一、高延性混凝土的力學特性及運用范圍
力學特點
高延性混凝土是基于微觀力學原理設(shè)計而成的一種水泥基復合材料,同傳統(tǒng)混凝土及傳統(tǒng)纖維混凝土相比,高延性混凝土在硬化后具有顯著的應(yīng)變硬化特征及裂縫無害化分散能力,其特點如下:
高韌性、高強度、高抗裂性及高耐損傷能力。
應(yīng)力應(yīng)變特性類似于鋼材,也稱“可彎曲混凝土”。
極限拉伸應(yīng)變相當于普通混凝土的200倍以上。
(1)單軸拉伸特點:
a、開裂以后強度保持增長;
b、拉伸變形達到普通混凝土的200倍以上;
c、設(shè)計中應(yīng)考慮其的受拉剛化效應(yīng)。
單板拉伸試驗應(yīng)力應(yīng)變曲線拉伸后的多裂縫擴展
(2)抗壓及劈裂性能特點:
a、受壓破壞具有一定韌性;
b、劈裂試驗具有明顯韌性。
普通混凝土(C60)高延性混凝土(Cd60)抗壓及劈裂試驗
(3)二次受壓性能特點:
a、破壞后二次加載仍具有較高的殘余強度(90%)
b、具有較大應(yīng)縮變形(7%)時仍具有良好的完整性。
c、耐損傷能力明顯提高;
d、延性越好,殘余強度越高;
e、受損以后,強度還能繼續(xù)保持增長,具有一定的自修復功能。
受壓破壞后二次抗壓試驗
應(yīng)用范圍
(1)高延性混凝土用于砌體結(jié)構(gòu)加固改善砌體的脆性,增加砌體結(jié)構(gòu)的整體性,提高砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能。
(2)高延性混凝土用于混凝土結(jié)構(gòu)加固改善混凝土結(jié)構(gòu)的延性,提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。
(3)高延性混凝土用于結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位增強結(jié)構(gòu)的變形能力,提高結(jié)構(gòu)的耗能能力。
(4)高延性混凝土用于市政、鐵路工程增加結(jié)構(gòu)的耐久性,提高結(jié)構(gòu)的使用年限。
(5)高延性混凝土用于裝配式建筑減小構(gòu)件尺寸,減輕構(gòu)件重量,提高房屋整體性。
二、傳統(tǒng)鋼筋網(wǎng)片加固同高延性混凝土加固工藝對比
傳統(tǒng)鋼筋網(wǎng)片加固工藝流程:
剔除原砌體墻體粉刷層并清除表面浮塵→破除部分地面、開挖墻體基礎(chǔ)→鉆孔布置S形穿墻筋→綁扎鋼筋網(wǎng)片→墻體砌體潤濕→壓抹第一道水泥砂漿→壓抹第二道水泥砂漿并收面
剔除原砌體墻體粉刷層→開挖墻體基礎(chǔ) →綁扎鋼筋網(wǎng)片
墻面潤濕 → 壓抹第一道水泥砂漿→ 壓抹第二道水泥砂漿
高延性混凝土加固工藝流程:
剔除原砌體墻體粉刷層并清除表面浮塵→墻面潤濕→壓抹高延性混凝土并收面
剔除粉刷層 → 墻面潤濕 → 壓抹高延性混凝土
三、傳統(tǒng)鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固同高延性混凝土加固墻體案例對比
工程概況:四層單廊學校建筑,層高3.6米。長51米,寬8.4米,每層5間教室,東西端部各有一部樓梯。取一層二間教室之間的一段橫墻為例,該段橫墻長6.6米,高3.6米,墻厚為240mm,墻體砂漿標號M2.5,磚砌體為Mu7.5,該墻體平均豎向壓應(yīng)力為0.46MPa,加固前該墻段抗力與地震力比(即抗震效應(yīng)比)為0.65,小于1,不滿足抗震承載力要求。
一、加固方案及計算:
采用傳統(tǒng)的鋼筋網(wǎng)砂漿面層雙面加固
根據(jù)《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》(JGJ116-2009)表5.3.2-1,要使該墻段抗震效應(yīng)比大于1,需采用面層厚度為40mm,砂漿強度M10,鋼筋網(wǎng)規(guī)格為直徑Φ6,鋼筋間距300mm,雙面加固,其增強系數(shù)為1.65,加固后墻段抗震效應(yīng)比=1.65x0.65=1.072>1,滿足抗震承載力要求。
采用高延性混凝土面層單面加固
采用的高延性混凝土指標為:抗壓強度大于50MPa,等效彎曲強度大于4.5MPa,等效彎曲韌性指數(shù)不小于60KJ/m3。根據(jù)《高延性混凝土加固砌體結(jié)構(gòu)圖集》(陜16G12)表4.6.3,采用15mm面層厚度,單面加固時,其增強系數(shù)為1.97,加固后墻段抗震效應(yīng)比=1.97x0.65=1.281>1,滿足抗震承載力要求。