復(fù)合材料在建筑加固工程中應(yīng)用

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摘要：本文首先介紹了內(nèi)嵌入式、外貼式建筑加固方法，對(duì)復(fù)合材料在建筑加固環(huán)節(jié)給予了參考的價(jià)值。然后以建筑加固工程中最為常見(jiàn)的兩種復(fù)合材料為例，對(duì)玻璃纖維、碳纖維在建筑加固工程中應(yīng)用的技術(shù)和方法進(jìn)行探究，從而為之后開(kāi)展建筑加固，合理應(yīng)用復(fù)合材料等奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)保障。

關(guān)鍵詞：復(fù)合材料；建筑加固工程；應(yīng)用

目前我國(guó)需要的加固建筑工程相對(duì)較多，通過(guò)將復(fù)合材料用到其中，有助于提升抗腐蝕性、抵抗酸堿等物質(zhì)的腐蝕；縮短工期和節(jié)約成本等。玻璃纖維、碳纖維等作為當(dāng)前使用最多的一種復(fù)合材料，分析其在建筑加固中的具體應(yīng)用能夠增強(qiáng)建筑工程加固的質(zhì)量。

1復(fù)合材料在建筑加固工程中的方法

1．1內(nèi)嵌入式加固方法

復(fù)合材料在建筑結(jié)構(gòu)中進(jìn)行應(yīng)用，其所使用的加固方法較多，其中內(nèi)嵌式加固方法是建筑加固工程較為常見(jiàn)的一種，復(fù)合材料在放入到需要嵌入的淺溝中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的凝固后，就會(huì)增加粘附性，不會(huì)出現(xiàn)與建筑結(jié)構(gòu)分離的情況。這就說(shuō)明這種加固方法增加了復(fù)合材料的力學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)了與建筑結(jié)構(gòu)的相互結(jié)合，在共同受力下，能夠使得建筑結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生彎曲或者裂縫的現(xiàn)象等。另外，這種加固方法最大的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在工序簡(jiǎn)單、成本較低等方面。施工工序的介紹如下。（1）每一個(gè)建筑構(gòu)件都有自身設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求，尤其是開(kāi)槽的尺寸不可隨意設(shè)計(jì)，避免發(fā)生安全問(wèn)題。（2）將槽內(nèi)存在的灰塵或者雜質(zhì)等進(jìn)行及時(shí)清除，這樣做的目的就是能夠防止復(fù)合材料發(fā)生粘結(jié)。（3）添加的膠粘劑厚度不能高于槽的1／2位置。（4）開(kāi)展試壓的環(huán)節(jié)。即放入到槽中的復(fù)合材料需運(yùn)用膠粘劑進(jìn)行固定，膠粘劑填入到槽中的厚度需要與槽持平。（5）當(dāng)膠粘劑得到完全固化后，施工人員再對(duì)建筑表面進(jìn)行清除、平整。

1．2外貼式加固方法

外貼式加固方法與內(nèi)嵌式加固方法不同，即復(fù)合材料不再放到內(nèi)槽中進(jìn)行加固，而是直接在建筑結(jié)構(gòu)表面運(yùn)用膠粘劑粘貼復(fù)合材料。這種方法的優(yōu)勢(shì)為：使用便捷，能夠快速完成施工；復(fù)合材料的防腐性能較強(qiáng)，能夠發(fā)揮出保護(hù)和防止出現(xiàn)腐蝕的情況。因此，后期施工時(shí)不需要開(kāi)展定期維護(hù)，達(dá)到節(jié)約成本的目的。外貼式加固的施工過(guò)程如后。（1）加固構(gòu)件基地在進(jìn)行有效處理時(shí)，需要將表面上的雜質(zhì)進(jìn)行去除；（2）底膠均勻涂抹；（3）建筑結(jié)構(gòu)表面的找平和清理；（4）表面需要增加抹灰或者防火涂料。

2復(fù)合材料在建筑加固工程中的應(yīng)用

本文針對(duì)于碳纖維、芳綸纖維、玻璃纖維這3種復(fù)合材料在建筑加固工程中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，從應(yīng)用優(yōu)勢(shì)上看，碳纖維復(fù)合材料最為明顯。

2．1芳綸纖維的加固技術(shù)

框架結(jié)構(gòu)加固部位的選擇：建筑結(jié)構(gòu)加固的作用就是能夠提升一定的抗震效果，而最易發(fā)生震害的位置主要是柱子。因此，結(jié)構(gòu)中柱子的抗震加固位置需要引起重視。2．1．1框架柱?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中柱子所發(fā)揮出的作用最大，即柱子發(fā)揮著承重作用。從受力的角度來(lái)看，框架柱不僅需要對(duì)豎向荷載產(chǎn)生的力進(jìn)行承受，還需要對(duì)水平方向的荷載進(jìn)行承受，這就說(shuō)明該位置的受力作用最為明顯。2．1．2節(jié)點(diǎn)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的位置很重要，因此，節(jié)點(diǎn)連接著梁和柱，當(dāng)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)剪力墻的強(qiáng)度不夠時(shí)，將會(huì)使得結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)情況或者墻體裂縫情況。

2．2柱子抗震加固方法

針對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)中柱子加固的方法我們可以采用剪切補(bǔ)強(qiáng)法，這一方法能夠使框架柱的抗剪承受力得到提升，同時(shí)也能夠提升容許軸壓比值，以下針對(duì)于剪切補(bǔ)強(qiáng)方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析。第一種方法如下。（1）施工人員運(yùn)用鋼筋網(wǎng)砂漿圍套將其綁在柱周側(cè)的位置，并在綁定后焊接箍筋端部的鋼筋網(wǎng)。（2）選擇圍套時(shí)可以選擇角鋼或者扁鋼型的圍套，并將其放置在柱的四周位置；主要采用的方法為環(huán)氧樹(shù)脂漿粘貼法，并將其涂抹在已經(jīng)磨成圓角的柱四角位置，并且受到壓力較大的影響，需要僅僅粘貼四角鋼。（3）采用座漿方法。柱四周涂抹砂漿———貼上角鋼———擰緊砂漿口———積壓砂漿———填實(shí)砂漿———砂漿在滿足強(qiáng)度要求后拆除臨時(shí)箍。第二種方法如下。鋼板箍采用外包鋼箍覆蓋，周?chē)鷫毫^大。板圈內(nèi)的砂漿加雙L，柱外用微膨脹砂漿填充后，可焊接到鋼板上，與柱保持一定距離。第三種方法如下。施工步驟：平整柱表面；四角有效打磨；涂抹底膠置于柱表面；強(qiáng)度滿足規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求；用芳綸纖維布完全穿透環(huán)氧樹(shù)脂，按照相應(yīng)的粘貼法粘貼在底膠上，進(jìn)行表面處理。

2．3碳纖維加固技術(shù)的應(yīng)用

2．3．1加固方法。（1）抗彎加固梁和板構(gòu)件應(yīng)用到受拉區(qū)，可以對(duì)粘貼碳纖維片材進(jìn)行有效加固，其寬度為10cm，搭接寬度為2cm，即每隔2cm粘接一圈，在表面粘貼玻璃纖維復(fù)合材料，通過(guò)保障纖維方向與加固處的受拉鋼筋方向保持一致，能夠使得碳纖維抗拉承載力提升，從而共同承擔(dān)起荷載，使得構(gòu)件受彎承載力得到明顯的提升。玻璃纖維復(fù)合材料的破壞荷載均值為604．5，相對(duì)強(qiáng)度達(dá)到了1．09。并且根據(jù)受力還可以采用高彈性模量片材或者采用多層粘貼的方法，使得補(bǔ)強(qiáng)效果得到明顯提升。（2）抗剪加固抗剪加固主要是將碳纖維布粘貼于構(gòu)件的剪跨區(qū)，在補(bǔ)強(qiáng)時(shí)梁的兩側(cè)面豎向粘貼，并且采用封閉式粘貼的方法或者U型包粘貼，增加抗剪箍筋分擔(dān)原箍筋的剪力。（3）抗疲勞加固橋梁或者橋面板等結(jié)構(gòu)疲勞抗力，能夠?qū)⑻祭w維片粘貼后使得加固梁的撓度或者裂縫寬度逐步的縮小，進(jìn)而使得混凝土梁的靜載極限強(qiáng)度得到明顯提升，疲勞極限強(qiáng)度也得到提升，增強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)效果。2．3．2材料需要滿足的條件。（1）被加固的原結(jié)構(gòu)、原構(gòu)件需要保障完好，但需要增大其承受荷載的能力。（2）受到施工或者設(shè)計(jì)方面的影響，原結(jié)構(gòu)或者原構(gòu)件如果少了箍筋或者受拉鋼筋，需要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。（3）加固要有腐蝕介質(zhì)場(chǎng)所的建筑物。

2．4玻璃纖維復(fù)合材料的加固

使用玻璃纖維復(fù)合材料對(duì)柱進(jìn)行加固之后，所承載的極限承載力得到明顯提升，并且可塑性和承載力相對(duì)較強(qiáng)。而這一材料加固時(shí)最為明顯的不足表現(xiàn)在塑性差。因此本文使用碳纖維或者玻璃纖維復(fù)合材料對(duì)柱進(jìn)行加固，主要是對(duì)以上兩種材料的使用不足進(jìn)行了補(bǔ)充，即在承載力和塑性方面的優(yōu)勢(shì)較強(qiáng)，而出現(xiàn)這種情況的原因主要如圖1所示。由圖1中我們可以了解到，玻璃纖維復(fù)合材料的彈性模量相對(duì)較小，這一材料將選用環(huán)繞粘貼的方式粘貼在柱子上，但是柱側(cè)向的約束力相對(duì)較小，柱子一旦發(fā)生裂縫或者在單軸受壓的作用下，該復(fù)合材料就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的作用力。同時(shí)，在遇到裂縫較大的問(wèn)題時(shí)，這種力的作用也就不會(huì)產(chǎn)生了，這時(shí)采用玻璃纖維復(fù)合材料進(jìn)行加固，承載力的作用較小。但是在塑性方面，玻璃纖維復(fù)合材料能夠發(fā)揮出一定的約束作用。

3結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)復(fù)合材料在建筑加固工程中的應(yīng)用，通過(guò)結(jié)合玻璃纖維復(fù)合材料和碳纖維復(fù)合材料等的優(yōu)勢(shì)和施工工藝等進(jìn)行分析后，找出這些材料的優(yōu)勢(shì)，并采用不同的加固技術(shù)和方法，以此能夠使得復(fù)合材料加固具有更為廣闊的市場(chǎng)。

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作者:張靖鈺 單位:青島科技大學(xué)