剪力墻結構住宅樓加固實例研究

屈慶軍 唐山市中房建筑安裝工程有限公司

剪力墻結構住宅樓加固實例研究

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本文通過工程實例，介紹了粘貼碳纖維片材加固方法在剪力墻結構住宅樓加固中施工應用。

剪力墻；加固；碳纖維

1 概述

新建某小區15層住宅樓，剪力墻結構，建筑面積為16079.86m2, 建筑高度為45.9m,鋼筋砼筏板基礎，建筑結構安全等級為二級，丙類建筑，抗震設防烈度為八度。建筑工程等級為三級，合理使用年限為70年。建筑物填充墻采用加氣混凝土砌塊，M5混合砂漿砌筑。外窗采用斷橋鋁中空玻璃平開窗，屋面保溫為60厚擠塑聚苯板。

2 檢測情況

該小區某樓主體完工后，質量監督站采用回彈法對此樓主體砼剪力墻和梁進行抽檢，回彈法檢測混凝土抗壓強度報告出來后，發現低于設計強度等級C30的共12點，且全部為混凝土剪力墻構件，隨后市質量監督站決定對此12點主體剪力墻進行鉆芯取樣試驗，共取16個部位，每個部位取兩個試件，總計取鉆芯試件32個，試壓報告結果顯示，只有首層36/B部位鉆芯試件試壓結果為26.5Mpa, 同回彈結果一樣低于設計強度，于是對與36/B砼墻一起澆筑的同一罐砼的其它6個混凝土剪力墻進行鉆芯取樣，結果均低于設計強度。因此，須對此構件進行加固，以滿足功能的需要。

3 分析原因

該部位混凝土澆筑時間在冬季施工階段，前一罐車混凝土澆筑部位強度偏低， 而混凝土試塊是從后一罐車開始留置，第一罐車沒有相應試塊，標準養護試塊試壓報告結論為合格；在冬施階段，施工單位未在這些部位留置600度日同條件養護試塊。通過查驗開盤鑒定也沒有發現錯誤，標準養護試塊試壓報告又為合格，可排除混凝土質量問題，鉆芯試樣觀察混凝土內部比較密實，骨料較均勻，但觀感較差?？梢耘袛啻蟛糠衷蚴菢嫾B護出現問題且遭受部分凍害造成構件強度偏低。

4 加固方案

本工程剪力墻采用粘貼碳纖維片材加固方法。將抗拉強度極高的碳纖維用環氧樹脂預浸成為復合增強材料（單向持續纖維）；用環氧樹脂黏結劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補強的結構上，形成一個新的復合體，使增強粘貼材料與原有鋼筋混凝土共同受力增大結構的抗裂或抗剪能力，提高結構的強度、剛度、抗裂性和延長性。

5 加固材料及機具

符合國標GB50367-2006規定的碳纖維加固材料有: 1)碳纖維單向織物布復合材料,200克,250克,300克,以及碳纖維條形板；2)S玻璃布,(玄武巖布),單向織物(布)復合材,300克～450克；3)E玻璃纖維單向織物(布)300克～450克；4)改性環氧樹脂,用于粘貼纖維布。

碳素纖維加固材料是高強度碳纖維單向排列,用微量的樹脂浸滲后作為混凝土的修復補強材料，其抗拉強度大約是鋼筋的10倍，并且具有重量輕、高彈性、高強度、高耐久性等特性。目前經常使用的碳纖維加固材料有國產的上海同砼,深圳琥固珀,北京703,進口的有日本東麗,臺灣重億,美國赫氏Hexcel,新日本石油等。本工程采用碳纖維單向織物布復合材料，300克。主要施工機具有砂輪、割切機、角磨機、滾刷等，一般在2～4臺即可滿足工程要求。

6.1 工藝流程

施工準備→放設施工線 →基面處理→刷抹漆底膠 →刮膩子 →粘貼碳纖維布→表面養護→涂刷碳纖維專用膠。

6.2 施工過程

6.2.1 混凝土表面處理

將混凝土構件表面的殘缺、破損部分清除干凈，對經過剔鑿、清理和露筋的構件殘缺部分，進行修補、復原，對縫寬小于0.2mm的裂縫，用環氧樹脂進行表面涂刷彌縫；大于0.2mm的裂縫用環氧樹脂灌縫，將構件表面凸出部分（混凝土構件交接部位、模板的接槎等）打磨平整，修復后的構件表面只管即便平穩，洗濯打磨過的構件表面，并使其充實干燥，對缺陷部位涂刷底膠，將配好的底膠（粘結劑），用涂刷均勻于缺陷部位的砼表面。用環氧膩子對構件表面殘缺面的修補是十分重要的一步，膩子主劑、固化催進劑、固化劑按規定比例稱量準確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻，構件表面凹陷部位用環氧膩子填平，修復至表面平整。在殘缺修補中使用環氧膩子時，要在氣溫-5℃以上，相對于濕度小于85%的條件下施工。膩子涂刮后，表面仍存在的高低糙紋，應再用砂紙打磨平整。

6.2.2 涂刷底膠

將配好的底膠（粘結劑），用滾筒均勻涂刷于需要粘結的砼表面。

6.2.3 粘貼碳纖維

粘貼碳纖維材料之前，起首應確認粘貼表面干燥。氣溫在-10℃以上，相對于濕度RH＞85%時，如無有用措施不得施工。為防止碳纖維受損，在碳纖維材料運輸、儲存、裁切和粘貼過程當中。應用鋼直尺與壁紙刀按規定尺寸堵截碳纖維材料，每段長度一般以不超過6m為宜。為防止材料在保管過程當中損壞，材料的裁切數量應按當天的用量裁切為準。碳纖維縱向接頭必須搭接20cm以上。該部位應多涂樹脂，碳纖維橫向

6 加固施工

不需要搭接。粘貼樹脂的主劑、固化催促劑和固化劑應按規定的比例稱量準確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻。一次調和量應以在可使歷時間內用完為準。粘貼時，在碳纖維和樹脂之間只管即便不要有空氣?？捎昧_拉（專用工具）沿著纖維方向在碳纖維材料上滾壓多次，使樹脂滲浸入碳纖維中。

6.2.4 養護

粘貼碳纖維材料后，需自然養護1～2小時到達初期固化，應包管固化期間不受外界滋擾和碰撞。

7 效益分析

碳纖維加固，只要設計合理，與一般的粘貼鋼板法比較費用差不多少，但碳纖維加固法施工便捷、工效高，沒有濕作業，不需現場固定設施，施工占用場地少，在施工工期、施工條件方面有明顯的上風。碳纖維加固法加固效果好，高強高效，適用面廣，質量易保證，耐腐蝕及耐久性能極佳。接納碳纖維加固修補后，基本不增加原結構自重及原構件尺寸。碳纖維加固具有輕質、高強、抗腐蝕、耐老化、耐久性好、物理性能穩定等好些個長處。其抗拉強度是劃一截面鋼材的7～10倍。用碳纖維加固材料修復補強混凝土結構是近來發展而成的新型工法，與混凝土結構形成一體共同受力，利用碳纖維材料卓越的抗拉強度達到增強構件承載能力及剛度的目的。本次采用這種方法加固，遵循了安全、經濟、快捷、施工方便的原則，收到了良好的社會效益和經濟效益。

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.16.029