介绍国际上常用的4种水泥基灌浆料塑性膨胀率的测试方法:ASTMC827非接触式测量法、PTGS量筒法、GB/T50448—2008架百分表法及橡胶袋法,并对测试方法、测试结果及其相关性进行对比分析。结果表明,非接触式测量法和橡胶袋法能够准确、全面地反映出浆体塑性阶段的体积变化;架百分表法无法反映出浆体入模后1h内的体积变化;量筒法难以定量评定,且易受观察者主观性的影响。非接触式测量法、架百分表法及橡胶袋法相关性很高,各因素间存在很好的相关性。
灌浆料塑性膨胀率的测试方法贯穿性温度、干燥收缩裂对于破坏类型为受压区混凝土被压碎的梁,可把碳纤维布换算为钢筋,则加固后梁的等效配筋率比未加固梁高,因此降低了梁的延性。对于破坏类型为碳纤维布被拉断的梁,极限曲率为:可见,当碳纤维布被拉断时,受压区混凝土应变较小,而钢筋虽然己屈服但未充分被拉伸,因此梁的延性较未加固梁有较大的下降。事实上,正是由于加固后的梁破坏状态发生了改变,使得梁的延性较未加固梁有较大的下降。可以设想当粘贴碳纤维布的数量趋于零时,加固梁的受力状态与未加固梁趋于一致,但加固梁的延性远小于未加固梁。缝的出现时问一般在拆模后的2—3d内开始出现;裂缝的形态呈线状,大部分裂缝为平行的垂直走向,在墙体两端有45度倾角的斜裂缝:当墙体的长度较大时.**条批裂缝的出现位置没有很明显的规律。墙体的中间、三分之一处、四分之一处均有可能出现*~条批裂缝,裂缝一般先是出现在墙根到墙根以上lm温碍土的收缩1:1_要由干操收缩、职化收缩和器性度三部分组成在干操收缩中,水、泥水化时(约20%的水)所产生的一种与外荷裁或温湿度变化的直接影响无关的变形称白生变形”,其值多有为25~35x105,另外,80%左右的水份蒸发时引起混凝土的体积收缩,其値要勺为324x10-4。化收结过程是空气的与混凝土水、记石中的Ca(0H)2反应生成碳酸钙,放出结合而使混凝土收缩。而温度收对、自是指当混凝土温度下降时产生的线收_对自,其値为ctT。由于自生变形''收缩和碳化收缩其值较小,为筒化计算只取用混凝土中多余水份蒸发引起混凝土的体科收缩以及温降收缩这项。左右高度的范围内,然后随龄期与墙体降温的发展逐渐向上扩展,4--5d后大部分裂缝都可发展到墙项附近;裂缝为分批出现,基本上*二批裂缝间杂在**批裂缝中间,*三批裂缝间杂在**批与*二批裂缝之间,稳定后裂缝的间距主要由墙体的长度、墙体的厚度、混凝土配合比、墙体由于较高强度等级混凝土的内部结构致密,表面的养护水难以渗透到混凝土内部,混凝土体内的白干燥作用仍然龙较为明显但X型手箍会经过前6m的侵蚀,掺入粉煤灰或者矿粉的混凝土试块的质量损失并无减小;经过1y的侵蚀后,相比普通硅酸水泥混凝土和掺加矿物掺合料的混凝土,依然是基准混凝土SO的质量损失较小。尤其是在水泥中掺入粉煤灰时,无论是在早期还是后期都增大了混凝土的质量损失。由此看来,在混凝土中使用粉煤灰、矿粉、硅粉等活性矿物掺合料时都没有能够改善混凝土的耐酸性能。有制空注穿越梁侧错范田的情况,试验业比是先ffi压出制差避后,使x型続的侧面有裂鑓穿越。试验较终碳坏量然是梁侧x型描先判万,但就承载力提高的程度来讲,投有比u型统名固的梁过色,西者基本相当。因此程中尽量避免制_继穿越侧区并加大侧面锚长度。,因此,加强养护的办法对减小高强混凝土的自收缩并不十分有效。由于同样的原因,在缺水状态下膨胀剂也不能充分发挥补偿收缩的作用。的配筋等有关;贯穿性温度、干燥收缩裂缝较易出现的地方是墙与柱的交界处、施工缝新老混凝土交界处;裂缝的宽度有一个从小到大的发展过程.裂缝刚出现时般为o.05--01mm.随墙体降温的发展,裂缝的宽度逐渐增加,虽后裂缝的宽度主要取决于墙体配筋量对4片碳纤维布加固损伤温凝土梁进行疲劳性能的试验研究,试验结果表明:损伤混凝土梁采用碳纤维布加固后,其疲劳寿命可提高45%-60%,疲劳变形减小了25%-35%,梁的疲劳抗裂性能得到较大的提高。因此,粘贴碳纤维布可以较大提高损伤混凝土梁的疲劳性能,延长损伤混凝土梁的使用寿命。的太小.一般在0.2--04ram,情况较严重的裂缝宽度可返O5加7mm。
目前,灌浆料国际上广泛应用的是美国后张预应力协会(PTI)规范“SpecificationforGroutingofPost-TensionedStructures”、美国佛罗里达交通局(FlaDOT)制定的管道灌浆技术规范对水平或曲线孔道,压浆的压力宜为0.5~0.7MPa;对**长孔,较大压力不宜**过1.0MPa;对竖向孔道,压浆的压力宜为0.3~0.4MPa。压浆的在温度变化时,因钢筋与混凝土的热膨胀系数值相差不大,所以两者之间的内应力很小。其共同工作依靠粘着力,在弹性阶段两者应力比等于其弹性模量之比。一般钢筋的弹性模量约比混凝土的弹性模量大10倍左右,因此当混凝土的强度达到极限强度、变形达到极限拉伸值时,钢筋中应力也只有20MPa左右。可以想象,如果混凝土在此时丧失承载能力,所有应力都转移到钢筋上,而钢筋的变形保持为混凝土的极限应变或略大(即混凝土刚刚开裂),则可算出配筋率需达到8%一10%,这不仅在经济上是不能承受的,而且从下面钢筋对混凝土自约束干缩应力的影响来看也是不适宜的。所以,利用钢筋来防止温度裂缝的出现不太可能(需要进一步研究),且与素混凝土结构相比,在相同刚性约束条科下配筋还会使大体积混凝土结构的外约束应力有所增大。不过,虽然不能用配筋来防止大体积混凝土的温度裂缝,但配筋对限制温度裂缝的开展还是有作用,主要体现在提高混凝土的极限拉伸能力上,因此在实际工程中使用很普遍。充盈度应达到孔道另一端饱满且排气孔排出与规定流动度相同的水泥浆为止,关闭出浆口后,宜保持一个不小于0.5MPa的稳压期,该稳压期的保持时间宜为3~5min。PTGS中的量筒法试验[2-3]及美国ASTMC827非接触式测量法试验[4]。我国针对灌浆料的测试标准主要有GB/T50448—2008《水泥基灌浆材料应已有试验显示:粘钢加固的砼结构,在加截状态下,经过1 2年的耐久性试验,界面粘结良好,并且界面粘结强室内环境,钢筋混拟土构件往往锈蚀严重,出现沿筋锈服制1鞋或保护层脱落的现象十分普遍,因此对钢筋温凝结构;行锈胀制缝调査和棚筋锈蚀研究是混凝土结构耐久性评估及剩余寿命预测的关体。度还有所提高。另外,在潮湿和腐蚀环境中的试验证明:l0年时间的暴露后,粘钢加固的砼结构承载力没有降低,只是钢板的表面有些锈蚀。因此粘钢加固技术是一种有效的、耐久的,比较成熟的加固方法,值得推广应用。用技术规范》以及铁道部行业标准TB/T3192—2008《铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件》中的架百破开混凝土,对钢筋样品表面进行观察,发现在划痕下的钢筋基体发生了腐蚀,但是腐蚀不是很严重,而且划痕周围的环氧涂层并没有从钢筋基体上剥离,电化学阻抗行为依然可用的等效电路描述,只是在风。后面串连-了WarburgPlt抗。其他各元件的物理意义相同。分表法。此外,国内外学者也采用LeChatelier'sRubberBagMethod(橡胶袋法)对灌浆料的塑性膨胀进行测试[真空灌浆应采用真空灌浆剂配制的特种浆体,其一般水泥采用水泥强度不低于42.5MPa的普通硅酸盐水泥,水采用引用水;外加剂采用**塑钢加固施工必须遵守以下安全规定:配制粘合剂用的原料应密封贮存,远离火源,避免阳光直接照射。配制和使用场所,必须保持通风良好。工作场所应配必要的灭火器以务救护。对已加固完成,但未固结的构件安排人员进行防水,防撞击围护、看护。剂和阻滞剂(两种外加剂一般各为水泥用量的3%)。对于真空压浆浆体要求一般为:泌水性应小于水泥浆体的2%;水灰比控制在0.3~0.35;水泥浆体体积变化控制在小于2%的范围内;初凝时间应大于6h;一般构造物(主要构造物)的7天强度应大于30MPa(35 MPa),28天强度达到40 MPa(50 MPa)以上;同时在压浆期间抽出的真空应保持在-0.08~-0.1 MPa内。5-7]。1.1ASTMC827非接触式测量法ASTMC827中提供了一种水泥基浆体材料收缩和膨胀的测试方法。规范中采用的测试装置如图1所示,装置主要由投影光源、
指示球、放大镜系统、指示图表、盛放浆体的模具以及捣棒组成。
灌浆料首先将指示球放置于试样表面的中心位置,将样品放置于投影光源和放大镜系统之间,调整试样的水平位置以使半球的轮廓在指示图表上清晰显示,并位于零刻度处(上述在同一荷载等级下,加固梁的钢筋应变比未加固梁要小。尤其是在梁开裂之后,加固梁的钢筋应变比未加固梁小的更多,而且用无机胶粘贴两层碳纤维布的加固梁比用无机胶粘贴一层碳纤维布的加固梁的钢筋应变小,用无机胶粘贴三层碳纤维布的试验梁比用无机胶粘贴两层碳纤维布的试验梁的钢筋应变小。这说明在用无机胶粘贴碳纤维布加固后,在同一荷载等级下,加固梁的钢筋承受的应力较小,随着碳纤维布层数增加,钢筋应变减少,说明增加碳纤维布的用量,可以进一步改善钢筋的受力状态,即可以有效增大钢筋的屈服荷载。因此,用无机胶粘贴碳纤维布加固钢筋混凝土梁可有效提高其抗弯承载力。步骤在制浆后5m大体积混凝士结构产生温度裂缝,是其内部,盾发展的结果。后的一方面是温度变化引起的应力和应变。另一方面是混凝本身的强度和抵抗变形的能力。混凝土由于水泥水化产生大量水化热,形成瞬态温度场,井加上地基的约束作用,产生很大的拉应力。而当此温度应力大于混凝士的极限抗拉强度时,混凝土就出现裂缝。in内完成)。记录时间并开始测试。前90min内每隔5min记录1次半球指示的位置,在接下来的1h内每隔10min记粘贴纤维法是采用高强度复合材料,用专门配置的粘结树脂或浸湿树脂粘贴在桥梁混凝土构件体面层,使之与原构件组成共同体而一起参与作用力的加固方法。粘贴碳纤维布加固法是一种经常应用于混凝土结构加固增强中的新颖加固措施。碳纤维布具有抗拉强度高、质量轻、柔韧性强、适用面广、施工方便快捷等特点,越来越受到工程技术人员的喜爱并被广泛应用。录1次半球指示的位置,再接下来每隔20min记录1次半球指示的位置,直到浆体硬化。
灌浆料PTGS(PostTensioningGroutsSpecifications)是目前针对灌浆料性能测试方法中较全面、系统的标准规范[2]。其试验方法以ASTM有关测试标准为基础,针对后张预应力孔道灌浆料性能要求的特殊性,特别对流动度、泌水和膨胀、氯离子抗渗等测试方法作了改进。
PTGS规定早期膨胀率的试验方法参照ASTMC940—98a,但作了少许修改。往1000ml的量筒内慢慢注入(800±10)ml新拌浆体,记录浆料液面所到达的刻度(V0);把预应力索插入量筒,并用1个圆塑料薄片套在量筒口,用于对预应力索大体积混凝土在施工阶段,外界气温的变化影响是显而易见的,因为外界气温愈高。混凝土的、浇筑温度也愈高;而外界温度下降,又増加混凝土的降温幅度,特别是气温聚降,会大大增加外层混凝士与内部混凝土的温度梯度,这对大体积混凝土是较为不利的。的固定,使预应力索的轴向与量筒的垂直轴线保持平行,并防止水分蒸发,同时再次记录灌浆料液面到达的刻度(研究了高温对新老混凝土粘结性能的影响,给出了温度对粘结剪切强度的影响公式和剪切面剪切滑移计算公式,分析了冷却方法、粗糙度和界面剂对粘结剪切强度的影响。V1)。开始的1h内每15min读取1次浆体和泌水面分别到达的刻度(分别为Vg、V2),此后每1h记录1次,整个过程共持续3h。
灌浆料本试验方法采用的仪器设备见图2。将玻璃板平放在试模中间位置,并轻轻压住玻璃板。拌合料一次性从一侧倒满试模,至另一侧溢出并**试模边缘约2m采用真空辅助压浆工艺时,在压浆前应对孔道进行试抽真空,启动真空泵,观察真空压力表的读数,真空度宜稳定在-0.06~-0.10MPa范围内。当孔道内的真空度保持稳定时,停泵1min,若压力降低小于-0.02MPa即可认为孔道能基本达到并维持真空。如未能满足此数据则表示孔道未能完全密封,需在压浆前进行检查及更正工作。m。用湿棉丝覆盖玻璃板两侧的浆体。把百分表测量头垂直放在玻璃板*,并安装牢固。在30s内读取百分表初始读数h0;成型过程应在搅拌结束后3min内完成。自加水拌合时起于t时间读取百分表的读数ht。整个测量过程中应保持棉丝湿润,装置不得受震动。成型养护温度均为(20±2)℃。将加水拌合好的灌浆料灌入橡胶袋内,排气,并扎紧袋口,称
量,然后放入250ml的广口瓶中,瓶内空余部分用水填充,再将进行了高强钢绞线网聚合物砂浆面层加固墙体的低周反复荷载试验,对破坏形态、承载力、延性和刚度退化等抗震性能进在整条裂缝上,其宽度是不均匀的,有的位置宽,有的位置窄。平均裂缝宽度是指裂缝长度10%~15%范围较宽区段平均裂缝宽度和裂缝长度10%~15%范围较窄区段平均裂缝宽度的平均值即较大与较小平均裂缝的平均值。无侵蚀介质、无抗渗要求,结构处于正常状态下,较大裂缝宽度不得大于0.3mm。有轻微侵蚀、无抗渗要求时,较大裂缝宽度不得大于0.2mm。有较重侵蚀和抗渗要求时,不得大于0.1mm。混凝土有自防水要求时,不得大于0.1mm。行了对比分析。研究结果表明:采用高强钢绞线网聚合物砂浆加固方法能有效地提高既有建筑砖墙体的极限承载力,改善墙体的延性和刚度退化,从而提高了墙体的抗震性能。分析了相应的加固机理,并提出了高强钢绞线网聚合物砂浆加固既有砖墙体受剪承载力的计算法。1个中心嵌有刻度试管的上盖旋紧,密封,管内注上一定高度的水,上端用液体石蜡密封。自加水开始后0.5h读取初始液面高度,然后每隔0.5h观察液面高度的变化。
灌浆料由于水在水泥水化过程中温度会发生变化,进而产生一定的温度体积变形,故本试验中采用恒温水浴法进行。体积膨胀率国内当前用的掺合料主要是粉煤灰。由于混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后、不但能代替部分水泥,而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应,起到润滑作用,可改善混凝土拌合物的流动性,粘聚性和保水性,并且能够补充泵送混凝土中颗粒在0.315mm以下的细集料达到占15%的要求,从而改善了可泵性。同时依照大体积混凝土所具有的强度特点,初期处于较高随着各种加固工程的开展,界面粘结问题成为人们所关注的研究重点。粘结强度通常是传力过程中的薄弱环节,FRP与混凝土界面发生粘结破坏的主要原因有:(a)粘结剂涂抹的不均匀或不足;(b)混凝土中出现的弯曲制缝或剪切制鑓导致制错处应力集中;(c)混凝土构件表面不平整,(d)疲劳荷载等。试验结果表明,粘结剥高破坏的主要在结构施工以及整个结构正常使用阶段中不会出现明显可见裂缝,但是在桥梁工程施工及运行期间,桥梁结构上普遍存在开裂情况。结构上出现裂缝导致截面削弱,使其刚度及耐久性降低,并引起桥梁结构跨中过度下挠。跨中下挠又会进一步加剧结构混凝土开裂,二者的相互影响较易形成恶性循环。形式有:(a)梁端部的应力集中导致的端部剥高,(b)在较大弯矩处,由弯曲制继引起的向两端扩展的剥高破坏,(c)由剪切制继引起的上下错动的剥离破坏,(d)沿着钢筋发生的层状制u高破坏。除大量的试验研究外,针对FRP粘结l司题提出了各种理论分析模型,如基于断裂力学的分析模型和基于.试验数据的经验公式等加入阻锈剂MCI—A、Sika901及亚硝酸钙后。混凝土试件的抗冻性能略有提高,这主要是因为虽然阻锈剂在一定程度上增加了混凝土的密实度,但又由于迁移型阻锈剂有一定的亲水性.没有本质上改变混凝土的吸水率。迁移型阻锈剂提高混凝加固构件的粘钢质量,可先查看钢板边缘溢胶的色泽均匀程度 和硬化程度,用小锤敲击钢板来检验钢板的有效粘结面积。非锚固区有效粘结面积应大于70%,锚固区有效粘结面积应大于90%。土抗冻性能的幅度要大于亚硝酸钙。。温度条件下,强度增长较快、较高但是后期强度增长缓慢。掺加粉煤灰后、其中的活性Al2O3、S02与水泥水化析出的CaO作用,形成新的水化产物填充孔隙增加密实度,从而改善了混凝土的后期强度。但是值得注意的是,掺加粉煤灰混凝土的早期抗拉强度和极限变形略有降低。按式(5)进行计算:
灌浆料采用非接触式测量法、架百分表法和橡胶袋法的测试结果如图4~图6所示。采用量筒法测试时,在测试的12h内虽然能够观察到量筒中浆体横截面中心处的凸起现象,但对应的体积变化并不明显,或可以认为体积变化量很小,无法清晰准确地记录。笔者认为将量筒法应用于测试膨胀率较大的灌浆料更为合适,若用次应力裂缝是指由外荷载引起的次应力产生的裂缝。次应力裂缝产生的原因有:设计不合理。在外荷载作用下,由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入,较易在某些部位引起次应力导致结构开裂。如两铰拱桥拱脚设计时常采用布置“X"形钢筋、同时削减该处断面尺寸的办法设计铰,理论计算该处不会存在弯矩,但实际该铰仍然能够抗弯,以至不可避免地出现裂缝。构造布置不合理。桥梁结构中经常需要凿槽、开洞,在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算,一般根据经验设置受力钢筋。实践表明,受力构件挖孔后,力流将产生绕射现象,在孔洞附近密集,产生巨大的应力集中。在长跨预应力连续梁中,经常在跨内根据截面内力需要截断钢束,设置锚头,而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。因此,若处理不当,在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。实际工程中,次应力裂缝是产生荷载裂缝的较常见原因。次应力裂缝多属拉、劈裂、剪切性质。次应力裂缝也是由荷载引起,只是按常规一般不计算,但随着现代计算手段的不断完善,次应力裂缝也是可以做到合理验算的。于测试膨胀率较小的灌浆料时,试验者的主观性将对试验结果产生较大影响。
灌浆料试验配制的灌浆料在入模后1h内出现了较大值为0.012%的负向变形。这主要是由于水泥基材料在浇注后迅速发生水化反应,同时伴随着自收缩、塑性沉降现使用面广,质地柔软,可以任意剪裁,因而可以满足各种部位,各种几何尺寸的加固需求,可在一个部位重叠粘贴,充分满足构件的补强要求。当然碳纤维也有缺点,与普通高碳钢类似,其应力应变曲线几乎为直线,断裂为脆性,因而我们用于加固不能取用其极限抗拉强度,需要乘一个系数进行折减。剥离破坏的存在使得纤维布的强度小能完全发挥出来。提高粘贴质量可以在一定范围延缓剥离破坏的发生,但小能完全消除。剥离破坏产生时,纤维布的应力很低,一般只有极限应力的1/8,这就使得加固效果大打折扣。如何更大程度的利用纤维强度,是目前纤维复合材料加固研究的重点。但是,碳纤维加固也存在一些缺点,主要表现为:对结构表面平整度要求较高,且加固费用较高,施工专业化程度高。象的发生[8],产生的体积减缩量较塑性膨胀量显着,故而膨胀率为负值。随着灌浆料中的塑性膨胀组分逐渐充分发生反应,在补偿收缩变形后体积膨胀量迅速增大,当反应进行到8h时,浆体发水泥浆经检测并判定合格后,开启真空机,抽取管道内的空气。确认管道内真空度达到预期要求后,方可开启压浆机进行压浆作业。生初凝,并逐渐失去塑性变形的能力。
关于预应力碳纤维片材加固技术的研究工作是于十年前开始的。在国外起步,英美及加拿大、日本、瑞士等发达国家的许多研究机构在该技术研究方面做了大量研究工作,但由于张拉机具、夹具、锚具等关键技术未能取得突破,进展不大,仅瑞士Sika工程公司与英国Mouchel工程公司在碳纤维张拉设备方面取得部分实用性成果。国内这个方面开展研究工作有清华大学等十多所高校及研究机构,但国内的研究工作主要集中在预应力碳纤维布材方面,关于预应力碳纤维板材的研究较少。安徽合肥安庆无机灌浆料厂家电话|合肥灌浆料供应。