結(jié)構(gòu)類型，如建筑物、構(gòu)筑物、橋梁、涵洞、隧道等；適合各種結(jié)構(gòu)形狀，如矩形、圓形、曲面等；也可用在各種結(jié)構(gòu)部位的加固，如梁、板、柱、節(jié)點、拱、殼等。

與加大截面法相似，它也是一種體外配筋的加固方法，同樣適用于各種梁、板、柱、墻等混凝土結(jié)構(gòu)的加固；但不同的是，鋼絲網(wǎng)砂漿加固增大的截面不大，從而減少了對結(jié)構(gòu)自重的增加，對結(jié)構(gòu)外觀及空間影響不大，此外還省去了支摸、澆搗等復雜工序。與粘鋼、噴射混凝土加固技術(shù)相比，鋼絲網(wǎng)砂漿加固法施工便捷，施工工效高，濕作業(yè)少，不需要大型施工設(shè)備，鋼絲網(wǎng)可以在現(xiàn)場根據(jù)實際情況任意裁剪，不像鋼板加固那樣須要專門切割；而且鋼絲網(wǎng)砂漿木身具有極佳的耐腐蝕性和耐久性，不僅不須要像粘鋼法那樣定期做防銹維護，而且它本身就可以對內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)起到保護作用，達到雙重加固的目的；由于鋼絲網(wǎng)比較柔軟，可以緊貼被加固結(jié)構(gòu)表面，施工技術(shù)要求低而施工質(zhì)量又容易保證。與纖維加固相比，鋼絲網(wǎng)砂漿加固具有良好的耐高溫性，而且它是一種無機材料，解決了纖維加固因使用有機膠而產(chǎn)生的耐久性問題，同時鋼絲網(wǎng)的價格只是碳纖維的1/15-1/30，具有良好的經(jīng)濟效益。

3．鋼絲網(wǎng)砂漿加固混凝土結(jié)構(gòu)的施工工藝

加固效果的好壞與加固層和混凝土構(gòu)件之間的粘結(jié)性能的優(yōu)劣是緊密聯(lián)系的。為了能使實際工程中加固梁正常工作到設(shè)計使用年限末期而不是過早地發(fā)生開裂破壞現(xiàn)象，施工工藝和技術(shù)要點是非常重要的。

3．1 施工工藝流程

構(gòu)件表面處理

除去混凝土構(gòu)件表面的疏松層、污垢物以及灰塵：采用人工鑿毛方法，用鐵錘、鑿子人力對混凝土構(gòu)件表面敲打，去除厚度約4～5mm 基本能達到滿意的粘接效果；人工鑿毛后，用壓縮空氣除去松散的材料和塵土，再使用高壓水沖洗施工面。

綁扎鋼筋網(wǎng)

考慮到冷軋帶肋鋼筋與砂漿有較高的粘結(jié)錨固強度，明顯提高構(gòu)件端部抗剪性能，防止在施工和使用中構(gòu)件端部由于集中荷載大而造成端部鋼筋滑移產(chǎn)生剪切拔出破壞，鋼筋網(wǎng)可選用冷軋帶肋鋼筋；為適應加固結(jié)構(gòu)應力應變滯后，還可采用比例極限變形小的熱軋鋼筋；將鋼筋網(wǎng)固定在構(gòu)件表面，同時用細鐵絲綁扎。

植入抗剪銷釘

采用機械鉆孔并清孔后再植入抗剪銷釘；剪切銷釘?shù)拈g距應不小于銷釘埋入深度的兩倍；銷釘與試件邊緣的距離應不小于60mm；剪切銷釘植筋可采用有機材料植筋、無機材料植筋；應在植入銷釘24小時后才能進行下一道工序。

界面劑以及復合砂漿的配置

在綁扎或焊接好的鋼筋網(wǎng)構(gòu)件上灑少量的水濕潤已鑿毛混凝土構(gòu)件表面，有利于界面劑與加固構(gòu)件的良好粘結(jié)。界面劑是涂刷在原混凝土構(gòu)件表面，用以增強構(gòu)件與復合砂漿的粘結(jié)性能的一種低稠度漿劑，可采用A、B兩組份界面劑，A組份為樹脂系列減水劑，B組份為水泥基復合超細摻合料的無機界面粉劑。在復合砂漿涂抹前在混凝土梁剪跨部分涂刷配置好的界面劑以增強粘結(jié)強度。復合砂漿應根據(jù)當時的氣溫、施工要求，在現(xiàn)場確定合適的復合砂漿配合比，采用人工拌合，隨拌隨用，盡量在2小時內(nèi)使用完畢。當施工時間溫度過高時，應適當縮少拌成后的使用時間。

涂抹復合砂漿及養(yǎng)護

人工加壓涂抹復合砂漿到梁上，分三次涂抹，第一次將鋼筋網(wǎng)與待加固段混凝土表面的空隙抹實，初凝后立即抹第二次，復合砂漿將鋼筋網(wǎng)全部覆蓋，初凝后再抹第三次至設(shè)計厚度，每次涂抹厚度不宜超過總厚度的一半，盡量避免反復壓抹，同時要避免新澆復合砂漿與原構(gòu)件表面的空洞以確保施工質(zhì)量。在復合砂漿抹面完成后應及時蓋上塑料布，24小時以內(nèi)對復合砂漿終凝后保濕養(yǎng)護，及時澆水，濕養(yǎng)護7天，自然養(yǎng)護28天。

3．2 施工技術(shù)要求

為減輕復合砂漿鋼筋網(wǎng)加固層的應力應變滯后，充分發(fā)揮加固層效能，加固前應適量卸載；

選用冷軋帶肋鋼筋網(wǎng)加固時，應采用綁扎，盡量避免焊接對小直徑冷軋帶肋鋼筋本身的損傷；

剪切銷釘一般應采用表面變形鋼筋；剪切銷釘植筋錨固深度：有機膠植筋不應小于5d，且不應小于40mm；對于無機材料植筋應不小于8d，且不應小于60mm；

加固梁按照計算所需鋼筋網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸施工。當樓板為預制時，可將板撐起用四面包進行梁的抗剪加固；當樓板為現(xiàn)澆時，可以采用U 形加固，采用四面包加固時應注意加固梁所增加的鋼筋網(wǎng)要穿過樓板，鋼筋上端伸至加固層上層樓板，環(huán)抱梁后搭焊；鉆通樓板的鉆孔孔徑不宜大于10mm，鉆透截面后，用高壓水槍沖洗再注漿；若鋼筋網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸較小，鋼筋網(wǎng)間隔鋼筋在樓板上鉆孔；

復合砂漿抹面完成后應及時加強養(yǎng)護，在復合砂漿養(yǎng)護期間不得拆卸臨時支架，避免對梁的擾動；可用小木錘輕輕敲擊加固梁表面或采用超聲波檢查加固層與原混凝土梁之間的粘接效果，不得有較大空洞；

根據(jù)實際情況，當加固后試件的抗剪承載力提高幅度在40%以上時，宜采取四面包裹的加固方法；同時混凝土梁的抗剪承載力提高幅度不宜超過60%。

顯然，鋼絲網(wǎng)砂漿加固方法是一種快捷簡便、經(jīng)濟實惠、加固效果好且適用面廣泛的加固方法。特別是與普通鋼筋通過適當?shù)姆椒ńY(jié)合使用后，能產(chǎn)生更佳的加固效果，且降低成本。它不僅能在普通工業(yè)民用建筑中對梁、柱、板等構(gòu)件進行加固，還能憑其優(yōu)越的耐久性、耐腐蝕性對在環(huán)境惡劣的建筑結(jié)構(gòu)進行加固。

參考文獻：

[1] 過鎮(zhèn)海，鋼筋混凝土原理，清華大學出版社，1999

[2] 袁群，劉健，新老混凝土粘結(jié)的剪切強度研究[J]，建筑結(jié)構(gòu)學報，2001

[3] 建筑結(jié)構(gòu)補強加固技術(shù)編寫組，建筑結(jié)構(gòu)補強加固技術(shù)，北京：中國鐵道出版社，1987

[4] 鋼絲網(wǎng)復合砂漿加固混凝土構(gòu)件，第七屆全國建筑物鑒定與加固改造學術(shù)會議論文集，重慶出版社，2004

[5] 朱纓，孫增壽等，鋼纖維和鋼絲網(wǎng)混凝土的研究及工程應用，河南科學第20卷第6期