一种利用超高性能混凝土加固水下混凝土结构的加固方法技术

技术编号:21195081 阅读:102 留言:0更新日期:2019-05-24 23:59
本发明专利技术属混凝土结构维护与加固技术领域,具体涉及一种利用超高性能混凝土加固水下混凝土结构的加固方法,其特征在于具体加固方法包括的步骤有:待加固区表面清理、待加固混凝土结构的基础清理、钢筋笼安放、模板安装、倾倒碎石与石屑、灌注水下快硬砂浆、灌注超高性能混凝土及养护后拆模。本发明专利技术具有加固方法简便,加固后混凝土结构承载力及耐久性显著提高等优点。

A Reinforcement Method for Underwater Concrete Structures Reinforced by Ultra High Performance Concrete

The invention belongs to the technical field of concrete structure maintenance and reinforcement, and specifically relates to a reinforcement method of underwater concrete structure strengthened by super high performance concrete. The characteristics of the method are as follows: surface cleaning of the area to be strengthened, foundation cleaning of the concrete structure to be strengthened, reinforcement cage placement, template installation, dumping of gravel and stone debris, and filling of underwater fast hard sand. Slurry, pouring super high performance concrete and demoulding after curing. The invention has the advantages of simple reinforcing method, remarkable improvement of bearing capacity and durability of reinforced concrete structure, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种利用超高性能混凝土加固水下混凝土结构的加固方法
本专利技术属混凝土结构维护与加固
,具体涉及一种利用超高性能混凝土加固水下混凝土结构的加固方法。
技术介绍
水下混凝土结构因受水流冲蚀、有害离子侵蚀及碰撞等原因而易遭受损伤,特别是对于水位变化区,还会遭受干湿交替及冻融循环等侵害,因此其受损情况更为严重,进而导致水下混凝土结构承载力和耐久性降低,威胁其上部结构的安全使用。目前,针对水下混凝土受损部位的维护加固主要采用的方法为增大截面法,具体采用的手段包括围堰后加固及水下灌注抗分散混凝土法加固,前者虽然加固效果较好,但施工周期长且费用高,而后者需要搭建较大面积的施工作业面,且为了保证加固材料与桥墩的整体性,通常还需要进行水下植筋作业,工艺较为繁琐,且其加固效果受施工工艺及水下抗分散混凝土性能影响较大。超高性能混凝土(UltraHighPerformanceConcrete,简称UHPC)是一种具备超高强度、超高韧性及高耐久性的新型水泥基复合材料。已有研究结果表明,超高性能混凝土与普通混凝土的粘结性能优异,是一种理想的混凝土结构维护加固材料。当采用具有高拉伸应变强化特性的超高性能混凝土对混凝土结构进行包裹式维护加固时,即使未对混凝土结构进行植筋作业,也可保证超高性能混凝土与混凝土结构的整体性,进而简化了加固作业的工艺。在此基础上,进一步提高超高性能混凝土的水下抗分散能力,即可利用超高性能混凝土对水下混凝土结构的安全高效加固。为此,有必要开发一种利用超高性能混凝土加固水下混凝土结构的加固方法。
技术实现思路
本专利技术针对现有加固水下混凝土结构方法存在施工周期长、施工费用高且加固效果不理想等问题,公开了一种利用超高性能混凝土加固水下混凝土结构的加固方法,本专利技术具有加固方法简便、加固后混凝土结构承载力及耐久性显著提高等优点。为了实现上述目的,本专利技术的技术方案如下:一种利用超高性能混凝土加固水下混凝土结构的加固方法,其特征在于具体加固方法包括如下步骤:步骤1:待加固区表面清理;步骤2:待加固混凝土结构的基础清理;步骤3:钢筋笼安放,钢筋笼安放于待加固混凝土结构的基础上,且应至少覆盖待加固区;步骤4:模板安装,模板安放于待加固混凝土结构的基础上,且位于钢筋笼外侧;步骤5:倾倒碎石与石屑,向模板与待加固混凝土结构的间隙中进行倾倒碎石与石屑;步骤6:灌注水下快硬砂浆;步骤7:灌注超高性能混凝土;步骤8:养护后拆模。本专利技术中,所述步骤1中待加固区为混凝土结构受损部位及其上下20cm范围内区域,由潜水员利用高压水枪对待加固区表面进行清理,主要是去除表面污物及松动的混凝土。本专利技术中,所述步骤2由潜水员完成待加固混凝土结构的基础上表面淤泥及其他杂物的清除,保证基础表面平整。本专利技术中,所述步骤3中的钢筋笼根据待加固混凝土结构的形状由两个对称结构经绑扎或焊接的方式连接而成,钢筋笼由横向钢筋和纵向钢筋构成,且横向钢筋在外侧,钢筋笼安放于待加固混凝土结构的基础上,且与模板内壁间距离为20~30mm。本专利技术中,所述步骤4中的模板根据待加固混凝土结构的形状由两个对称结构经螺栓紧固而成,模板安放于待加固混凝土结构的基础上。本专利技术中,所述步骤5按先倾倒碎石后倾倒石屑的顺序向模板与待加固混凝土结构的间隙中进行倾倒。碎石选用连续级配,且最大粒径不得超过加固厚度的1/3,倾倒量应保证碎石层顶部距待加固区下方300~400mm,石屑粒径范围为2-10mm,倾倒厚度为100~150mm。本专利技术中,所述步骤6选用的水下快硬砂浆在灌注完3h后抗压强度达10MPa以上,灌注过程中灌料口应保持在水下快硬砂浆浆料面以下,灌注厚度为200~250mm。本专利技术中,所述步骤7应在步骤6完成3h后进行,灌注过程中灌料口应保持在超高性能混凝土浆料面下≥200mm处。本专利技术中,所述步骤7选用的超高性能混凝土具有高拉伸应变强化特性及良好的水下抗分散性能,而为实现超高性能混凝土的上述特性,所述超高性能混凝土的原材料组成包括:水泥、矿粉、粉煤灰、硅灰、石英砂、石英粉、石灰石粉、钢纤维、粘度调节剂、减水剂、消泡剂及水,各原材料重量比为:进一步地,所用水泥为硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥中的一种,其强度等级为42.5级或52.5级中的一种。进一步地,所用矿粉为S95级或S105级矿粉中的一种。进一步地,所用粉煤灰为一级粉煤灰。进一步地,所用硅灰比表面积≥20000m2/kg,且二氧化硅含量≥90%。进一步地,所用石英砂细度为20~50目,所用石英粉细度为120~200目,所用石灰石粉细度为400目。进一步地,所用钢纤维为抗拉强度≥2500MPa的高强钢纤维,可选用长直形或端钩形中的一种或两种混合使用,所用长直形钢纤维长度为16~22mm,直径为0.18~0.25mm,所用端钩形钢纤维长度为13~22mm,直径为0.20~0.30mm。进一步地,所用粘度调节剂为羟丙基甲基纤维素醚,其黏度值为8000MPa·s或40000MPa·s。进一步地,所用减水剂为聚羧酸系减水剂,减水率不低于25%,而所用消泡剂为醚类消泡剂。进一步地,所用水为自来水。本专利技术中,制备步骤7所需的超高性能混凝土所采取的制备工艺为:按比例称取各原材料,先将所有干物料预拌均匀,再将水或混有减水剂及消泡剂的水加入拌合,待混合物呈均匀流态状时,将钢纤维加入其中并继续搅拌至均匀即可。本专利技术中,所述步骤6及步骤7中灌料软管的内径应为超高性能混凝土中纤维长度的2~3倍。本专利技术中,所述步骤8的养护作业不小于24h,之后方可进行拆模作业。本专利技术中,将混凝土结构受损部位及其上下20cm范围内区域作为待加固区,同时利用高压水枪对待加固区表面的污物及松动混凝土进行清除,其目的是为了提高加固效果。本专利技术中,对待加固混凝土结构的基础上表面进行淤泥及其他杂物的清除,使基础表面平整是为了保证后续钢筋笼及模板安放的平稳,进而保证浇筑质量和加固效果。本专利技术中,钢筋笼及模板均根据待加固混凝土结构的形状选用两个对称结构组成,方便了钢筋笼和模板的安装,而钢筋笼距模板内壁间距离为20-30mm,其目的是保证一定的钢筋保护层厚度。本专利技术中,按先倾倒碎石后倾倒石屑的顺序向模板与待加固混凝土结构的间隙中进行倾倒。碎石选用连续级配,且最大粒径不得超过加固厚度的1/3,其目的是保证碎石能够顺利下落且堆积紧密,石屑粒径范围为2-10mm,倾倒厚度为100-150mm,其目的是在碎石层上方形成一层堆积紧密的石屑层,保证后续灌注水下快硬砂浆时砂浆不渗漏。本专利技术中,选用的水下快硬砂浆在灌注完3h后抗压强度达10MPa以上,其目的是保证后续超高性能混凝土的灌注,提高加固效率。本专利技术中,选用具有高拉伸应变强化及水下抗分散特性的超高性能混凝土进行水下混凝土结构的加固,提高了超高性能混凝土与待加固混凝土结构的整体性,弥补了未进行植筋作业的不足。本专利技术中,通过对超高性能混凝土配合比的合理设计,实现了超高性能混凝土的高拉伸应变强化及水下抗分散特性。在配合比设计中,合理优化胶凝材料(水泥、矿粉、粉煤灰及硅灰)配比,不仅实现了胶凝材料颗粒的最紧密堆积,还保证了硬化浆体与钢纤维间良好的粘结强度,同时合理选择钢纤维类型及参数,保证了超高性能混凝土的高拉伸应变强化特性。而选用黏度值为8000M本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用超高性能混凝土加固水下混凝土结构的加固方法,其特征在于具体加固方法包括如下步骤:步骤1:待加固区表面清理;步骤2:待加固混凝土结构的基础清理;步骤3:钢筋笼安放,钢筋笼安放于待加固混凝土结构的基础上,且应至少覆盖待加固区;步骤4:模板安装,模板安放于待加固混凝土结构的基础上,且位于钢筋笼外侧;步骤5:倾倒碎石与石屑,向模板与待加固混凝土结构的间隙中进行倾倒碎石与石屑;步骤6:灌注水下快硬砂浆;步骤7:灌注超高性能混凝土;步骤8:养护后拆模。

【技术特征摘要】
1.一种利用超高性能混凝土加固水下混凝土结构的加固方法,其特征在于具体加固方法包括如下步骤:步骤1:待加固区表面清理;步骤2:待加固混凝土结构的基础清理;步骤3:钢筋笼安放,钢筋笼安放于待加固混凝土结构的基础上,且应至少覆盖待加固区;步骤4:模板安装,模板安放于待加固混凝土结构的基础上,且位于钢筋笼外侧;步骤5:倾倒碎石与石屑,向模板与待加固混凝土结构的间隙中进行倾倒碎石与石屑;步骤6:灌注水下快硬砂浆;步骤7:灌注超高性能混凝土;步骤8:养护后拆模。2.根据权利要求1所述的一种利用超高性能混凝土加固水下混凝土结构的加固方法,其特征在于步骤1中待加固区为待加固混凝土结构的受损部位及其上下20cm范围内区域,由潜水员利用高压水枪对待加固区表面进行清理,去除表面污物及松动的混凝土。3.根据权利要求1所述的一种利用超高性能混凝土加固水下混凝土结构的加固方法,其特征在于步骤3中的钢筋笼根据待加固混凝土结构的形状由两个对称结构经绑扎或焊接的方式连接而成,钢筋笼由横向钢筋和纵向钢筋构成,且横向钢筋在外侧,钢筋笼安放于待加固混凝土结构的基础上。4.根据权利要求1所述的一种利用超高性能混凝土加固水下混凝土结构的加固方法,其特征在于步骤4中的模板根据待加固混凝土结构的形状由两个对称结构经螺栓紧固而成,模板安放于待加固混凝土结构的基础上,且模板内壁与钢筋笼间距离为20~30mm。5.根据权利要求1所述的一种利用超高性能混凝土加固水下混凝土结构的加固方法,其特征在于步骤5按先倾倒碎石后倾倒石屑的顺序向模板与待加固混凝土结构的间隙中进行倾倒,碎石选用连续级配,且最大粒径不得超过加固厚度的1/3,倾倒...

【专利技术属性】
技术研发人员:水亮亮郑晓光陈亚杰吴立报
申请(专利权)人:上海市政工程设计研究总院集团有限公司上海市政工程设计科学研究所有限公司
类型:发明
国别省市:上海,31

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