高性能复合砂浆钢筋网在中小学校舍加固中的应用

高性能复合砂浆钢筋网在中小学校舍加固中的应用

高性能复合砂浆钢筋网在中小学校舍加固中的应用

[摘要]：本文作者结合多年的工作经验，以汶川地震为工程实例，并通过对高性能复合砂浆钢筋网加固砌体结构的方法的探讨，希望此施工方法可以给到同行的借鉴。

[关键词]：加固技术；高性能复合砂浆

[abstract] : this paper the author combined with years of the worked experience, to wenchuan earthquake for engineering example, and through the high-powered composite reinforcement fabric reinforcement mortar masonry structure method, this paper hope the construction method can give to peer for reference.

[key words] : strengthening technology; High-powered composite mortar

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

概述

汶川地震中，中小学校舍破坏严重，导致了严重的人员伤亡和财产损失。汶川地震后，各级政府高度重视中小学校舍的安全，对中小学校舍进行了全面的检测与抗震加固。中小学校舍有相当一部分为砖砌体结构，传统砖砌体房屋加固方法有：外加混凝土构造柱和圈梁、外加钢筋水泥砂浆面层、压力灌浆法、粘钢加固、粘贴碳纤维材料加固、增设抗震墙等方法。JgJ116-98《建筑抗震加固技术规程》对砌体房屋分抗震承载力不满足要求、房屋整体性不满足要求、房屋中易倒塌部位、扭转效应明显四种情况较为全面的介绍了砌体房屋的加固方法。

本文介绍的高性能复合砂浆钢筋网加固砌体结构的方法是在大量实验理论研究基础上，以传统加固方法为基础并有所创新的一种加固方法，相比于其他加固技术，其具有造价低、施工速度快等优点，

已经在多个工程实际应用。在长沙市中小学加固中，有60多所中小学采用了这项加固技术，取得了良好的社会、经济效益。

高性能复合砂浆钢筋网加固技术加固流程及要点

高性能复合砂浆钢筋网加固流程依次为：构件表面处理、植剪切销钉、绑扎钢筋网、涂抹界面剂、抹复合砂浆、养护。

构件表面处理：加固前先凿除墙体表面的装饰层、粉砂层，再对墙体表面进行粗糙度处理，以达到加固构件的粗糙度要求。对于混凝土结构，可使用多齿头凿毛机进行构件表面处理。实践表明，多齿头凿毛机对于混凝土构件表面处理具有施工快、凿毛效果好、均匀性好等优点，控制构件表面粗糙程度效果非常好。该产品已经取得了国家专利。对于砖砌体结构，尤其是中小学校舍中常出现的空斗墙结构，由于墙体表面多不平整，整体性差，离散性大，工作时容易造成砖砌体材料的破坏，故采用甩素水泥砂浆的办法来处理表面。

植剪切销钉：在墙体表面植入剪切销钉的目的是提高墙体与复合砂浆条带界面的抗剪能力。剪切销钉采用热轧变形钢筋，直径为6mm。预先加工成L形，外露边长30mm。销钉工艺流程如下：1）在原构件上对需要植销钉的位置画线定点；2）电锤钻孔。钻孔直径为10mm；3）清孔。对孔内注水，起到清洗和润湿的作用；4）注胶植筋。待孔内不留明水，注入无机植筋胶，植入剪切销钉。植入深度为60mm，间距490mm。植筋胶为新型的无机植筋胶，在传统的无机植筋胶中添加一种新的组分：超细标准石英砂，相对于高性能水泥和矿物外加剂等，石英砂充当了粗骨料的成分，改善了胶体的级配关系。此外，由于采用石英砂，此种无机植筋胶还能大幅度的降低无机植筋胶的成本。

绑扎钢筋网：按照设计要求放线定位后，在原构件表面进行钢筋网的绑扎，钢筋网固定于销钉之上。

涂抹界面剂：为使复合砂浆条带与墙体共同工作，保证加固效果，可对墙体表面涂刷一层界面处理剂，加强界面的粘结性。界面剂由A、B两组分构成（简称AB组分界面剂），A组分为树脂系列减水剂为水剂；B组分为水泥基复合的含硅灰、粉煤灰等超细掺合料组成的无机界面粉剂。

抹复合砂浆：高性能复合砂浆组成成分为32.5级普通硅酸盐水泥、中河砂以及由聚丙烯纤维、钙矾石型膨胀剂、减水剂、硅灰、粉煤灰等超细掺合料组成的高性能复合砂浆添加剂（HPPC）。设计强度等级为M30。该复合砂浆具有强度高、抗裂性能和抗渗性能好等优点。尤其是其较高的强度，对于建成二三十年以上的砖砌体房屋加固能达到很好的加固效果。高性能水泥复合砂浆宜手工用力抹在原构件表面，一般分三次抹灰：第一次用力将复合砂浆塞满钢筋网格；第二次为初步找平；第三次为表面压光，高性能水泥复合砂浆厚度为25mm。

养护：抹完复合砂浆后，需进行洒水养护。

有关高性能复合砂浆钢筋网加固技术的研究

实验室对于高性能复合砂浆钢筋网加固后的砌体结构进行了抗

压能力和抗剪能力的实验研究论证。

1、抗压性能研究

图a实验室加固砖柱抗压实验装置

选取了5组15个试件，试件高度为725mm,试件宽度360mm，试件厚度240mm。试件的砌筑砂浆强度等级为M5。第一组试件均未加固，第二组试件为砂浆面层厚度为25mm的单面加固，第三组试件为砂浆面层厚度为35mm的单面加固，第四组试件为砂浆面层厚度为25mm的双面加固,第五组试件为砂浆面层厚度为35mm的双面加固。

根据实验结果，第二组试件开裂荷载提高幅度为51.5,破坏荷载

提高幅度为51.5%;第三组试件开裂荷载提高幅度为57.9%,破坏荷载提高幅度为96.1%;第四组试件开裂荷载提高幅度为68.7%,破坏荷载提高幅度为120.3%;第五组试件开裂荷载提高幅度为136%,破坏荷载提高幅度为163.6%.

对于高性能复合砂浆钢筋网钢筋网加固的砖砌体可采用以下公式进行计算：

―加固砖墙竖向承载力设计值；

―加固砖墙稳定系数；

―分别为墙体，复合砂浆，受压钢筋截面面积；

―空斗墙砌体抗压强度设计值；

―为高性能复合砂浆轴心抗压强度设计值；

―考虑剥离效应后HPFL加固层与砖墙共同工作系数；

ηs-钢筋强度利用系数；

2、抗剪性能研究：

图b实验室加固砖墙抗剪实验装置

通过对几组试件的侧向抗推实验，试件初裂荷载提高幅度为40%~50%左右，极限荷载提高幅度为20%~60%左右。此外，还对加固墙体的延性、刚度、抗震性能进行了研究。研究表明，经过复合砂浆钢筋网加固的墙体与未加固的墙体相比，延性、刚度及抗震性能都得到了较大的改善。

中小学校舍中存在一部分空斗墙结构校舍，对于空斗墙结构，抗剪承载力可以采用以下公式计算：

圈梁构造柱模型：

―墙体受HPFL约束工作系数，对高宽比为1墙体，单面加固取1.06，双面加固取1.27；

―HPFL构造柱砂浆参与抗剪工作系数，按文献[55]，取0.68；

―分别为未加固空斗墙抗剪强度平均值，复合砂浆抗拉强度平