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計而成的一種水泥基復合材料,同傳統混凝土及傳統纖維混凝土相比,高延性混凝土在硬化后具有顯著的應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。
應力應變特性類似于鋼材,也稱“可彎曲混凝土”。
極限拉伸應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、設計中應考慮其的受拉剛化效應。
單板拉伸試驗應力應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
應用范圍
(1)高延性混凝土用于砌體結構加固改善砌體的脆性,增加砌體結構的整體性,提高砌體結構的抗震性能。
(2)高延性混凝土用于混凝土結構加固改善混凝土結構的延性,提高結構的抗震性能。
(3)高延性混凝土用于結構的關鍵部位增強結構的變形能力,提高結構的耗能能力。
(4)高延性混凝土用于市政、鐵路工程增加結構的耐久性,提高結構的使用年限。
(5)高延性混凝土用于裝配式建筑減小構件尺寸,減輕構件重量,提高房屋整體性。
二、傳統鋼筋網片加固同高延性混凝土加固工藝對比
傳統鋼筋網片加固工藝流程:
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→鉆孔布置S形穿墻筋→綁扎鋼筋網片→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 →綁扎鋼筋網片
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、傳統鋼筋網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力為0.46MPa,加固前該墻段抗力與地震力比(即抗震效應比)為0.65,小于1,不滿足抗震承載力要求。
一、加固方案及計算:
采用傳統的鋼筋網砂漿面層雙面加固
根據《建筑抗震加固技術規程》(JGJ116-2009)表5.3.2-1,要使該墻段抗震效應比大于1,需采用面層厚度為40mm,砂漿強度M10,鋼筋網規格為直徑Φ6,鋼筋間距300mm,雙面加固,其增強系數為1.65,加固后墻段抗震效應比=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,等效彎曲韌性指數不小于60KJ/m3。根據《高延性混凝土加固砌體結構圖集》(陜16G12)表4.6.3,采用15mm面層厚度,單面加固時,其增強系數為1.97,加固后墻段抗震效應比=1.97x0.65=1.281>1,滿足抗震承載力要求。