本发明属于电杆加固技术领域，尤其涉及一种基于纤维网格增强uhpc的电杆加固方法。
背景技术：
近年来，随着我国城镇化和城市群的快速发展，电杆的使用场景日益增多。随着电杆的使用时间变长，易出现老化或严重破损，危及电力供给和居民的日常生活，电杆的修复和加固日趋重要。随着城镇化的发展，电杆周围的街道、房屋不断翻修，电杆长期受到偶然荷载的作用，如震动、撞击等，同时电杆长期受到雨水的侵蚀，出现了壁面破损、混凝土保护层脱落、内部钢筋锈蚀与开裂变形等严重问题。一旦电杆遭到破坏，会大范围内影响电力的正常使用，更会影响到周围居民、牲畜的安全。
目前电杆的修复主要采用粘贴纤维布的加固方法。但是，由于电杆常年处于室外环境，易受雨水、阳光及昼夜温差的影响，使得所粘贴的纤维布很容易脱落，导致加固完全失效。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种基于纤维网格增强uhpc的电杆加固方法，以提升修复后电杆的受力性能。
本发明采用以下技术方案：一种基于纤维网格增强uhpc的电杆加固方法，包括以下步骤：
采用纤维网格增强uhpc对电杆破损部进行填补；
在填补后的电杆壁上破损部对应区域涂刷界面剂；
在界面剂上涂抹纤维网格增强uhpc层，厚度为2～7mm，并在纤维网格增强uhpc层上贴纤维网格层；
重复在纤维网格层外部涂抹下一层纤维网格增强uhpc层，并在下一层纤维网格增强uhpc层上贴下一层纤维网格层，直至纤维网格增强uhpc层的数量达到预定层数；其中，由内侧第二层纤维网格增强uhpc层至最外侧的纤维网格增强uhpc层的纤维网格增强uhpc层的厚度依次变大，且最外层的纤维网格增强uhpc层的厚度为4～6mm。
进一步地，纤维网格层为碳纤维网格层、芳纶纤维网格层、耐碱玻璃纤维网格层、玄武岩纤维网格层、聚乙烯醇纤维网格层、聚酰胺纤维网格层中的至少一种，纤维网格层采用双向编织、混杂编织或网格混杂粘贴制得。
进一步地，涂抹纤维网格增强uhpc层时，对电杆壁的破损部进行全周长涂抹。
进一步地，当纤维网格增强uhpc层的数量达到预定层数后，依次进行防水处理和防腐蚀处理。
进一步地，预定层数为3～6层。
进一步地，纤维网格增强uhpc层在电杆长度方向上的边缘与破损部在电杆长度方向上的边缘之间的距离大于等于30cm。
进一步地，纤维网格层沿电杆周长方向形成闭环，且搭接长度大于等于30cm。
进一步地，纤维网格增强uhpc由水泥、硅灰、矿粉、聚合物、纳米改性高模量聚乙烯粗纤维、细砂、水和减水剂组成；
水泥占纤维网格增强uhpc总质量的22～29％；
硅灰占水泥总质量的15～18％；
矿粉占水泥总质量的22～63％；
聚合物占纤维网格增强uhpc总质量的1.5～2.0％；
纳米改性高模量聚乙烯粗纤维长度7～16mm，直径0.10～0.18mm，弹性模量101～150gpa，拉伸强度为2480～2940mpa，体积掺量为0.7～2.5％；
细砂占纤维网格增强uhpc总质量的40～50％；
减水剂占水泥总质量的1.7～2.0％；
余量为水。
进一步地，纤维网格增强uhpc由水泥、硅灰、矿粉、聚合物、纳米改性高模量聚乙烯粗纤维、纳米改性高模量聚乙烯醇粗纤维、细砂、水和减水剂组成；
水泥占纤维网格增强uhpc总质量的22～29％；
硅灰占水泥总质量的15～18％；
矿粉占水泥总质量的22～63％；
聚合物占纤维网格增强uhpc总质量的1.5～2.0％；
纳米改性高模量聚乙烯粗纤维长度7～16mm，直径0.10～0.18mm，弹性模量101～150gpa，拉伸强度为2480～2940mpa，体积掺量为0.7～2.5％；
纳米改性高模量聚乙烯醇粗纤维的长度7～20mm，直径0.10～0.28mm，弹性模量54～60gpa，拉伸强度为1450～1960mpa，体积掺量为0.7～1.5％。
细砂占纤维网格增强uhpc总质量的40～50％；
减水剂占水泥总质量的1.7～2.0％；
余量为水。
进一步地，聚合物为水溶性环氧树脂。
本发明的有益效果是：本发明在电杆破损部填补纤维网格增强uhpc后可以增加电杆的抗压承载力、抗弯承载力和抗剪承载力，在经过外部纤维网格增强uhpc层和纤维网格层可以进一步增加电杆的抗压强度，增加电杆的耐久度。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明公开了种基于纤维网格增强uhpc的电杆加固方法，属于纤维网格增强水泥基复合材料加固技术领域，主要用于电杆的快速修复和加固。
采用纤维网格增强超高性能混凝土(uhpc)加固电杆具有显著优势。纤维网格具有耐腐蚀、轻质高强、高耐久性以及加固施工方便等显著优势，而且强度是普通钢筋的5～10倍。uhpc渗入纤维网格的纤维丝之间，且uhpc嵌入纤维网格的孔中，形成了受力整体，可在多个方向共同承担荷载作用。uhpc的厚度是10～15mm，对原结构尺寸几乎无影响。纤维网格加固兼顾耐久性修复和力学性能增强的双重作用，在改善抗渗抗腐蚀、提高耐久性的同时，显著提高了电杆的受力性能。
具体的，本发明的一种基于纤维网格增强uhpc的电杆加固方法，包括以下步骤：采用纤维网格增强uhpc对电杆破损部进行填补；在填补后的电杆壁上破损部对应区域涂刷界面剂；在界面剂上涂抹纤维网格增强uhpc层，厚度为2～7mm，并在纤维网格增强uhpc层上贴纤维网格层；重复在纤维网格层外部涂抹下一层纤维网格增强uhpc层，并在下一层纤维网格增强uhpc层上贴下一层纤维网格层，直至纤维网格增强uhpc层的数量达到预定层数；其中，由内侧第二层纤维网格增强uhpc层至最外侧的纤维网格增强uhpc层的纤维网格增强uhpc层的厚度依次变大，且最外层的纤维网格增强uhpc层的厚度为4～6mm。
对电杆表面裂缝用uhpc进行填充、封堵等修复预处理等，对电杆壁进行表面清洁、涂界面剂预处理等；对于有局部破坏，结构良好的，采用uhpc进行填补；对于严重受损的电杆，用uhpc填充空洞，然后用纤维网格增强uhpc对电杆壁进行结构全周长加固、防水处理和防腐蚀处理；对于结构破坏严重的电杆，采用3～6层纤维网格uhpc进行加固修复。
本发明在电杆破损部填补纤维网格增强uhpc后可以增加电杆的抗压承载力、抗弯承载力和抗剪承载力，在经过外部纤维网格增强uhpc层和纤维网格层可以进一步增加电杆的抗压强度，增加电杆的耐久度。
具体的，界面剂可以根据实际需要涂刷一到两道。从内测第二层纤维网格增强uhpc层其，该层的厚度可以选择为2～3mm。
在本发明实施例中，纤维网格层为碳纤维网格层、芳纶纤维网格层、耐碱玻璃纤维网格层、玄武岩纤维网格层、聚乙烯醇纤维网格层、聚酰胺纤维网格层中的至少一种，纤维网格层采用双向编织、混杂编织或网格混杂粘贴制得。
在本发明的一个实施例中，涂抹纤维网格增强uhpc层时，对电杆壁的破损部进行全周长涂抹，可以增加加固部分与原电杆部分的整体性。
在本发明的实施例中，当纤维网格增强uhpc层的数量达到预定层数后，依次进行防水处理和防腐蚀处理，进而进一步增强加固后的电杆强度和防水防腐蚀程度。
在本发明实施例中，预定层数为3～6层，可以根据实际需要具体选择。为了增加修复后电杆的整体性，纤维网格增强uhpc层在电杆长度方向上的边缘与破损部在电杆长度方向上的边缘之间的距离大于等于30cm，并且纤维网格层沿电杆周长方向形成闭环，且搭接长度大于等于30cm。
在本发明的一个实施例中，纤维网格增强uhpc由水泥、硅灰、矿粉、聚合物、纳米改性高模量聚乙烯粗纤维、细砂、水和减水剂组成；水泥占纤维网格增强uhpc总质量的22～29％；硅灰占水泥总质量的15～18％；矿粉占水泥总质量的22～63％；聚合物占纤维网格增强uhpc总质量的1.5～2.0％；纳米改性高模量聚乙烯粗纤维长度7～16mm，直径0.10～0.18mm，弹性模量101～150gpa，拉伸强度为2480～2940mpa，体积掺量为0.7～2.5％；细砂占纤维网格增强uhpc总质量的40～50％；减水剂占水泥总质量的1.7～2.0％，具体使用聚羧酸减水剂。
水泥选自高贝利特硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥，水泥占uhpc总质量的11～17％；对于一般工程采用硅酸盐水泥，水泥占uhpc总质量的5～10％；更为优选的，水泥进一步选自bs-hfr42.5、bs-hfr52.5、p·ⅱ42.5和p·ⅱ52.5。
具体的，纳米改性高模量聚乙烯粗纤维中还可以混杂有聚乙烯醇粗纤维；高模量聚乙烯醇粗纤维的长度7～20mm，直径0.10～0.28mm，弹性模量54～60gpa，拉伸强度为1450～1960mpa，体积掺量为0.7～1.5％。使用纳米改性高模量聚乙烯粗纤维代替钢纤维制备的超高性能混凝土具有良好的力学性能和耐久性。uhpc中掺入体积率为0.5～1.2％的纳米改性高模量聚乙烯粗纤维时，其断裂能是钢纤维体积掺率1.2％时的1.51倍，成本仅是钢纤维的61％。纳米改性纤维表面，增加纤维与超高性能混凝土界面粘结性能，改性后界面粘结强度比改性前提高57％。
体积掺量为1.0％的纳米改性高模量聚乙烯粗纤维与体积掺量为1.0％聚乙烯醇粗纤维混掺时，比单掺体积掺量为2.5％的纳米改性高模量聚乙烯粗纤维，uhpc断裂能和抗折强度分别提高150％和110％；比单掺体积掺量为2.6％的聚乙烯醇粗纤维，uhpc断裂能和抗折强度分别提高170％和98％，混杂效应明显。
细砂选为水洗河砂或石英砂，粒径为10～80目，水灰比0.17～0.18。
进一步地，聚合物为水溶性环氧树脂。使用水溶性环氧树脂可以改善纳米改性高模量聚乙烯粗纤维与超高性能混凝土界面粘结性能和增加超高性能混凝土变形能力，使得uhpc具有良好的力学性能和韧性。uhpc中掺入水溶性环氧树脂的用量为总质量的1.5～2.0％时，其断裂能是未掺时的1.39倍，抗拉强度是未掺时的1.24倍。
更为具体的，所选用的纳米材料为纳米二氧化硅(sio2)，粒径5～20nm，比表面积150～450m2/g，纳米改性纤维的分散性和界面粘结强度，并提高抗拉强度、弹性模量等力学性能。采用上述的纤维网格增强uhpc，经过试验测得其28d抗压强度150～200mpa。
另外，上述加固材料和工艺可以用来加固渡槽、污水处理池、化工厂厂房、海洋构筑物、海洋采油平台等腐蚀性环境中的构筑物、建筑物；与加固电杆的区别是，需要对既有结构表面进行打毛处理，增加加固层与既有层粘结性能。
本发明相修复生锈的钢筋，填补原有裂缝，使电杆壁的抗裂承载力、极限承载力分别提高26％和49％，电杆壁的初裂缝变形能力、极限变形能力分别提高35％和74％。修复加固钢筋混凝土壁，使抗压承载力提高29～32％，抗弯承载力提高44～91％，抗剪承载力提高21～69％。修复加固钢筋混凝土壁，使其在潮湿环境下的耐腐蚀寿命提高26～38年。uhpc与原混凝土的剪切粘结强度为2.4～5.8mpa。uhpc的24h抗压强度为31～60mpa，抗折强度5.2～7.4mpa。uhpc的28d抗压强度150～200mpa，抗折强度11.4～16.2mpa，抗弯韧性f0.5为3.9～4.9mpa，f1.0为1.5～3.1mpa，t20为16.6～29.1焦耳。uhpc的极限拉伸应变是普通混凝土的3.9～4.1倍，断裂能提高2.9～4.3倍。使用纳米改性高模量聚乙烯粗纤维代替钢纤维制备的超高性能混凝土具有良好的力学性能和耐久性。uhpc中掺入体积率为0.5～1.2％的纳米改性高模量聚乙烯粗纤维时，其断裂能是钢纤维体积掺率1.2％时的1.51倍，成本仅是钢纤维61％。纳米改性纤维表面，增加纤维与超高性能混凝土界面粘结性能，改性后界面粘结强度比改性前提高57％。纳米改性高模量聚乙烯粗纤维体积掺量为1.0％与聚乙烯醇粗纤维体积掺量为1.0％混掺时，比单掺纳米改性高模量聚乙烯粗纤维体积掺量为2.5％时，uhpc断裂能和抗折强度分别提高150％和110％，比单掺粗的聚乙烯醇纤维2.6％，uhpc断裂能和抗折强度分别提高170％和98％，混杂效应明显。uhpc中掺入水溶性环氧树脂的用量为总质量的1.5～2.0％时，其断裂能是未掺时的1.39倍，抗拉强度是未掺时的1.24倍。上述加固材料和工艺可以用来加固渡槽、污水处理池、化工厂厂房、海洋构筑物、海洋采油平台等腐蚀性环境中的构筑物、建筑物；与加固电杆的区别是，需要对既有结构表面进行打毛处理，增加加固层与既有层粘结性能。
实施例1：
原电杆壁局部裂缝0.5～2cm。采用纤维网格增强uhpc进行加固。uhpc原材料为：硅酸盐水泥、硅灰、矿粉、聚合物、纳米改性高模量聚乙烯粗纤维、细砂、水、减水剂。p·ⅱ52.5水泥占uhpc总质量的27％；纳米改性高模量聚乙烯粗纤维长度12mm，直径0.18mm，强度1700mpa，体积掺量2.0％；水灰比0.18；硅灰用量占所用水泥的18％；矿粉用量占所用水泥的64％；砂占uhpc总质量的42％，砂为石英砂，粒径为10目；聚羧酸减水剂占水泥用量的1.7％。
加固过程为：用该uhpc填补裂缝，然后在裂缝长度范围内，对电杆壁上抹7mm的uhpc，粘贴双向玄武岩纤维网格一层，玄武岩纤维孔距为5mm，经纬2个方向的纤维网格每一延米拉力均为72kn；抹2mm的uhpc，再粘贴玄武岩纤维网格一层(网格尺寸和性能同第一层)，然后抹3mm的uhpc；再粘贴双向玄武岩纤维网格一层(网格尺寸和性能同第一、二层)，然后抹6mm的uhpc。
实施例2：
原电杆出现保护层开裂，钢筋腐蚀，混凝土裂缝2～3cm、局部混凝土保护层脱落。采用耐碱玻璃纤维网格增强uhpc进行加固。uhpc的原材料为：硅酸盐水泥、硅灰、矿粉、聚合物、纳米改性高模量聚乙烯粗纤维、细砂、水、减水剂。高贝利特硫铝酸盐水泥占uhpc总质量的25％；硅灰占水泥用量的18％；矿粉占水泥用量的63％；聚合物选用水溶性环氧树脂，用量为总质量的1.5％；纳米改性高模量聚乙烯粗纤维长度10mm，直径0.15mm，弹性模量135gpa，拉伸强度为2480mpa，体积掺量为2.0％；细砂占uhpc总质量的45.8％，砂为石英砂，粒径为60目；水灰比0.17；聚羧酸减水剂占水泥用量的1.8％。
加固过程为：首先用除锈剂对生锈钢筋进行处理，再用uhpc修补电杆壁上的裂缝，然后在裂缝长度范围内全周长抹6mm厚的uhpc，粘贴双向耐碱玻璃纤维网格一层，耐碱玻璃纤维孔距为7mm，经纬2个方向的纤维网格每一延米拉力均为112kn；再抹3mm厚的uhpc，并粘贴耐碱玻璃纤维网格一层(网格尺寸和性能同第一层)；然后抹4mm厚的uhpc，再粘贴双向玄武岩纤维网格一层，网格孔距5mm，经纬2个方向的纤维网格每一延米拉力均为72kn，然后抹5mm厚的uhpc；再粘贴双向碳纤维纤维网格一层，网格孔距5mm，经纬2个方向的纤维网格每一延米拉力均为172kn，然后抹6mm厚的uhpc。
电杆加固后，经过测试，电杆抗剪承载力提高71％，抗弯承载力提高87％，抗冲击性能提高187.1％，抗震延性系数提高52％。
实施例3：
原污水处理池出现保护层开裂，钢筋腐蚀，混凝土裂缝1～2cm、局部混凝土保护层脱落。采用耐碱玻璃纤维网格增强uhpc进行加固。uhpc的原材料为：硅酸盐水泥、硅灰、矿粉、聚合物、纳米改性高模量聚乙烯粗纤维、细砂、水、减水剂。p·ⅱ52.5水泥占uhpc总质量的27％；硅灰占水泥用量的18％；矿粉占水泥用量的35％；聚合物选用水溶性环氧树脂，用量为总质量的1.6％；纳米改性高模量聚乙烯粗纤维长度7mm，直径0.15mm，弹性模量150gpa，拉伸强度为2540mpa，体积掺量为2.0％；细砂占uhpc总质量的45.8％，砂为石英砂，粒径为40目；水灰比0.17；聚羧酸减水剂占水泥用量的1.8％。
加固过程为：首先池壁表面进行打毛处理，然后用除锈剂对生锈钢筋进行处理，再用uhpc修补池壁上的裂缝，然后在裂缝长度范围内抹6mm厚的uhpc，粘贴双向耐碱玻璃纤维网格一层，耐碱玻璃纤维孔距为7mm，经纬2个方向的纤维网格每一延米拉力均为112kn；再抹4mm厚的uhpc，并粘贴耐碱玻璃纤维网格一层(网格尺寸和性能同第一层)；然后抹6mm厚的uhpc。
污水池加固后，经过测试，池壁的抗压承载力提高81％，抗渗性能提高45％，抗腐蚀能力提高了56％，抗震延性系数提高62％。
实例4：
原海上平台上的一块双向板，长期处于碱环境中，在海浪拍打和船舶碰撞等荷载作用下，出现多处混凝土保护层剥落，多条1～2cm宽的裂缝，钢筋出现较严重的腐蚀，局部混凝土保护层剥落。采用碳纤维网络增强uhpc进行加固。uhpc的原材料为：硅酸盐水泥、硅灰、矿粉、聚合物、纳米改性高模量聚乙烯粗纤维、细砂、水、减水剂。p·ⅱ52.5水泥占uhpc总质量的25％；硅灰占水泥用量的18％；矿粉占水泥用量的63％；聚合物选用水溶性环氧树脂，用量为总质量的1.8％；纳米改性高模量聚乙烯粗纤维长度7mm，直径0.15mm，弹性模量150gpa，拉伸强度为2540mpa，体积掺量为2.0％；细砂占uhpc总质量的45.6％，砂为石英砂，粒径为80目；水灰比0.18；聚羧酸减水剂占水泥用量的1.9％。
加固过程为：首先对双向板下表面进行打毛处理，然后用除锈剂对生锈钢筋进行处理，再用uhpc填补板底的裂缝，并在裂缝长度范围内抹7mm厚的uhpc，粘贴双向一层碳纤维网格，碳纤维孔距为10mm，经纬2个方向的纤维网格每一延米拉力均为112kn；再抹4mm厚的uhpc，并粘贴一层双向碳纤维网格(网格尺寸和性能同第一层)；然后抹5mm厚的uhpc，并粘贴一层双向碳纤维网格，碳纤维孔距为10mm，经纬2个方向的纤维网格每一延米拉力均为172kn；最后再抹6mm厚的uhpc。
加固后，经过测试，双向板的抗弯承载力提高56％，抗腐蚀能力提高了65％，抗震延性系数提高52％。