圖 1 復合砂漿鋼筋網加固混凝土結構
(a) (b)
圖 2 “8” 字形測試 (a) 示意圖； (b) 實物圖
(a) (b)
圖 3 粘結面彎拉試驗
(a) 示意圖 1 ； (b) 實物圖 2
(a) (b)
圖 4 粘結面剪切試驗
(a) 剪切試驗 1 ； (b) 剪切試驗 2
圖 5 粘結面破壞圖
(a) 原自然斷面； (b) 使用 AB 組分界面劑的破壞面；
(c) 使用聚合物界面劑的破壞面； (d) 未使用界面劑的破壞面
圖 6 復合砂漿鋼筋網抗壓試驗圖
圖 7 試驗梁剝離破壞形態
(a) 梁側混凝土剝離現象； (b) 破壞時斜向裂縫開展； (c) 梁底剝離
圖 8 加固梁的破壞形態
圖 9 混凝土構件表面處理圖 圖 10 混凝土構件植入銷釘圖
圖 11 混凝土構件抹復合砂漿 圖 12 界面破壞形態
圖 13 梁表面處理后植入剪切銷釘 圖 14 綁扎鋼筋網
圖 15 抹復合砂漿 圖 16 加固處理后的梁
（ c ） （ d ）
圖 17 施工工藝示意圖
(a) 打磨混凝土表面； (b) 植入剪切銷釘； (c) 綁扎鋼筋網； (d) 抹復合砂漿
圖 18 現場采用回彈—鉆芯法檢測
(a) 工作人員正在鉆芯檢測； (b) 工作人員正在回彈檢測
圖 19 廁所樓板開裂
圖 20 現澆板露筋嚴重 圖 21 混凝土柱露筋
圖 22 構件表面處理 圖 23 鋼筋網制作 圖 24 抹復合砂漿
圖 25 養護 圖 26 加固后的建筑
圖 27 柱加固外觀圖
加固設計說明
1 ．設計依據：《混凝土結構加固技術規范》 CECS2 5 — 90 ；
2 ．本工程采用了改性混凝土、鋼筋網抗裂復合砂漿、植鋼筋等方法對轉換桁架進行加固施工，具有一定的施工難度，必須由有加固專業資質的隊伍進行施工。
3 ．因為加固工程的特殊性，施工時不得對原有結構進行破壞性擾動，如發現原結構質量或構造有嚴重問題，或現場情況與圖示不符，應停止施工，并通知設計人員進行處理。
4 ．本加固工程所用混凝土均采用 C45 改性混凝土，該改性混凝土中摻入占水泥重 16 ％的混凝土外加劑，為免振搗、自流密實成型，無收縮、微膨脹混凝土，可保證混凝土新老結合面共同工作良好。
5 ．鋼筋 ф 為 HPB235 鋼筋， ф 為 HRB335 鋼筋， ф 為 HRB400 鋼筋。混凝土用砂為中砂，石子粒徑為 5~ 10mm ，水泥； P · O.42 .5 級。
6 ．布置鋼筋前，原混凝土須鑿去面層至混凝土表面，蜂窩麻面，堿化松散部分須鑿除，原混凝土表面必須鑿毛，清洗干凈。抹復合砂漿或澆灌新混凝土前，原結構表面涂刷界面劑。
7 ．鋼筋網抗裂復合砂漿施工工藝為：表面鑿毛、壓力水清洗→布置鋼筋網、植錨固筋→涂刷界面劑→分 3 次抹摻 HPPC 的 M45 抗裂復合砂漿 40 ～ 50 厚，養護。
8 ．新增鋼筋、鋼筋網鋼筋端部須采用植筋技術植入原結構中，植入深度為 10 ～ 12d 。
9 ．在加固施工中，可同時進行上部結構的正常施工。
10 ．未盡事宜按相應現行規范、規程實施。
檢測鑒定依據
(1) 《建筑結構檢測技術標準》 (GB/T 5034 4 — 2004)
(2) 《建筑結構荷載規范》 (GB 5000 9 — 2001)
(3) 《混凝土結構設計規范》 (GB 5001 0 — 2002)
(4) 《砌體結構設計規范》 (GB 5000 3 — 2001)
(5) 《建筑地基基礎設計規范》 (GB 5000 7 — 2002)
(6) 《建筑抗震設計規范》 (GB 5001 1 — 2001)
(7) 《混凝土強度檢驗評定標準》 (GB 107 — 87)
(8) 《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》 (JGJ/T2 3 — 2001 、 J11 5 — 2001)
(9) 《砌體工程現場檢測技術標準》 (GB/T 5031 5 — 2000)
(10) 《民用建筑可靠性鑒定標準》 (GB 50292 — 1999)
(11) 《房屋結構可靠性鑒定規程》 (DBJ43/T00 3 — 93)
鋼絲繩網片一聚合物砂漿加固體系是用于薄壁結構加固的復合材料，是一種由鋼絲繩網增強的水泥基聚合物復合砂漿。主要適用于鋼筋混凝土受彎和大偏心受壓構件的加固。其性能滿足《混凝土結構加固設計規范》 (GB50367-2006) 的要求。
對于各種加固方法中的界面粘貼技術，現今國內外均采用以環氧樹脂為主的有機結構膠，而聚合物砂漿這一材料與混凝土材性十分接近。故用鋼絲繩網片一聚合物砂漿作為加固材料，它與混凝土基材間有更好的相容性和互相滲透性，而且比有機加固片材抗老化、耐火、耐久性也更好；相對于增大截面法它的加厚層一般只有 2~ 3cm ，幾乎不增大原結構的重量和尺寸也無需復雜的施工工藝和特殊的施工技術。施工質量容易保證而且更經濟；加固層中的砂漿既是膠結材料也是保護材料。這種方法不僅可以提供結構的強度，還可以增強建筑物抗滲、抗凍、抗裂性和韌性。
一、體系材料的組成及功能
1 、鋼絲繩網片 ( 不銹鋼或鍍鋅鋼絲繩 ) ：為外加固層提供抗彎承載支撐。
2 、高強度滲透性聚合物砂漿：為基層混凝土提供材性相近且抗滲、抗裂、阻銹并對鋼絲繩網有效粘結和，文撐的保護層。
3 、界面處理劑：增加外加層與基層混凝土間的粘接、抗剪能力。
4 、界面保護砂漿：為外加層表面提供防水、防有害介質滲透的保護，同時對龜裂有修復作用：
二、 材料性能指標 ( 參照《混凝上結構加固設計規范》 GB50367 — 2006)
（ 1 ）高強度鋼絲繩
高強度鋼絲繩抗拉強度指標（ MPa ）
|
種類 |
不銹鋼絲繩 |
鍍鋅鋼絲繩 | ||
|
鋼絲繩公稱直徑 |
鋼絲繩抗拉強度標準值 |
鋼絲繩公稱直徑 |
鋼絲繩抗拉強度標準值 | |
|
6×7+1WS |
2.4~4.5 |
1800 、 1700 |
2.4~4.5 |
1600 、 1500 |
|
1×19 |
2.5 |
1560 |
2.5 |
1560 |
（ 2 ）界面處理劑
反應型界面劑的力學性能
|
項 目 |
技術指標 |
測試結果 | |
|
剪切粘結強度（ MPa ） |
14d |
≥ 1.5 |
≥ 3.3 （混凝土破壞） |
|
拉伸粘結強度（ MPa ） |
未處理（ 14d ） |
≥ 0.6 |
≥ 3.3 （混凝土破壞） |
|
浸水處理 |
≥ 0.5 |
2.5 | |
|
熱處理 |
≥ 3.3 （混凝土破壞） | ||
|
凍融循環處理 |
1.9 | ||
|
堿處理 |
1.8 | ||
|
彈性模量 |
MPa |
1~3×10 3 | |
注：參照標準 JC/T907-2002 “混凝土界面處理劑”
（ 3 ）聚合物砂漿
承重結構加固用聚合物砂漿基本性能
|
項 目 |
技術指標 | |||
|
320N 高強滲透性聚合物砂漿（ I 級） 220HL 聚合物砂漿（ II 級） | ||||
|
標準值 |
實測值 |
標準值 |
實測值 | |
|
抗壓強度（ MPa ） |
R 3 ≥ 20 |
35.62 |
R 3 ≥ 20 |
25.26 |
|
R 28 ≥ 55 |
57.00 |
R 28 ≥ 45 |
47.21 | |
|
抗折強度（ MPa ） |
R 3 ≥ 4 |
8.67 |
R 3 ≥ 4 |
6.54 |
|
R 28 ≥ 12 |
13.40 |
R 28 ≥ 10 |
11.20 | |
|
砂漿本體正拉粘接強度（ MPa ） |
≥ 2.5 |
1.5~2.5 |
≥ 2.5 |
1.5~2.5 |
|
砂漿 + 界面劑正拉粘接強度（ MPa ） |
≥ 2.5 |
2.5~3.3 |
≥ 2.5 |
2.5~3.3 |
|
抗滲等級（ MPa ） |
≥ 1.5 |
1.5 |
≥ 1.5 |
1.5 |
三、砂漿特點
1 、對鋼筋具有保護性能，對已銹蝕的鋼筋能起到修補防護效能，且耐久性好。
2 、兼有密實及良好的防水防滲性。
3 、對舊混凝土基層有良好的適應性，粘結力強。
4 、能在潮濕基層和潮濕環境下施工，可在不停產條件下進行局部搶修。
5 、操作方便省時省工，在中強度氣相腐蝕環境下，可替代有機涂料，并較樹脂類材料施工簡單，價格低廉。
6 、操作簡便，袋裝干粉現場加乳液攪拌即可使用。
四、適用范圍及加固形式
|
梁和柱的加固采用三面或 |
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|
板和墻的加固采用單面 |
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五、施工步驟
 基層處理（打磨混凝土） |
 高壓水洗滌（去除粉塵 |
 固定鋼絲繩網片 |
 涂抹界面處理劑 |
 高強滲透性聚合物砂漿施工 |
 涂抹專用保護砂漿并噴水養護 |
六、施工實例
 |
鋼絲繩 ( 鋼絞線 ) 網片 - 高強滲透性聚合物砂漿
外加層加固施工技術
一、前言
根據增強材料不同，建筑構件外加層加固方法可分為：外粘型鋼、外粘鋼板、外粘纖維增強復合材料和外加鋼絲繩網片 - 聚合物砂漿層等多種加固法。
鋼絲繩 ( 或鋼絞線 ) 網片 - 高強滲透性聚合物砂漿外加層加固法，也稱為復合截面加固法 (structure member strengthening with externally bonded reinforced materials) 。該項加固技術是按照設計要求，預先在建筑構件上固定鋼絲繩網片 ( 或鋼筋 ) ，然后采用噴涂或抹灰方法，將增強材料 - 高強滲透性聚合物砂漿粘合于原構件的混凝土表面，使之形成具有整體性的復合截面，以提高其承載力和延性的一種直接加固法。
二、該加固技術的基本原理和適用范圍
1 、基本原理
鋼絲繩 ( 鋼絞線 ) 網片通過粘結強度及彎曲強度優秀的滲透性聚合物砂漿附著，與基層混凝土緊密結合形成一體。鋼絲繩 ( 鋼絞線 ) 網片使得加固層的剛性增加，在提高耐荷力的同時，可大大提高聚合砂漿的抗沖擊韌性、抗震性等耐久性能。鋼絲繩 ( 鋼絞線 ) 網片 - 高強滲透性聚合物砂漿同以往的鋼筋混凝土結構具有同樣的體系。
2 、鋼絲繩 ( 鋼絞線 ) 網片 - 高強滲透性聚合物砂漿加固技術優點
(1) 具有耐火性能好、耐腐蝕性能好、耐老化性強的特點：高強滲透性聚合物砂漿為無機材料，很好地解決了以往“碳纖維加固、粘鋼補強加固”等使用環氧樹脂類結構膠易老化、耐高溫性能差的難題。對于耐腐蝕要求較高的加固工程，可使用不銹鋼絞線提高加固層的耐腐蝕性能，解決普通鋼筋的易銹蝕問題和不銹鋼鋼筋成本過高的問題。
(2) 鋼絲繩 ( 鋼絞線 ) 抗拉強度極高的特點：鋼絲繩 ( 鋼絞線 ) 標準抗拉強度約為普通鋼材的 5 倍，在確保加固設計要求的條件下，加固后對結構自重影響很小。
(3) 加固施工工藝簡單方便：鋼絲繩 ( 鋼絞線 ) 網片 - 高強滲透性聚合物砂漿外加層加固施工，易于大規模機械化施工。在結構加固的過程中基本不影響建筑物的使用，對被加固的母體結構混凝土表面沒有平整要求，結點處理方便，可以加固有缺陷或強度低的混凝土結構。
(4) 抗彎、抗剪等承載力強：抗彎加固不僅可以顯著地提高承載力，而且可以顯著地提高結構的剛度，是外粘纖維增強復合材料加固方法無法比擬的。
(5) 抗疲勞、抗沖擊韌性、耐凍融性能好：鋼絞線網采用機械錨固 ( 非粘結 ) 方法，適合于市政道橋等存在著振動及疲勞應力的結構加固。
(6) 安全耐久性能好：解決了加固后的耐久性、抗火、耐高溫等問題，加固性能可靠。
3 、適用范圍
(1) 適用于鋼筋混凝土受彎和大偏心受壓構件的加固。
(2) 特別適用于土木建筑的代表性彎曲結構 - 鋼筋混凝土橋梁的平板及橫梁上，還適用于橋墩的中央部位及主塔軸部，以及道路的龜裂部位。
(3) 適用于混凝上面層出現蜂窩、漏洞、裂縫、保護層破損漏筋等缺陷時，可使用高強滲透性聚合物砂漿進行修補加固；加厚保護層、凹凸表面的抹平、舊混凝土表面修復等；提高混凝土的耐久性延長混凝土壽命；具有很好的抗滲性、抗裂性、耐老化性及耐酸耐堿性能；對各種材料都有很好的粘合力。
(4) 不適應于素混凝土構件，包括縱向受力鋼筋配筋率低于現行國家標準規定的最小配筋率構件的加固。
三、材料性能
1 、聚合物水泥砂漿 (PCM ， Po1ymer Cement Mortar) 特點及性能
(1) 特點：
聚合物水泥砂漿是在水泥砂漿成型過程中摻加一定量的聚合物，從而有效改善水泥砂漿性能，大大提高水泥砂漿技術品質的特種水泥砂漿。聚合物水泥砂漿是一種能夠滿足工程特殊要求的新型復合材料，該材料具有以水泥水化硬化成分和聚合物兩者作為膠結材料的優點，技術性能優良。
聚合物砂漿施工時，可參照普通水泥砂漿的抹灰方法，施工方法簡單方便。與普通水泥砂漿相比，聚合物水泥砂漿具有力學性能優良、抗沖擊韌性好、脆性降低、抗碳化、抗凍融、抗疲勞等耐久性優良；與原混凝土界面粘結力強。材料為粉料和乳液雙組分，在施工現場按比例攪拌均勻即可使用。
(2) 性能：
①早強、高強：具有固化迅速的特點， 24 小時抗壓強度可達 30MPa 以上、 28 天可達 70MPa 以上。
②滲透性、粘結性能好：具有良好的滲透性，粘結強度達： 2.8MPa ；其材料與混凝土為同類材料，各項力學性能類似水泥混凝土。有效提高了界面的附著力及施工性，協同受力作用效果優良。
高強滲透性聚合物砂漿性能指標 表 1
|
檢驗項目 砂漿等級 |
劈裂抗拉強度 (MPa) |
正拉粘結強度 (MPa) |
抗折強度 (MPa) |
抗壓強度 (MPa) |
鋼套筒粘接抗剪強度標準值 (MPa) |
|
I 級 |
≥ 7.0 |
≥ ? tk ，且為混凝土內聚破壞 |
≥ 12 |
≥ 55 |
≥ 12 |
|
Ⅱ級 |
≥ 5.5 |
≥ 10 |
≥ 45 |
≥ 9 |
注： 1 、表中 ? tk 為被加固結構件混凝土的抗拉強度標準值。
2 、檢驗應在澆注的試件達到 28d 養護期時立即進行，若因故需推遲檢驗日期，除應征得有關方同意外，尚不應超過 3d 。
3 、表中的性能指標除標有強度標準值外，均為平均值。
③密實性好：該材料粘聚性、和易性好，采用噴涂或抹灰施工易密實。其抗滲≥ 1.2MPa ，具有較強的抵抗二氧化碳和鹽化物的透過性能。
④抗裂性好：確保無收縮、不發生龜裂現象。
⑤耐久性好：與混凝土同步，高耐堿性、耐紫外線；抗凍融及耐候性等長期耐久性能優良。對化學藥品的抵抗性優良。
⑥無毒性：該材料由無機粉料和水乳性材料組成。對個體無害，對鋼筋無銹蝕作用，屬健康環保型建筑材料。
⑦施工操作簡便：可在潮濕基層施工，抹灰、噴涂均可。施工工序簡單、方便。
⑧縮短工期：聚合物砂漿解決了以往有機補修材料對基層要求高的問題，在惡劣的條件下也可使用。
2 、鋼絲繩 ( 鋼絞線 ) 特點及性能
(1) 特點：
鋼絲繩 ( 或鋼絞線 ) 網片具有抗拉強度極高、單位建筑面積材料用量少 ( 自重輕 ) 的優點，其標準抗拉強度約為普通鋼材的 5 倍。因此，加固后對結構自重影響很小。
鋼絲繩 ( 鋼絞線 ) 網片掛網施工時輕便、快捷。鋼絲繩 ( 鋼絞線 ) 網片與聚合物砂漿的結合力高于其它鋼材與混凝土的結合力。
(2) 、性能：
高強鋼絲繩抗拉強度設計值 (MPa) 表 2
|
種類 |
符號 |
高強不銹鋼絲繩 |
高強鍍鋅鋼絲繩 | ||||
|
鋼絲繩公稱直徑 (mm) |
抗拉強度 標準 ? tk |
抗拉強度 設計準 ? tk |
鋼絲繩公稱直徑 (mm) |
抗拉強度 標準 ? tk |
抗拉強度 設計準 ? tk | ||
|
6 × 7+IWS |
ф r |
2.4 ～ 4.0 |
1800 |
1100 |
2.5 ～ 4.5 |
1650 |
1050 |
|
1700 |
1050 |
1560 |
1000 | ||||
|
1 × 19 |
ф s |
2.5 |
1560 |
1050 |
2.5 |
1560 |
1100 |
注： 1 、鋼絲繩采用高強鍍鋅鋼絲繩； 2 、其中 1 × 19 鋼絲繩也稱鋼絞線。
四、加固施工技術工序
1 、網片固定
（ 1 ）剪裁及固定：按設計要求尺寸裁剪鋼絲繩網片。首先將一端用脹栓固定 ( 相鄰兩股為一個固定點 ) ，再用預緊器拉緊鋼絲繩另一端并固定。
（ 2 ）張拉：鋼絲繩網片張緊時必須千直不得低垂，拉緊后的鋼絲繩網片用手握緊相鄰兩根鋼絲繩，松開后鋼絲繩可恢復到原來位置，不發生任何變形即說明已張拉緊。如發現個別彎曲必須將彎曲的鋼絲繩逐次向預緊器一端拉直。
（ 3 ）安裝固定卡子：固定卡子位置一般要求梅花狀布置。
2 、聚合物抹灰 ( 或噴涂 )
1 ）基層要求：基層表面應平整、粗糙、清潔、無油污、無浮灰。不應有起砂、空鼓、裂縫等現象施工前用高壓水沖洗，保持基層潮濕狀態，不得有積水。抹灰基層可預先涂刷界面處理劑進行界面拉毛處理。
2 ）材料配制：按《材料說明書》提供的質量比例稱取乳液和粉料待用。將實際用量 90 ％的乳液倒入攪拌器中，然后將粉料徐徐加入攪拌器中攪拌均勻，再將剩余的 10 ％的乳液逐漸倒入調整聚合物砂漿稠度狀態，攪拌均勻無結塊。
3 ）基層濕潤處理：聚合物砂漿抹灰前，必須提前對加固構件進行噴水濕潤，以減少聚合物砂漿在固化過程的水分流失，有利于聚合物砂漿的充分固化，使之達到設計強度值。濕潤用水的水質應達到普通混凝土或砂漿用水要求。
4 ）基層及各層間的界面處理：聚合物砂漿抹灰前，為了使原結構和鋼絲繩 ( 鋼鉸線 ) 同片結合良好，共同受力，在加固構件表面及各層之間均勻涂刷一道界面處理劑。
5 ）砂漿攪拌：聚合物砂漿的配合比，必須嚴格按照使用說明書要求，即粉料：乳液 =(6 ～ 5) ： 1 左右，并根據環境溫度進行適當調整試配后進行配置。
6 ）噴涂或抹灰施工：
由于聚合物砂漿的流墜性比較嚴重，應分層鋪抹或噴射，鋪抹時應壓實、抹千，不得存在空鼓現象，最后一層應噴水提漿壓光。配好的聚合物漿料應保證在 0.5~1 小時內用完，且施工中不得任意加水。
各層之間應涂刷界面處理劑，以確保緊密貼合；每層宜連續施工；如必須留茬時，應采用階梯坡形茬，接茬應依層次順序操作，層層搭接緊密。
聚合物噴涂或抹灰時，不宜在雨天及 5 級以上大風中施工。夏季施工時，不宜高于 35 ℃ 或烈日直射下施工，避免陽光暴曬。冬季施工時，氣溫不低于 5 ℃ ，且基層表面溫度應保持 0 ℃ 以上。
3 、養護
聚合物砂漿層終凝后，應及時進行養護。養護溫度不宜低于 5 ℃ ，養護時間不得少于 14d ，養護期間應保持表面濕潤。
聚合物砂漿層未達到硬化狀態時，不得澆水養護或直接受雨水沖刷，硬化后應采用干濕交替的養護方法。在潮濕環境中，可在自然環境下養護。
特殊情況，參照設計要求和產品說明書中的要求進行養護。
4 、質量檢驗
聚合物砂漿涂抹質量檢驗評定可參照混凝土結構加固設計規范》 (GB50367 — 2006) 中的要求進行檢驗。
5 、施工技術工藝示意圖
(1) 立體圖
確實解決以往混凝土加固方法的問題，確保結構物的強度及充分的耐久性，實現結構的完整性的加固方法。
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6、梁加固施工實例照片
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7 、樓板加固施工實例照片
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