剪力墙结构住宅楼加固实例研究

屈庆军 唐山市中房建筑安装工程有限公司

剪力墙结构住宅楼加固实例研究

屈庆军 唐山市中房建筑安装工程有限公司

本文通过工程实例，介绍了粘贴碳纤维片材加固方法在剪力墙结构住宅楼加固中施工应用。

剪力墙；加固；碳纤维

1 概述

新建某小区15层住宅楼，剪力墙结构，建筑面积为16079.86m2, 建筑高度为45.9m,钢筋砼筏板基础，建筑结构安全等级为二级，丙类建筑，抗震设防烈度为八度。建筑工程等级为三级，合理使用年限为70年。建筑物填充墙采用加气混凝土砌块，M5混合砂浆砌筑。外窗采用断桥铝中空玻璃平开窗，屋面保温为60厚挤塑聚苯板。

2 检测情况

该小区某楼主体完工后，质量监督站采用回弹法对此楼主体砼剪力墙和梁进行抽检，回弹法检测混凝土抗压强度报告出来后，发现低于设计强度等级C30的共12点，且全部为混凝土剪力墙构件，随后市质量监督站决定对此12点主体剪力墙进行钻芯取样试验，共取16个部位，每个部位取两个试件，总计取钻芯试件32个，试压报告结果显示，只有首层36/B部位钻芯试件试压结果为26.5Mpa, 同回弹结果一样低于设计强度，于是对与36/B砼墙一起浇筑的同一罐砼的其它6个混凝土剪力墙进行钻芯取样，结果均低于设计强度。因此，须对此构件进行加固，以满足功能的需要。

3 分析原因

该部位混凝土浇筑时间在冬季施工阶段，前一罐车混凝土浇筑部位强度偏低， 而混凝土试块是从后一罐车开始留置，第一罐车没有相应试块，标准养护试块试压报告结论为合格；在冬施阶段，施工单位未在这些部位留置600度日同条件养护试块。通过查验开盘鉴定也没有发现错误，标准养护试块试压报告又为合格，可排除混凝土质量问题，钻芯试样观察混凝土内部比较密实，骨料较均匀，但观感较差。可以判断大部分原因是构件养护出现问题且遭受部分冻害造成构件强度偏低。

4 加固方案

本工程剪力墙采用粘贴碳纤维片材加固方法。将抗拉强度极高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强材料（单向持续纤维）；用环氧树脂黏结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上，形成一个新的复合体，使增强粘贴材料与原有钢筋混凝土共同受力增大结构的抗裂或抗剪能力，提高结构的强度、刚度、抗裂性和延长性。

5 加固材料及机具

符合国标GB50367-2006规定的碳纤维加固材料有: 1)碳纤维单向织物布复合材料,200克,250克,300克,以及碳纤维条形板；2)S玻璃布,(玄武岩布),单向织物(布)复合材,300克～450克；3)E玻璃纤维单向织物(布)300克～450克；4)改性环氧树脂,用于粘贴纤维布。

碳素纤维加固材料是高强度碳纤维单向排列,用微量的树脂浸渗后作为混凝土的修复补强材料，其抗拉强度大约是钢筋的10倍，并且具有重量轻、高弹性、高强度、高耐久性等特性。目前经常使用的碳纤维加固材料有国产的上海同砼,深圳琥固珀,北京703,进口的有日本东丽,台湾重亿,美国赫氏Hexcel,新日本石油等。本工程采用碳纤维单向织物布复合材料，300克。主要施工机具有砂轮、割切机、角磨机、滚刷等，一般在2～4台即可满足工程要求。

6.1 工艺流程

施工准备→放设施工线 →基面处理→刷抹漆底胶 →刮腻子 →粘贴碳纤维布→表面养护→涂刷碳纤维专用胶。

6.2 施工过程

6.2.1 混凝土表面处理

将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净，对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分，进行修补、复原，对缝宽小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂进行表面涂刷弥缝；大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝，将构件表面凸出部分（混凝土构件交接部位、模板的接槎等）打磨平整，修复后的构件表面只管即便平稳，洗濯打磨过的构件表面，并使其充实干燥，对缺陷部位涂刷底胶，将配好的底胶（粘结剂），用涂刷均匀于缺陷部位的砼表面。用环氧腻子对构件表面残缺面的修补是十分重要的一步，腻子主剂、固化催进剂、固化剂按规定比例称量准确，装入容器，用搅拌器搅拌均匀，构件表面凹陷部位用环氧腻子填平，修复至表面平整。在残缺修补中使用环氧腻子时，要在气温-5℃以上，相对于湿度小于85%的条件下施工。腻子涂刮后，表面仍存在的高低糙纹，应再用砂纸打磨平整。

6.2.2 涂刷底胶

将配好的底胶（粘结剂），用滚筒均匀涂刷于需要粘结的砼表面。

6.2.3 粘贴碳纤维

粘贴碳纤维材料之前，起首应确认粘贴表面干燥。气温在-10℃以上，相对于湿度RH＞85%时，如无有用措施不得施工。为防止碳纤维受损，在碳纤维材料运输、储存、裁切和粘贴过程当中。应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸堵截碳纤维材料，每段长度一般以不超过6m为宜。为防止材料在保管过程当中损坏，材料的裁切数量应按当天的用量裁切为准。碳纤维纵向接头必须搭接20cm以上。该部位应多涂树脂，碳纤维横向

6 加固施工

不需要搭接。粘贴树脂的主剂、固化催促剂和固化剂应按规定的比例称量准确，装入容器，用搅拌器搅拌均匀。一次调和量应以在可使历时间内用完为准。粘贴时，在碳纤维和树脂之间只管即便不要有空气。可用罗拉（专用工具）沿着纤维方向在碳纤维材料上滚压多次，使树脂渗浸入碳纤维中。

6.2.4 养护

粘贴碳纤维材料后，需自然养护1～2小时到达初期固化，应包管固化期间不受外界滋扰和碰撞。

7 效益分析

碳纤维加固，只要设计合理，与一般的粘贴钢板法比较费用差不多少，但碳纤维加固法施工便捷、工效高，没有湿作业，不需现场固定设施，施工占用场地少，在施工工期、施工条件方面有明显的上风。碳纤维加固法加固效果好，高强高效，适用面广，质量易保证，耐腐蚀及耐久性能极佳。接纳碳纤维加固修补后，基本不增加原结构自重及原构件尺寸。碳纤维加固具有轻质、高强、抗腐蚀、耐老化、耐久性好、物理性能稳定等好些个长处。其抗拉强度是划一截面钢材的7～10倍。用碳纤维加固材料修复补强混凝土结构是近来发展而成的新型工法，与混凝土结构形成一体共同受力，利用碳纤维材料卓越的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。本次采用这种方法加固，遵循了安全、经济、快捷、施工方便的原则，收到了良好的社会效益和经济效益。

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.16.029