博尔塔拉植筋加固

植筋加固【电话 申工】近年来，混凝土修补已成了结构工程的一个分支，新老混凝土粘结性能研究受到了广大工程界的关注。 

　　国外关于新老混凝土粘结性研究较成熟，不仅制定相关规范和标准，并侧重不同深度、介质钢筋上或混凝土内氧化物等环境对植筋腐蚀及钢筋强度的影响，而且研究植筋尺寸和梁尺寸效应的影响。美国E.Wlte和 ier[1]早提出新老混凝土结合使用机械连接方法。继而F.Seible和C.T.Lthm将机械连接件用于桥梁面板全深混凝土结构铺装修补，试验结果表明可以有效提高修补桥梁的抗剪性能和使用寿命。此外，《瑞典混凝土结构工程》（Swedish Regultion for Concrete Structures）规定要增加钢筋连接用以提高叠合构件抗剪性能。欧洲和美国混凝土规范也规定，在剪力比较大情况下必须要依靠钢筋连接件加强保证结合面的抗剪能力。 

　　国内关于设置钢筋连接件新老混凝土的研究相对较少，大多为验证性试验，很少能提出具体的植筋规范规程。早大连理工赵志方[3]教授通过改善新老混凝土界面粘结来提高界面粘结强度。郑州大学张雷顺教授对不同植筋率、不同界面处理方式的新老混凝土界面进行试验研究，并将研究成果应用于实际钢筋混凝土桥面板加固整修中，实践结果表明设置钢筋连接件可以有效提高修补桥面使用寿命。 

　　1植筋技术理论依据 

　　新老混凝土界面粘结力主要来自范德华力，机械咬合力，化学力和表面张力。新老混凝土结合面是薄弱部位，新老混凝土在结合面上发生的破坏主要是由于垂直于结合面的拉应力过大产生的结合面张拉破坏，以及平行于结合面的剪应力过大产生的沿结合面滑动剪切破坏，或二者兼而有之[2]。因此结合面粘结剪切强度是衡量结合面力学性能的重要指标。而采用机械连接方法可以抵抗较大的剪力和拉力，提高结合面的粘结强度。 

　　2影响新老混凝土粘结性因素 

　　2.1由新老混凝土粘结力的来源可知，影响粘结性的因素归纳为如下 

　　2.1.1结合面处理方法 

　　新老混凝土结合面处理的目的在于增大新老混凝土之间机械连接力，从而提高粘结性能。具体方法如下： 

　　1）人工打毛法 

　　2）喷丸（砂）法 

　　3）高压水射法 

　　4）钢刷刷净法 

　　2.1.2混凝土强度影响 

　　修补混凝土的一般步骤是1）表面处理；2）浇粘结层或涂粘结剂；3）浇筑新混凝土；4）养护。表面处理是要清除老混凝土结合面上所有损坏的，松动的和附着骨料、砂浆及杂质杂物。然后浇筑新混凝土层。对于未设置钢筋连接件的新老混凝土，混凝土强度主要指的是抗拉强度。 

　　2.1.3粘结剂的选择和使用 

　　新老混凝土粘结界面是个薄弱层，提高新老混凝土层的粘结是保证结构修补成功的关键。 

　　2.2新老混凝土植筋抗拔研究 

　　2.2.1 植筋工艺 

　　设置锚固钢筋又称植筋，是在原有混凝土构件上用**工具钻孔，然后在孔中关注结构胶并把钢筋植入已有结构物中，带粘结材料固化后，通过粘结锚固使钢筋能作为构造或受力筋使用的一种钢筋锚固技术[4]。植筋的的主要步骤为1）定位；2）钻孔；3）清孔；4）把即将植筋的接触面凿粗糙；5）结构胶；6）植筋。 

　　2.2.2 粘结机理 

　　钢筋和混凝土之间的粘结力由三部分组成： 

　　1）混凝土中的水泥交替在钢筋表面产生的化学粘着力和吸附力，其抗剪值取决于水泥的性质和钢筋表面的粗糙程度，当钢筋受力后有较大变形、发生局部滑移后，粘着力就丧失了。 

　　2）周围混凝土对钢筋的摩阻力，当混凝土的粘着力破坏后发挥作用。他取决于混凝土发生收缩或者荷载和反力等对钢筋的径向压应力，以及二者间的摩擦系数。 

　　3）钢筋表面粗糙不平，或变形钢筋凸肋和混凝土之间的机械咬合作用，即混凝土对钢筋表面斜向压力的纵向分力。其值受混凝土的抗剪强度控制。 

　　影响植入钢筋的主要因素如下： 

　　2.2.3植筋破坏形式 

　　研究表明[5]，不同植入深度的钢筋，在拉拔试验中表现为不同的破坏形式主要有1）混凝土锥面破坏；2）钢筋拔出破坏；3）钢筋颈缩后断裂 

　　3 植筋的影响因素 

　　植筋的粘结性能相对于普通钢筋混凝土中的钢筋与混凝土的粘结要复杂得多，影响其粘结性能的因素很多。如老混凝土的强度、粘结剂的性能、钻孔清孔情况、锚固长度、孔径、环境温湿度、老混凝土受约束情况等。 

　　3.1混凝土强度 

　　试验表明，在其他条件相同的情况下，平均粘结强度随混凝土强度提高而提高。主要是因为随着混凝土强度提高，混凝土和植筋胶之间的化学吸附力及机械咬合力提高，使得胶体与混凝土间的粘结力增大；同时，由于混凝土强度提高，其抗拉强度随之增大，延迟了混凝土内部裂缝的产生，限制了裂缝的发展，从而提高了粘结强度。 

　　3.2植筋深度 

　　随着植筋深度的增加，粘结强度也随之增大，粘结应力的分布也趋于均匀，荷载也相应增大。但平均粘结应力随着深度的增加而降低。 

　　3.3植筋胶液的性能 

　　由于植筋胶生产厂家较多，性能不一，不同的植筋胶试验结果不同，因此，植筋胶的性能（包括抗压、抗剪、抗拉等）对粘结强度有较大的影响。 

　　3.4施工温度 

　　植筋的施工温度直接影响植筋胶的固化时间。一般情况下，植筋所用植筋胶的固化时间随温度的升高而缩短；植筋的环境湿度直接影响胶液的固化时间和力学性能的发挥，故应确保环境温度不致过高。 

　　4、有待进一步研究的问题 

　　4.1应进行大量的试验工作以便得到较好的界面粘结剂及修补材料； 

　　4.2进行微观试验分析以进一步揭示新老混凝土粘结机理； 

　　4.3对新老混凝土粘结区的初应力进行分析和研究。 

　　5 结论 

　　以上论述了，影响新老混凝土粘结性能和植筋系统的影响因素，在新老混凝土结合面设置钢筋连接件不仅可以提高粘结强度而且可以改变结构的破坏形式，使结构破坏具有延性，具有十分重要的工程意义。

混凝土本身的强度及组成、混凝土浇筑位置及浇注质量、钢筋的外形特征、保护层厚度和钢筋的净距、横向配筋和横向压应力、加载方式等都是影响钢筋混凝土工作性能的因素，而植筋的工作性能比一般的钢筋混凝土工作性能更为复杂，因此影响植筋工作性能的因素很多，但归结起来，主要有以下五?龇矫娴挠跋煲蛩兀？（1）植筋粘结剂的影响 

　　目前市场上供应的植筋粘结剂种类、型号较多目_性能各异，其按化学组成分为：**型和无机型；按组合方式分为：单组分及双组分植筋粘结剂，包括粘结剂与固化剂混合物或单独的复合粘结剂；按施工使用方式分为：管装式、机械注入式和现场配制灌注式。目前国内市场上几种常用植筋粘结剂的基本情况、化学性能、力学性能及植筋粘结剂和混凝土、钢材弹性模量的比较详见表1.1一表1.4 

　　在实际施工应用中，选择一种安全可靠，质量稳定，性能较好的粘结剂是确保工程质量的一项重要措施。本论文试验采用快硬水泥为基料的粘结剂，因其与混凝土结构材料性能一致，故可在不影响正常生产运营的情况下较快达到预期强度，延长结构的使用寿命，施工设备简单，施工快捷方便。 

　　（2）混凝土基材的影响 

　　在其他条件相同的情况下，植筋拉拔力随混凝土强度的提高而提高，一是因为随着混凝土强度的提高，植筋粘结剂与混凝土粘结力增大；二是因为混凝土强度提高将会提高植筋粘结剂与混凝土之间的啮合作用，从而提高粘结强度。 

　　混凝土基材应坚实，且具有较大的体量，能承担对被连接件的拉拔力和全部附加荷载的要求，目_基材混凝土强度等级不应低十 C20。存在严重缺陷和混凝土强度等级较低的基材，承载力较低，目_很不可靠，所以风化混凝土、严重裂损混凝土、不密实混 在植筋边距较小的情况下，植筋周围混凝土会发生劈裂破坏。 

　　（3）植筋施工质量的影响 

　　植筋施工质量控制主要有以下几点： 

　　①定位：植筋定位要准确，应按图纸设计要求准确布置，保证植筋钢筋与设计受力情况一致。 

　　②钻孔：植筋成孔采用冲击电钻钻孔，钻孔时要避免打断原结构钢筋，成孔后的孔壁应完好，无裂缝或其它质量缺陷，以避免影响构件的强度。其质量控制关键是钻孔直径及钻孔深度。 

　　③清孔：钻孔后立即清理，用刷子擦扫孔壁灰粉，然后用干净物体临时封堵孔口，以防尘土、砂粒等杂物落入，影响植筋钢筋与粘结剂的粘结力。 

　　④植筋表面处理：采用机械方法或钢丝刷擦除植筋部分表面铁锈和氧化层，然后用（化学试剂）除去残留油污，经处理的钢筋应尽快植入孔内，避免二次污染，以增加钢筋与植筋粘结剂的粘结力。 

　　⑤注入粘结剂：将配好的粘结剂，用**注料筒从孔底注料，应注满孔体积的二分之二。 

　　⑥插筋：注料后，应立即将除锈后的钢筋植入孔内，孔口应有少量粘结料溢出以压平孔口。 

　　⑦养护固化：已植入孔内的钢筋在常温下养护，直至达到使用的粘结剂固结的规定 

　　时间，在固结时间内不得扰动，以保证植筋粘结力。 

　　⑧现场拉拔试验：植筋后，应在现场随机抽样，进行非破损性拉拔试验，以检验植筋质量是否达到设计要求。抽样数量按植筋总数的0.1%计算，且不少于3根。 

　　（4）植筋深度及植筋的间距和边距的影响 

　　在相同条件的拉拔试验中，不同的植筋深度，不同类型的钢筋会产生不同的破坏形态，具有不同的拉拔力。当植筋深度达到或过一定植筋深度时，植筋钢筋屈服的同时，周围混凝土也发生破坏，有明显的预兆，即合理的植筋深度。 

　　当植筋钢筋间距较小时，在靠近混凝土表面发生锥体破坏的部分，其锥体面会重合 

　　如图1.1所示。 

　　（5）植筋试件所处使用环境的影响 

　　植筋试件的使用环境对植筋的粘结质量也有一定影响。过高的温度、过大的振动和腐蚀介质都会对粘结质量有不同程度的影响。其次，植筋承受的荷载形式对粘结强度也会产生一定的影响，如静载或动载作用时，植筋的工作性能亦有区别。凝土、结构抹灰层、装饰层等，均不得作为植筋基材；否则，应对混凝土基材施行加固处理后才可作为植筋基材。