一种纤维网格增强聚合物砂浆加固电力隧道的方法与材料，属于纤维网格增强水泥基复合材料加固技术领域。原材料组分包括：水泥、聚合物、聚乙烯醇纤维、耐碱玻璃纤维、砂、水、减水剂、淀粉醚、纤维素醚等。用上述聚合物砂浆对砌体或混凝土隧道壁裂缝进行填充、封堵等预修复，让砂浆嵌入裂缝中；并用钢筋防腐剂对已生锈钢筋表面进行涂刷，然后在隧道壁上涂刷界面剂一到两道；然后用多层纤维网格增强聚合物砂浆对隧道和井壁进行结构加固。为提高抗震整体性，设置纤维筋增强混凝土圈梁1‑3个；先进行预处理，后进行加固。
A method and material of strengthening power tunnel with fiber grid reinforced polymer mortar
【技术实现步骤摘要】
一种纤维网格增强聚合物砂浆加固电力隧道的方法与材料
本专利技术涉及一种纤维网格增强聚合物砂浆加固电力隧道的方法与材料，属于纤维网格增强水泥基复合材料加固
，主要用于电力隧道的快速修复和加固。技术背景近年来，随着我国城镇化和城市群的快速发展，电力隧道等日益增多。电力隧道、排水管道等地下管线由于使用时间的增长，出现老化或严重破损，危及管线和电力供给的正常使用，管线的修复日趋重要。隧道壁、检查井作为地下管线的重要组成，长期以来受到路面交通荷载、地下土压力和雨水、渗水等多重不利因素的作用，出现了渗漏、混凝土壁破损、混凝土保护层脱落、钢筋锈蚀、砌体错位与开裂变形等严重问题。一旦隧道壁、检查井遭到破坏，会严重影响管线的正常使用，也影响管线的检查与维护工作。因此迫切需要发展新型的用于隧道壁、检查井快速修复与加固的方法和材料。过去用钢筋网、钢绞线加固存在钢筋易生锈腐蚀的严重问题。而目前所采用的粘贴纤维布的加固方法，由于隧道常年处于潮湿的环境，使得所粘贴的纤维布很容易脱落，导致加固完全失效。为了满足电力隧道、井壁对于修复技术和材料的要求，通过试验与室外验证，开发了一种纤维网格增强聚合物砂浆加固修复隧道壁的工艺与材料制备技术。采用纤维网格增强聚合物砂浆加固电力隧道具有显著优势。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。聚合物砂浆渗入纤维网格的纤维丝之间，且砂浆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。聚合物砂浆的厚度是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，显著提高了隧道的受力性能。而且施工工期比现有方法缩短30％，成本降低30％-40％。
技术实现思路
一种用于电力隧道修复与加固的纤维网格增强短纤维聚合物砂浆，其特征是：原材料组分包括：水泥、聚合物、聚乙烯醇纤维、耐碱玻璃纤维、砂、水、减水剂、淀粉醚、纤维素醚等；其中水泥选自高贝利特硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥，对于需快凝的(24h，抗压强度大于45MPa)加固工程，采用高贝利特硫铝酸盐水泥，水泥占砂浆总质量的11-17％；对于一般工程采用硅酸盐水泥，水泥占砂浆总质量的21-27％；所述的水泥进一步选自BS-HFR42.5、BS-HFR52.5、P·Ⅱ42.5和P·Ⅱ52.5。聚合物选自水性环氧树脂、聚醋酸乙烯或聚丙烯乳液。对于强度要求高的加固(28d，抗压强度大于75MPa)，砂浆中的聚合物采用水性环氧树脂，用量为水泥质量的3-7％；对于强度一般要求的砂浆，聚合物采用聚醋酸乙烯或聚丙烯乳液，该聚合物占砂浆总质量的9-20％。聚乙烯醇纤维长度12-15mm，直径40-55μm，强度1700MPa，质量掺量占砂浆质量的0.4-0.6％。耐碱玻璃纤维长度10-18mm，直径40-80μm，抗拉强度1800MPa，质量掺量占砂浆质量的0.4-0.9％。水灰比0.32-0.51。聚羧酸减水剂为水泥质量的0.1-0.2％。淀粉醚、纤维素醚等均为水泥质量的0.01-0.02％。砂占砂浆质量的21-36％，砂为水洗河砂或石英砂，细度模数为2.2-2.7。采用上述的砂浆加固电力隧道的方法，其特征在于，预处理方法及步骤包括如下：(1)预处理方法，用上述聚合物砂浆对砌体或混凝土隧道壁裂缝进行填充、封堵等预修复，让砂浆嵌入裂缝中；并用钢筋防腐剂对已生锈钢筋表面进行涂刷，然后在隧道壁上涂刷界面剂一到两道；(2)加固，在上述预处理基础上对隧道壁和壁上盖板进行加固修复：先抹一层5-7mm所述的聚合物砂浆，将纤维网格紧贴于所得砂浆基层上，在纤维网格上再抹所述的聚合物砂浆2-3mm，再贴纤维网格1层，在纤维网格上再抹聚合物砂浆；以此类推，粘贴纤维网格的层数直至达到设计要求的层数；除第一层外其它层砂浆逐渐增厚，最后一层砂浆厚度4-6mm。同时对还需要加固的检查井壁还进行抗震加固，在检查井壁内表面上部和中部采用圈梁进行加固，圈梁中纤维筋可采用碳纤维筋、玻璃纤维筋和玄武岩纤维筋等。圈梁为：采用纵筋和箍筋并用上述的聚合物砂浆浇筑。可配4φ12或4φ18纤维纵筋。箍筋采用纤维筋，配φ6@150或者φ6@200。圈梁见图1-3，圈梁采用聚合物砂浆现场浇筑。所述的检查井壁加固，可以是圆井壁、矩形井壁；原井壁可以是砌体或钢筋混凝土结构。加固示意图见图4。所述的纤维网格，可采用碳纤维网格、芳纶纤维网格、耐碱玻璃纤维网格、玄武岩纤维网格等，可以双向或单向；可采用混杂编织，如碳纤维与玻璃纤维混杂编织，一层碳纤维网格、一层玄武岩纤维网格混杂粘贴等。步骤(1)中的预处理方法为电力隧道加固前的预处理，进一步优选，对腐蚀钢筋进行除锈处理，对砌体、混凝土裂缝用聚合物砂浆进行填充、封堵等修复预处理等，对隧道井壁进行表面清洁、涂界面剂预处理等；对于有渗漏点状破坏，结构良好的，采用聚合物砂浆进行堵漏、密封等；对于严重渗漏、结构受损的隧道，用防水聚合物砂浆堵漏、填充空洞，然后进行本专利技术的步骤(2)：用纤维网格增强聚合物砂浆对隧道和井壁进行结构加固、防水处理和防腐蚀处理；对于结构破坏严重的隧道，采用3-6层纤维网格增强聚合物砂浆进行加固修复。本专利技术的有益效果如下：1.修复生锈的钢筋混凝土板，完全密闭原有裂缝，使板的抗裂承载力、极限承载力分别提高26％和49％，板的初裂缝变形能力、极限变形能力分别提高35％和74％。2.修复加固砌体隧道壁，用3-4层玄武岩纤维网格加固砌体，使其抗剪承载力提高24-71％，抗震承载力提高45-81％，抗震耗能能力提高121-193％，延性系数提高43-97％。3.修复加固钢筋混凝土壁，使抗渗能力提高43.9％-64.1％，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％。4.修复加固钢筋混凝土壁、盖板，使其在潮湿环境下的耐腐蚀寿命提高26-38年。5.修复砌体壁结构，使壁结构抗渗能力提高86.7％-94.9％。6.聚合物砂浆与砌体的剪切粘结强度为2.4-5.8MPa。7.聚合物砂浆24h抗压强度为31-60MPa，抗折强度5.2-7.4MPa。8.纤维增强聚合物砂浆28d抗压强度49-88MPa，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。9.纤维增强聚合物砂浆的极限拉伸应变是普通砂浆的3.9-4.1倍，断裂能提高2.9-4.3倍。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明但本专利技术并不限于以下实施例，但本专利技术并不限于以下实施例。实施例1.原检查井壁为砌体结构，出现砖块错缝、局部裂缝2-4cm。采用聚合物砂浆增强玄武岩纤维网格进行加固。聚合物砂浆组成为：硅酸盐水泥本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种纤维网格增强聚合物砂浆加固电力隧道的方法，其特征在于，预处理方法及步骤包括如下：/n(1)预处理方法，用聚合物砂浆对砌体或混凝土隧道壁裂缝进行填充、封堵等预修复，让砂浆嵌入裂缝中；并用钢筋防腐剂对已生锈钢筋表面进行涂刷，然后在隧道壁上涂刷界面剂一到两道；/n(2)加固，在上述预处理基础上对隧道壁和壁上盖板进行加固修复：先抹一层5-7mm所述的聚合物砂浆，将纤维网格紧贴于所得砂浆基层上，在纤维网格上再抹所述的聚合物砂浆2-3mm，再贴纤维网格1层，在纤维网格上再抹聚合物砂浆；以此类推，粘贴纤维网格的层数直至达到设计要求的层数；除第一层外其它层砂浆逐渐增厚，最后一层砂浆厚度4-6mm；/n所述的聚合物砂浆原材料组分包括：水泥、聚合物、聚乙烯醇纤维、耐碱玻璃纤维、砂、水、减水剂、淀粉醚、纤维素醚。/n
【技术特征摘要】
1.一种纤维网格增强聚合物砂浆加固电力隧道的方法，其特征在于，预处理方法及步骤包括如下：
(1)预处理方法，用聚合物砂浆对砌体或混凝土隧道壁裂缝进行填充、封堵等预修复，让砂浆嵌入裂缝中；并用钢筋防腐剂对已生锈钢筋表面进行涂刷，然后在隧道壁上涂刷界面剂一到两道；
(2)加固，在上述预处理基础上对隧道壁和壁上盖板进行加固修复：先抹一层5-7mm所述的聚合物砂浆，将纤维网格紧贴于所得砂浆基层上，在纤维网格上再抹所述的聚合物砂浆2-3mm，再贴纤维网格1层，在纤维网格上再抹聚合物砂浆；以此类推，粘贴纤维网格的层数直至达到设计要求的层数；除第一层外其它层砂浆逐渐增厚，最后一层砂浆厚度4-6mm；
所述的聚合物砂浆原材料组分包括：水泥、聚合物、聚乙烯醇纤维、耐碱玻璃纤维、砂、水、减水剂、淀粉醚、纤维素醚。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)同时对还需要加固的检查井壁还进行抗震加固，在检查井壁内表面上部和中部采用圈梁进行加固，圈梁中纤维筋可采用碳纤维筋、玻璃纤维筋和玄武岩纤维筋；圈梁为：采用纵筋和箍筋并用所述的聚合物砂浆浇筑。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，圈梁配4φ12或4φ18纤维纵筋；箍筋采用纤维筋，配φ6@150-φ6@200；所浇筑的混凝土为聚合物砂浆。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的检查井壁加固，可以是圆井壁、矩形井壁。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，原井壁是砌体或钢筋混凝土结构。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的纤维网格，采用碳纤维网格、芳纶纤维网格、耐碱玻璃纤维网格、玄武岩纤维网格中的一种或几种，为双向或单向；或采用混杂编织或网格混杂粘贴。
7....
【专利技术属性】
技术研发人员：邓宗才，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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