一种表面修复薄层提高混凝土抗冲击强度的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于混凝±结构加固技术领域。具体设及一种高强度、高稳定性、工序简便 快速、可机械化操作的混凝±结构加固技术方法。相比于常规的混凝±结构加固技术方法， 此方法高效、高强、高稳定性的优点满足混凝±结构加固市场化的要求，具有广阔的应用前 景。
【背景技术】
[0002] 目前关于混凝±结构加固的技术和相关规范很多，加固工程也比较广泛。其中加 固的方法大致包括；1)增大截面加固法；2)置换混凝±法；3)外加预应力加固法；4)粘贴 纤维复合材加固法；5)粘贴钢板加固法；6)增设支点加固法。
[0003] 上述的加固方法虽然能够满足混凝±结构结构性能和抗冲击性能的指标，但从工 艺和耐久性方面考虑，还存在W下问题，具体如下：
[0004] 1)容易剥离破坏：粘贴物的端部容易翅开或是粘结胶性能不稳定，在严酷环境下 整体性能变差，容易引起粘贴物的剥离破坏；
[0005] 2)加固材料成本高；纤维布、纤维板和钢板的成本均高于短纤维的价格；
[0006] 如施工工艺复杂；粘贴纤维复合材加固法和粘贴钢板加固法中，纤维复合材和钢 板的剪裁制作都比较复杂，结构死角难处理；增大截面加固法、外加预应力加固法和增设支 点加固法的施工步骤繁琐，施工操作水平要求较高，加固质量均较难得到保证；
[0007] 4)混凝±结构适用性降低：由于表面粘贴纤维布或钢板，W及增大截面和增设支 点，均不同程度的改变了结构物的外表，加固表观效果较差，使结构适用性降低。
【发明内容】
[000引本发明的目的是解决上述现有的技术问题，创造的应用简单实用的混凝±结构修 复加固方法，其特征如下：
[0009] 1.应用表面修复薄层提高混凝±抗冲击强度的方法，其特征在于：
[0010] 各组分的品质指标要求如下：
[0011] 纤维；聚丙締膳短纤维，纤维长度在6?25mm，直径为0. 010?0. 025mm ;体积为 胶粘剂体积的10 %?30% ;
[0012] 胶粘剂：利用酪醒胺固化剂和纳米娃酸巧粉改性环氧树脂制备出的胶粘剂；
[001引环氧树脂；型号E-51;
[0014] 稀释剂巧酬；渗加量为E51质量的15% ;
[0015] 酪醒胺固化剂：密度0. 9?1. Ig/cm3,粘度5000mPa. S，总胺值为450+20 KOH mg/ g;渗加量为E51质量的30% ;
[0016] 填料；细砂，0. 16?1.00mm连续级配，细度模数为1.6,渗量为E51质量的25% ; 纳米娃酸巧粉，细度3000目，渗加量为E51质量的15% ;橡胶粉为废旧汽车轮胎研磨的了 基橡胶颗粒，细度50目，其中丙締膳质量含量为33%，渗加量为E51质量的5% ;
[0017] 加固施工工艺如下：
[0018] 混凝±结构表面处理；将混凝±结构表面打磨去掉松动颗粒，并除去浮尘；
[0019] 胶粘剂配制；首先将丙酬放入E51中揽拌稀释，再将纳米碳酸巧、细砂和橡胶粉放 入，最后放入酪醒胺固化剂，并揽拌液体不少于2min至液体均匀，胶粘剂配制完成；
[0020] 第一层胶粘剂；用毛刷均匀涂刷混凝±表面的胶粘剂为1 ±0. 3mm厚；
[0021] 纤维层铺设；在第一层胶的表面均匀铺满短纤维，并将表面磅礙平整；
[0022] 第二层胶粘剂：在纤维层表面喷洒胶粘剂，使双层胶粘剂和纤维层的总厚为 3 + 0. 5mm，后磅礙平整表面，使胶粘剂均匀分布；
[0023] 将经过表面修复的混凝±采取防水措施，在室外环境下养护化W上后用打磨机 将表面处理平整，从而得到表面修复的混凝±结构。
[0024] 本发明很好的丰富了现有的加固方法，从材料的制备和施工工艺上进行了创新， 主要优点如下：
[0025] 1)加固效果稳定；通过改性的环氧树脂胶粘剂和混凝±的相容性比较好，流动性 强，避免了死角处理困难等问题。经过多层涂抹，胶粘剂渗入到混凝±里面，能够和混凝± 本身有很好的粘结，而且短纤维是存在胶粘剂的内部，结构加固密实、耐久性能优良，消除 了加固材料剥离破坏的可能性，加固效果稳定；
[0026] 2)材料成本降低；此技术由短纤维替代了纤维布和钢板等加固材料，细砂、橡胶 粉和纳米碳酸巧等填料的添加还降低了胶粘剂的成本，且操作方法简化，施工和材料成本 大大的降低；
[0027] 3)施工工艺简单且混凝±的抗冲击性能提高；工艺工序简便，易操作，只经过多 层涂抹胶和铺纤维即可，可W机械化施工；纤维能够均匀的铺满混凝±表面，且粘结胶经过 多次磅礙，能够渗透进混凝±结构内部，且能充分和纤维融合，整体性能、稳定性能和加固 质量能够保证，抗冲击性能很大程度提高；
[002引 4)表观效果好；此加固材料为透明材料，对原有结构表观审美效果的破坏可忽略 不计，结构适用性不变；
[0029] 通过上述材料制备和施工工艺方法的革新，可W发明出新型的混凝上结构修复加 固工艺。工艺简便，易操作，且提高混凝±结构的抗冲击性能好，高效、高强、高稳定性的优 点满足结构加固市场化的要求，拥有较好的应用前景。
【具体实施方式】
[0030] 实施例子中原材料组成分别如下：
[0031] 混凝±选用C30商品混凝± ;为达到良好的加固效果，使粘结胶和纤维能够有效 的粘结一起，胶粘剂选用E-51环氧树脂、酪醒胺固化剂、丙酬稀释剂、纳米娃酸巧粉、橡胶 粉、细砂和聚丙締膳短纤维。其中，E-51环氧树脂，23°C时粘度2500mPa. S ;酪醒胺固化 剂，型号T-5,河南天择实业有限公司，外观栋红色透明液体，密度0. 9?1. Ig/cm3,粘度 5000mPa. S，总胺值为450+20 KOH mg/g ;聚丙締膳短纤维的直径选用了 0. 010mm、0. 015mm 和0. 025mm，纤维长度选用了 6mm、15mm和25mm，纤维的体积渗量为胶粘剂体积的10 %、20 % 和30% ;细砂，0. 16?1. 00mm连续级配，细度模数为1. 6 ;纳米娃酸巧粉，细度3000目，碳 酸巧含量99 %，密度2. 7g/cm3;橡胶粉，废旧汽车轮胎研磨的了基橡胶颗粒，细度50目，丙 締膳含量33%，密度Ig/cm3;结构胶的配比为E-51 ;稀释剂：固化剂；纳米娃酸巧粉：橡胶 粉；细砂=1. 00:0. 15:0. 30:0. 15:0. 05:0. 25,胶粘剂的力学性能；抗拉强度为41MPa，受拉 弹性模量为2620MPa，抗压强度为75MPa，与混凝±的正拉粘结强度为2.6MPa(混凝±内聚 破坏）。
[0032] 试验采用落键式冲击试验：
[0033] 试验分为=组：组1为纤维体积渗量为10 %;组2为纤维体积渗量为20 %;组3为 纤维体积渗量为30%。
[0034] 试模选用金属制圆柱体模，尺寸为〇150mm±lmm，高35mm±0. 5mm ;参照《普通 混凝±力学性能试验方法》（GB/T 50081-2002)制作C30混凝±试块，混凝±试块标准条 件下养护28d后，将表面打磨除去松动颗粒和浮尘；将第一层胶均匀涂抹到清理干净的混 凝±表面，同时将纤维均匀铺满到混凝±表面，并用圆柱磅礙平整，第一层胶完全干之后， 再将环氧树脂喷洒到混凝±表面，并用圆柱磅礙使试件表面平整，在常温室外环境下养 护化后，用打磨机将试件表面打磨平整；试验过程参照《环氧树脂砂浆技术规程》值L/T 5193-2004)执行。
[0035] 实施例的测试结果如表1?3所示。
[0036] 表1组1混凝±抗冲击试验测试结果
[0037]
【主权项】
1.应用表面修复薄层提高混凝±抗冲击强度的方法，其特征在于： 各组分的品质指标要求如下： 纤维；聚丙締膳短纤维，纤维长度在6?25mm，直径为0. 010?0. 025mm ;体积为胶粘 剂体积的10 %?30% ; 胶粘剂：利用酪醒胺固化剂和纳米娃酸巧粉改性环氧树脂制备出的胶粘剂； 环氧树脂；型号E-51; 稀释剂；丙酬；渗加量为E51质量的15% ; 酪醒胺固化剂：密度0. 9?1. Ig/cm3,粘度5000mPa 'S，总胺值为450+20K0H mg/g ;渗 加量为E51质量的30% ; 填料；细砂，0. 16?1. 00mm连续级配，细度模数为1. 6,渗量为E51质量的25% ;纳米 娃酸巧粉，细度3000目，渗加量为E51质量的15% ;橡胶粉为废旧汽车轮胎研磨的了基橡 胶颗粒，细度50目，其中丙締膳质量含量为33%，渗加量为E51质量的5% ; 加固施工工艺如下： 混凝±结构表面处理；将混凝±结构表面打磨去掉松动颗粒，并除去浮尘； 胶粘剂配制；首先将丙酬放入E51中揽拌稀释，再将纳米碳酸巧、细砂和橡胶粉放入， 最后放入酪醒胺固化剂，并揽拌液体不少于2min至液体均匀，胶粘剂配制完成； 第一层胶粘剂；用毛刷均匀涂刷混凝±表面的胶粘剂为1 + 0. 3mm厚； 纤维层铺设；在第一层胶的表面均匀铺满短纤维，并将表面磅礙平整； 第二层胶粘剂：在纤维层表面喷洒胶粘剂，使双层胶粘剂和纤维层的总厚为 3 + 0. 5mm，后磅礙平整表面，使胶粘剂均匀分布； 将经过表面修复的混凝±采取防水措施，在室外环境下养护化W上后用打磨机将表 面处理平整，从而得到表面修复的混凝上结构。
【专利摘要】一种表面修复薄层提高混凝土抗冲击强度的方法属于混凝土结构加固技术领域。本发明利用聚丙烯腈短纤维和改性环氧树脂胶粘剂，通过多层涂抹胶粘剂并铺设短纤维等工序修复混凝土结构表面，以达到增强混凝土结构的抗冲击强度的效果。该工艺工序简便，易操作，混凝土结构的抗冲击性能明显提高，加固效果优良，稳定性好，拥有较好的应用前景。
【IPC分类】C04B41-50, C04B41-52, E04G23-02
【公开号】CN104533104
【申请号】CN201410740980
【发明人】李悦, 刘雄飞, 白伟亮, 吴淼可, 李虹
【申请人】北京工业大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月7日