新舊混凝土結合 還需了解這四步
混凝土結構在現階段「大行其道」的同時,其耐久性問題一直是各方討論的焦點,由於設計、施工、環境等因素,許多結構需要補強加固,尤其在機場跑道、道路橋樑以及大壩等混凝土結構中,長期反覆作用的荷載和不利的環境因素導致混凝土開裂剝落,此時就需要將損傷的混凝土清除掉,並用新的混凝土進行填充以保證結構的完整,這也就是今天我們談論的重點。
一、新舊混凝土粘結區破壞機理
當採用新混凝土對原結構進行修補時,新舊混凝土只會形成唯一的結合曲面 ,但新舊混凝土粘結破壞曲面是不是唯一的呢?答案是否定的,我們就將這些破壞曲面統稱為「新老混凝土粘結破壞區」。
混凝土雖具有經濟實用,容易成型等優勢,但其也是多孔多相且帶有裂縫的複合材料,混凝土結構組織中存在潛在的缺陷。當在荷載作用下,在這些潛在的裂隙周邊產生高度的應力集中引起的起裂開始,經過比較穩定的裂縫發展過程,擴展到不穩定的裂縫,最後會導致混凝土結構組織完全破壞。
二、新老混凝土粘結機理
當採用新混凝土對原混凝土結構進行修補時,其界面粘結力主要由三部分組成:機械齒合力(主要)、范德華力、化學作用力。
機械嚙合力的來源主要有兩個方面:
1.界面層的水化產物在老混凝土中生長或伸入到老混凝土的空隙中形成緻密結構 ,老混凝土中的未水化或未完全水化部分在新混凝土中生長。
2.老混凝土表面非常粗糙形成的物理機械嚙合力。
界面的范德華力主要是由新老混凝土中的晶體與晶體之間分子相互作用而引起的。
化學作用力的主要來源是老混凝土中的水泥水化產物與界面劑反應 ,生成新的物質 ,將新老混凝土粘結在一起。
三、粘結面強度影響因素
目前國內外諸多學者已經做了不少新老混凝土粘結的研究工作,並取得了一些成果研究表 明,對新老混凝土粘結面主要影響因素為舊混凝土表面粗糙度、舊混凝土強度和界面劑。
1.
界面處理方法決定了表面粗糙度
一般粘結面粗糙度越大,新老混凝土粘結強度越高。但是,當粗糙度達到一定程度後 ,其對新老混凝土粘結性能的影響程度減弱。
2.
混凝土強度
舊混凝土強度較高,沒有薄弱的外皮,而新混凝土則需要高於原混凝土強度,才能獲得很好的粘結面,粘結強度也較高。
3.
界面劑
經過粗糙度處理的老混凝土表面塗刷卡本界面劑可改善老混凝土的粘結微觀結構,提高粘結性能,提高的幅度隨界面劑種類的不同而異,一般達 8%~ 60%。
四、新舊混凝土修復處理的發展展望
文章在影響粘接因素中,提到的選用合理的處理方法和對新舊混凝土的強度確定,這兩種因素,無論是選用增設鋼筋還是選用提到的界面劑處理,都是必經之路。何種修復方式,能滿足強度要求,植筋技術確實效果顯著,但人們把更多的目光聚焦於施工更加方便的界面劑領域。
現目前,界面劑主要分為水泥基界面劑、卡本環氧基界面劑、聚合物類界面劑三大類,其粘接效果隨著不斷的優化,將會成為新舊混凝土粘接領域的新趨勢。


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