嵌入式濕粘frp條帶加固混凝土結構的方法及其構件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了嵌入式濕粘FRP條帶加固混凝土結構的方法及其構件，包括如下步驟：(1)在待加固混凝土結構表面開設至少一條溝槽；(2)清除所述溝槽內(nèi)混凝土雜質；(3)在所述溝槽內(nèi)灌注粘結劑；(4)使用粘結劑涂刷、充分浸潤FRP條帶；(5)將所述FRP條帶嵌貼到所述溝槽；(6)FRP條帶充分嵌貼到所述溝槽后，清除所述溝槽上多余粘結劑；(7)自然養(yǎng)護混凝土結構。其構件為嵌入式濕粘FRP條帶對既有混凝土結構進行受彎或受剪加固形成的構件，包括既有混凝土結構和至少一條濕粘FRP條帶。本發(fā)明采用嵌入式濕粘FRP條帶對混凝土結構進行受彎或受剪加固，濕粘FRP條帶能夠適應不同加固需求對FRP材料方向變化要求，從而限制或減緩剝離破壞的發(fā)生，提高FRP材料的利用率及加固效果。
【專利說明】
嵌入式濕粘FRP條帶加固混凝土結構的方法及其構件
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及混凝土結構加固技術領域，特別地，涉及一種嵌入式濕粘FRP條帶加固混凝土結構的方法及其構件。
【背景技術】
[0002]纖維增強復合材料(Fiber Reinforced Polymer/Plastic，簡稱FRP)具有強度高、質量輕、耐腐蝕性強、能阻隔電磁輻射等優(yōu)越的性能，被廣泛地應用于混凝土結構的加固工程。外貼或嵌入式FRP片材是現(xiàn)行應用FRP加固混凝土結構的常用方法。
[0003]盡管外貼FRP片材加固混凝土結構的方法具有許多優(yōu)點，但也存在以下的缺點:1、FRP片材易于從混凝土粘貼界面剝離，難以發(fā)揮FRP片材強度;2、對混凝土粘貼界面平整度要求高;3、粘貼在構件外表面的FRP片材易遭受意外作用(如磨損、撞擊、火災)及惡劣環(huán)境(如高溫、高濕和凍融)的影響?，F(xiàn)有的嵌入式FRP加固混凝土結構的方法，是將預制的FRP片材嵌貼于混凝土溝槽，從而提升混凝土結構抗彎或抗剪極限承載能力。該方法相較于前述的外貼FRP混凝土結構的方法，因FRP片材嵌貼于混凝土溝槽受到混凝土保護層的保護，能夠克服/減輕磨損、撞擊、火災以及惡劣環(huán)境的影響。同時，嵌入式FRP加固技術對混凝土粘貼界面平整度要求沒有外貼法高，施工更為便捷?，F(xiàn)有的嵌入式FRP加固混凝土結構的方法所采用的FRP材料為預ffjijFRP片材，通常為直線型或者形式有限的折線型，不便將FRP材料錨固于混凝土結構中，致使該類FRP混凝土結構容易發(fā)生剝離破壞，從而使得FRP材料的強度利用率低、加固效率不高。
[0004]關于嵌入式FRP加固鋼筋混凝土結構的方法，現(xiàn)有公開的方法是采用在碳纖維板條開設孔洞的方法提高嵌入式FRP的強度利用率和加固效率。然而，在碳纖維板條開設孔洞一方面會削弱碳纖維板條，另一方面并不能顯著提高碳纖維板條的強度利用率和加固效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種嵌入式濕粘FRP條帶加固混凝土結構的方法及其構件，其能夠適應不同錨固措施對FRP材料方向變化要求，克服現(xiàn)有嵌入式FRP加固混凝土結構易于過早發(fā)生剝離破壞的不足，從而提高FRP材料的利用率及加固效果。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是:
[0007]嵌入式濕粘FRP條帶加固混凝土結構的方法，包括如下步驟:
[0008](I)在待加固混凝土結構表面開設至少一條溝槽；
[0009](2)清除所述溝槽內(nèi)混凝土雜質；
[0010](3)在所述溝槽內(nèi)灌注粘結劑；
[0011 ] (4)使用粘結劑涂刷、充分浸潤FRP條帶；
[0012](5)將所述FRP條帶嵌貼到所述溝槽；
[0013](6)FRP條帶充分嵌貼到所述溝槽后，清除所述溝槽上多余粘結劑；
[0014](7)自然養(yǎng)護混凝土結構。
[0015]優(yōu)選的，所述FRP條帶由長纖維絲編織而成。
[0016]優(yōu)選的，所述FRP條帶的橫截面為長方形或正方形或圓形或橢圓形。
[0017]優(yōu)選的，所述溝槽的寬度大于所述FRP條帶的寬度。
[0018]優(yōu)選的，步驟(I)中，當對所述混凝土結構進行受彎加固時，所述溝槽沿所述混凝土結構軸線方向開設。
[0019]優(yōu)選的，步驟(I)中，當對所述混凝土結構進行受剪加固時，所述溝槽以垂直或斜交于所述混凝土結構軸線的方向開設于所述混凝土結構的側面、底面和頂面。
[0020]一種構件，包括混凝土結構和至少一條FRP條帶，所述混凝土結構的表面上開設至少一條溝槽，所述溝槽內(nèi)嵌貼有至少一條FRP條帶，所述FRP條帶通過粘結劑嵌貼在所述溝槽內(nèi)。
[0021 ]優(yōu)選的，所述FRP條帶由長纖維絲編織而成。
[0022]優(yōu)選的，所述FRP條帶的橫截面為長方形或正方形或圓形或橢圓形。
[0023]優(yōu)選的，所述溝槽的寬度大于所述FRP條帶的寬度。
[0024]優(yōu)選的，當對所述混凝土結構進行受彎加固時，所述溝槽沿所述混凝土結構軸線方向開設。
[0025]優(yōu)選的，當對所述混凝土結構進行受剪加固時，所述溝槽以垂直或斜交于所述混凝土結構軸線的方向開設于所述混凝土結構的側面、底面和頂面。
[0026]由于采用上述技術方案，本發(fā)明的有益效果是:(I)本發(fā)明采用在待加固的混凝土結構開設溝槽，并通過濕粘法將FRP條帶嵌貼于所述溝槽，F(xiàn)RP條帶能斜向或垂直錨固于混凝土結構，從而避免FRP條帶-混凝土界面發(fā)生剝離，能充分發(fā)揮FRP條帶的強度和加固效率；(2)本發(fā)明FRP條帶嵌貼于混凝土溝槽，使得FRP條帶受到混凝土保護層的保護，能夠克服或減輕磨損、撞擊、火災以及惡劣環(huán)境對FRP條帶的影響；(3)本發(fā)明嵌入式濕粘FRP條帶加固混凝土結構技術對混凝土粘貼界面平整度要求較低，施工更為便捷。
【附圖說明】
[0027]圖1為待加固混凝土結構示意圖。
[0028]圖2為開設溝槽的待受彎加固混凝土結構示意圖。
[0029]圖3為完成嵌入式濕粘FRP條帶受彎加固的混凝土結構示意圖。
[0030]圖4為圖3A-A#lj面的不意圖。
[0031]圖5為開設溝槽的待受剪加固的混凝土結構的示意圖。
[0032]圖6為圖5B-B剖面的示意圖。
[0033]圖7為完成嵌入式濕粘FRP條帶受剪加固的混凝土結構示意圖。
[0034]圖8為圖7C-C剖面的示意圖。
[0035]圖9為FRP條帶的示意圖。
【具體實施方式】
[0036]下面結合具體實施例進一步說明本發(fā)明的技術方案。
[0037]嵌入式濕粘FRP條帶加固混凝土結構的方法，包括如下步驟:
[0038](I)在待加固混凝土結構表面開設至少一條溝槽；
[0039](2)清除所述溝槽內(nèi)混凝土雜質；
[0040 ] (3)在所述溝槽內(nèi)灌注粘結劑；
[0041 ] (4)使用粘結劑涂刷、充分浸潤FRP條帶；
[0042](5)將所述FRP條帶嵌貼到所述溝槽；
[0043](6)FRP條帶充分嵌貼到所述溝槽后，清除所述溝槽上多余粘結劑；
[0044](7)自然養(yǎng)護混凝土結構。
[0045]其中，在步驟(I)中，在準確定位、畫線后，利用常用的小型石材切割機進行開槽；槽寬稍寬于FRP條帶厚度，優(yōu)選的，槽寬的寬度比FRP條帶厚度大8毫米；當對所述混凝土結構進行受彎加固時，所述溝槽沿所述混凝土結構軸線方向開設；當對所述混凝土結構進行受剪加固時，所述溝槽以垂直或斜交于所述混凝土結構軸線的方向開設于所述混凝土結構的側面、底面和頂面。
[0046]在步驟(2)中，通過用高壓水清除溝槽內(nèi)混凝土雜質，待溝槽經(jīng)至少一天的放置干燥后，用高壓氣栗(氣壓為1.7MPa左右)吹干，保證了溝槽的清潔。
[0047]在步驟(3)中，利用膠槍將粘結劑注入溝槽，使得粘結劑分布均勻，粘結劑劑量以稍溢出槽口為限。
[0048]在步驟(4)中，將浸潤粘結劑均勻涂刷于FRP條帶表面，并使其充分浸潤FRP條帶。其中，所選用的浸潤粘結劑應與灌注在槽內(nèi)的粘結劑相同或相兼容，以使得FRP條帶能牢固地嵌貼在溝槽內(nèi)。
[0049]在步驟(5)中，除需滿足錨固要求及適應結構表面形狀外，F(xiàn)RP條帶優(yōu)選的沿著所述溝槽的軸線方向嵌貼于溝槽內(nèi)。
[0050]在步驟(6)中，清除溝槽口多余的粘結劑，并輕輕抹平槽口，在粘結劑不足時需加注粘結劑后清除多余部分，并輕輕抹平槽口。
[0051 ]在步驟(7)中，在養(yǎng)護的24小時內(nèi)需保證養(yǎng)護環(huán)境干燥，溫度適宜(20°C左右)。
[0052]其中，所述的嵌入式濕粘FRP條帶由長纖維絲編織而成，具有FRP質量輕、耐腐蝕性強、延性突出等優(yōu)點；所述FRP條帶的橫截面為長方形或正方形或圓形或橢圓形;所述溝槽的寬度大于所述FRP條帶的寬度，使得本發(fā)明操作更方便、高效。
[0053]本發(fā)明的構件，包括混凝土結構和至少一條FRP條帶，所述混凝土結構的表面上開設至少一條溝槽，所述溝槽內(nèi)嵌貼有至少一條FRP條帶，所述FRP條帶通過粘結劑嵌貼在所述溝槽內(nèi)。
[0054]其中，在本發(fā)明較優(yōu)實施例中，所述的FRP條帶由長纖維絲編織而成。
[0055]在本發(fā)明較優(yōu)實施例中，所述的FRP條帶的橫截面為長方形或正方形或圓形或橢圓形。
[0056]在本發(fā)明較優(yōu)實施例中，所述溝槽的寬度大于所述FRP條帶的寬度。
[0057]在本發(fā)明較優(yōu)實施例中，當對所述混凝土結構進行受彎加固時，所述溝槽沿所述混凝土結構軸線方向開設。
[0058]在本發(fā)明較優(yōu)實施例中，當對所述混凝土結構進行受剪加固時，所述溝槽以垂直或斜交于所述混凝土結構軸線的方向開設于所述混凝土結構的側面、底面和頂面。
[0059]實施例一:
[0060]如圖1-4、圖9所示，本實施例提供了對鋼筋混凝土結構I采用嵌入式濕粘FRP條帶進行受彎加固，實施步驟包括:
[0061](I)在待加固的混凝土結構I的底部表層上開設溝槽2，溝槽2的深為25mm，寬為12_。(2)用高壓水沖洗溝槽2，并在溝槽2經(jīng)至少一天的放置干燥后用氣壓為1.7MPa左右的氣栗吹干凈，保證溝槽2的清潔，干燥。⑶利用膠槍將粘結劑注入溝槽2，劑量以稍稍溢出槽口為限。(4)將與灌注在溝槽2內(nèi)的粘結劑相同或相兼容的粘結劑涂刷于FRP條帶3表面，并使其涂刷、充分浸潤FRP條帶3。(5)除需錨固或適應結構表面形狀外，F(xiàn)RP條帶3應順直的嵌入溝槽2。在溝槽2的端部，F(xiàn)RP條帶3的兩端部沿與混凝土結構I軸線成45度角方向嵌貼入混凝土結構I內(nèi)部，其嵌貼的整體長度為ISOmmJe)在FRP條帶3充分嵌貼到所述溝槽2后，清除所述溝槽2上殘余的粘結劑，并抹平槽口。(7)自然養(yǎng)護混凝土結構。
[0062]實施例二
[0063]如圖5-8、圖9所示，本實施例提供了對鋼筋混凝土結構I采用嵌入式濕粘FRP條帶進行受剪加固，實施步驟包括:
[0064](I)在待加固的混凝土結構I的表層(包括地面、頂面及側面)上開設若干條溝槽2，溝槽2的深為25mm，寬為12mm，混凝土結構I的底面溝槽2或頂面溝槽2向側面溝槽2過渡時，采用半徑為25mm的圓弧進行過渡。(2)用高壓水沖洗溝槽2，并在溝槽2經(jīng)至少一天的放置干燥后用氣壓為1.7MPa左右的氣栗吹干凈，保證溝槽2的清潔，干燥。(3)利用膠槍將粘結劑注入溝槽2，劑量以稍稍溢出槽口為限。(4)將與灌注在溝槽2內(nèi)的粘結劑相同或相兼容的浸潤粘結劑涂刷于FRP條帶3表面，并使其涂刷、充分浸潤FRP條帶3。( 5)除需錨固或適應結構表面形狀外，F(xiàn)RP條帶3應順直的嵌入溝槽2。在混凝土結構I的側面和頂面轉角處，F(xiàn)RP條帶3采用半徑為25mm的圓弧進行過渡，嵌貼入混凝土結構I內(nèi)部(6)在FRP條帶3充分嵌貼到所述溝槽2后，清除所述溝槽2的槽口上殘余的粘結劑，并抹平槽口。(7)自然養(yǎng)護混凝土結構。
[0065]實施例三
[0066]本實施例提供了一種采用實施例一的加固方法得到的構件。如圖1-4、圖9所示，包括混凝土結構I和FRP條帶3，所述混凝土結構I的表層上開設一條溝槽2，所述溝槽2內(nèi)嵌貼有FRP條帶3，所述FRP條帶3通過粘結劑嵌貼在所述溝槽I內(nèi)，所述FRP條帶3由長纖維絲編織而成，F(xiàn)RP條帶3的橫截面為長方形。其中，混凝土結構I的凈跨為4000mm、截面高度為450mm、截面寬度為200mm，F(xiàn)RP條帶3的厚為4mm，寬為25mm，溝槽2的寬為12mm。
[0067]實施例四
[0068]本實施例提供了一種采用實施例二的加固方法得到的構件。如圖5-9所示，包括混凝土結構I和FRP條帶3，所述混凝土結構I的表層上開設若干條溝槽2，混凝土結構I的側面和頂面開設若干條垂直于混凝土結構I軸線的溝槽2，兩溝槽2之間的間距為150mm，所述溝槽2內(nèi)嵌貼有FRP條帶3，所述FRP條帶3通過粘結劑嵌貼在所述溝槽2內(nèi)，所述FRP條帶3由長纖維絲編織而成，F(xiàn)RP條帶3的橫截面為長方形。其中，混凝土結構I的凈跨為4000mm、截面高度為450mm、截面寬度為200mm，F(xiàn)RP條帶3的厚為4mm，寬為25mm，溝槽2和溝槽4的寬為12mm。
[0069]對于本領域的技術人員來說，可根據(jù)以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應該屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.嵌入式濕粘FRP條帶加固混凝土結構的方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)在待加固混凝土結構表面開設至少一條溝槽； (2)清除所述溝槽內(nèi)混凝土雜質； (3)在所述溝槽內(nèi)灌注粘結劑； (4)使用粘結劑涂刷、充分浸潤FRP條帶； (5)將所述FRP條帶嵌貼到所述溝槽； (6)FRP條帶充分嵌貼到所述溝槽后，清除所述溝槽上多余粘結劑； (7)自然養(yǎng)護混凝土結構。2.根據(jù)權利要求1所述的嵌入式濕粘FRP條帶加固混凝土結構的方法，其特征在于:所述FRP條帶由長纖維絲編織而成。3.根據(jù)權利要求1所述的嵌入式濕粘FRP條帶加固混凝土結構的方法，其特征在于:所述FRP條帶的橫截面為長方形或正方形或圓形或橢圓形。4.根據(jù)權利要求1所述的嵌入式濕粘FRP條帶加固混凝土結構的方法，其特征在于:所述溝槽的寬度大于所述FRP條帶的寬度。5.根據(jù)權利要求1所述的嵌入式濕粘FRP條帶加固混凝土結構的方法，其特征在于:步驟(I)中，當對所述混凝土結構進行受彎加固時，所述溝槽沿所述混凝土結構軸線方向開設。6.根據(jù)權利要求1所述的嵌入式濕粘FRP條帶加固混凝土結構的方法，其特征在于:步驟(I)中，當對所述混凝土結構進行受剪加固時，所述溝槽以垂直或斜交于所述混凝土結構軸線的方向開設于所述混凝土結構的側面、底面和頂面。7.—種根據(jù)權利要求1至6中任一所述的加固方法形成的構件，其特征在于:包括混凝土結構和至少一條濕粘FRP條帶，所述混凝土結構的表面上開設至少一條溝槽，所述溝槽內(nèi)嵌貼有至少一條FRP條帶，所述FRP條帶通過濕粘法嵌貼在所述溝槽內(nèi)。8.一種根據(jù)權利要求7所述的構件，其特征在于:所述FRP條帶由長纖維絲編織而成； 所述FRP條帶的橫截面為長方形或正方形或圓形或橢圓形； 所述溝槽的寬度大于所述FRP條帶的寬度。9.一種根據(jù)權利要求8所述的構件，其特征在于:當對所述混凝土結構進行受彎加固時，所述溝槽沿所述混凝土結構軸線方向開設。10.—種根據(jù)權利要求8所述的構件，其特征在于:當對所述混凝土結構進行受剪加固時，所述溝槽以垂直或斜交于所述混凝土結構軸線的方向開設于所述混凝土結構的側面、底面和頂面。
【文檔編號】E04G23/02GK105952180SQ201610380174
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】付兵, 方舒, 李麗娟, 劉鋒, 謝建和
【申請人】廣東工業(yè)大學