钢丝网砂浆加固混凝土技术及其施工工艺的探讨

摘要：本文在比较常用的混凝土加固法与钢丝网砂浆加固法的基础上，着重阐述了钢丝网砂浆加固混凝土结构的施工工艺，为钢丝网砂浆混凝土加固技术提供了一定有意义的看法。

　　关键词：钢丝网；加固；施工

　　前言  随着社会的飞速发展，人们对建筑的要求越来越高，对己有结构的维护及加固改造也日渐成为人们关心的重点，建筑物需要进行维修加固主要原因有：设计不当导致建筑物不能满足实际使用要求；施工过程出现问题；使用要求或荷载发生改变；建筑物老化；灾害影响等。对结构的维修加固越来越成为建筑业中的重要部分，而对相应的加固方法、材料及工艺的研究也成为一个非常重要的课题。

　　1．常用的混凝土加固方法

　　混凝土结构加固的方法很多，如加大截面法、粘钢板法、预应力加固法、纤维加固法等。几种常用的加固方法如下：

　　（1）加大截面法

　　加大截面法是在构件外部通过增大原构件的截面面积和配筋量从而达到提高构件承载力的一种加固方法，已广泛用于梁、板、柱、墙等混凝土结构，但施工复杂，须要支模、振捣或者压注等，而且要求的现场湿作业工作量大，养护时间较长，对生产生活有一定影响，对结构的自重也有较大的增加，同时也影响到外观和房屋净空。

　　（2）粘钢法

　　粘钢加固法是在混凝土结构表面用建筑结构胶粘贴钢板，使其与原结构共同工作整体受力以提高结构承载力的一种加固方法。它是一种通过体外配筋的方式来提高原结构配筋量的方法，因此，采用这种方法加固时对粘贴钢板所用的结构胶要求较高，必须具有强度高、粘结力强、弹性模量高等特性。粘钢法的优点是施工比加大截面法简便快速，对生产生活影响较小，对结构外形空间等影响不大，因此在房屋和公路桥梁等领域中都被普遍采用。

　　（3）预应力加固法

　　预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或撑杆对结构进行加固的方法。通过施加预应力使拉杆或撑杆受力以影响并改变原结构内力分布，从而降低结构原有应力水平并提高结构的承载力。后加部分和原有结构能较好的共同工作，适用于大跨度结构以及采用一般方法无法加固或加固效果不理想的较高应力应变状态下的大型结构。

　　（4）纤维加固法

　　与钢材相比，纤维复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀、施工容易等优点，特别是碳纤维复合材料，弹性模量高(甚至大于钢材)。而且使用碳纤维加固施工周期短，施工质量容易保证，对结构的尺寸、自重等影响极小，所以碳纤维加固法现在已在许多地方取代了粘钢法。

　　2．钢筋网砂浆加固法

　　2．1 钢丝网砂浆的性能及应用

　　钢筋网砂浆加固法是一种使用小直径（2-6mm）钢筋网砂浆加固混凝土结构的方法。与粘钢法和纤维复合材料加固法相比，此法具有很好的耐热，耐火和耐久性；且成本显着降低。与加大截面法比较，该法直接将砂浆压抹到被加固构件表面，施工明显快捷；且钢筋网砂浆层可较薄，仅稍微增加原结构的尺寸。钢丝网砂浆是一种由钢丝网（钢丝直径为0.5-1.5mm）、水泥、砂（最大粒径2mm）和水组成的复合材料，其中钢丝网又分焊接钢丝网与编织钢丝网。

　　钢丝网砂浆的特性，是与其含钢量和钢材在砂浆中的分散程度有关，实验资料证明，当含钢量达到400kg/m³以上时，钢丝网砂桨就获得了与普通水泥砂浆完全不同的特性，这种几乎匀质的弹性材料，具有弹性好，抗裂性能好，有很大的韧性和抗渗性，可制成各种形状的薄壁结构以减轻自重。普通钢筋混凝土构件易于开裂，钢筋强度不能充分利用，与之相比，钢丝网砂浆的配筋分散性好而且骨料粒径小，因此具有更好的抗裂、抗渗和韧性，可以弥补这些不足。它广泛的被应用于河海中小船舶和浮船坞的制造、建筑与水利工程。

　　2．2 钢丝网砂浆加固混凝土结构的技术特点

　　钢丝网砂浆加固法是在混凝土表面铺设钢丝网，然后压抹或浇注水泥砂浆，使其与原结构共同工作，以提高结构承载力的一种方法。它可广泛用于各种结构类型，如建筑物、构筑物、桥梁、涵洞、隧道等；适合各种结构形状，如矩形、圆形、曲面等；也可用在各种结构部位的加固，如梁、板、柱、节点、拱、壳等。

　　与加大截面法相似，它也是一种体外配筋的加固方法，同样适用于各种梁、板、柱、墙等混凝土结构的加固；但不同的是，钢丝网砂浆加固增大的截面不大，从而减少了对结构自重的增加，对结构外观及空间影响不大，此外还省去了支摸、浇捣等复杂工序。与粘钢、喷射混凝土加固技术相比，钢丝网砂浆加固法施工便捷，施工工效高，湿作业少，不需要大型施工设备，钢丝网可以在现场根据实际情况任意裁剪，不像钢板加固那样须要专门切割；而且钢丝网砂浆木身具有极佳的耐腐蚀性和耐久性，不仅不须要像粘钢法那样定期做防锈维护，而且它本身就可以对内部混凝土结构起到保护作用，达到双重加固的目的；由于钢丝网比较柔软，可以紧贴被加固结构表面，施工技术要求低而施工质量又容易保证。与纤维加固相比，钢丝网砂浆加固具有良好的耐高温性，而且它是一种无机材料，解决了纤维加固因使用有机胶而产生的耐久性问题，同时钢丝网的价格只是碳纤维的1/15-1/30，具有良好的经济效益。

　　3．钢丝网砂浆加固混凝土结构的施工工艺

　　加固效果的好坏与加固层和混凝土构件之间的粘结性能的优劣是紧密联系的。为了能使实际工程中加固梁正常工作到设计使用年限末期而不是过早地发生开裂破坏现象，施工工艺和技术要点是非常重要的。

　　3．1  施工工艺流程

　　（1）构件表面处理

　　除去混凝土构件表面的疏松层、污垢物以及灰尘：采用人工凿毛方法，用铁锤、凿子人力对混凝土构件表面敲打，去除厚度约4～5mm 基本能达到满意的粘接效果；人工凿毛后，用压缩空气除去松散的材料和尘土，再使用高压水冲洗施工面。

　　（2）绑扎钢筋网

　　考虑到冷轧带肋钢筋与砂浆有较高的粘结锚固强度，明显提高构件端部抗剪性能，防止在施工和使用中构件端部由于集中荷载大而造成端部钢筋滑移产生剪切拔出破坏，钢筋网可选用冷轧带肋钢筋；为适应加固结构应力应变滞后，还可采用比例极限变形小的热轧钢筋（Ⅰ、Ⅱ级）；将钢筋网固定在构件表面，同时用细铁丝绑扎。

　　（3）植入抗剪销钉

　　采用机械钻孔并清孔后再植入抗剪销钉；剪切销钉的间距应不小于销钉埋入深度的两倍；销钉与试件边缘的距离应不小于60mm；剪切销钉植筋可采用有机材料植筋、无机材料植筋；应在植入销钉24小时后才能进行下一道工序。

　　（4）界面剂以及复合砂浆的配置

　　在绑扎或焊接好的钢筋网构件上洒少量的水湿润已凿毛混凝土构件表面，有利于界面剂与加固构件的良好粘结。界面剂是涂刷在原混凝土构件表面，用以增强构件与复合砂浆的粘结性能的一种低稠度浆剂，可采用A、B两组份界面剂，A组份为树脂系列减水剂，B组份为水泥基复合超细掺合料的无机界面粉剂。在复合砂浆涂抹前在混凝土梁剪跨部分涂刷配置好的界面剂以增强粘结强度。复合砂浆应根据当时的气温、施工要求，在现场确定合适的复合砂浆配合比，采用人工拌合，随拌随用，尽量在2小时内使用完毕。当施工时间温度过高时，应适当缩少拌成后的使用时间。

　　（5）涂抹复合砂浆及养护

　　人工加压涂抹复合砂浆到梁上，分三次涂抹，第一次将钢筋网与待加固段混凝土表面的空隙抹实，初凝后立即抹第二次，复合砂浆将钢筋网全部覆盖，初凝后再抹第三次至设计厚度， 每次涂抹厚度不宜超过总厚度的一半，尽量避免反复压抹，同时要避免新浇复合砂浆与原构件表面的空洞以确保施工质量。在复合砂浆抹面完成后应及时盖上塑料布，24小时以内对复合砂浆终凝后保湿养护，及时浇水，湿养护7天，自然养护28天。

　　3．2  施工技术要求

　　（1）为减轻复合砂浆钢筋网加固层的应力应变滞后，充分发挥加固层效能，加固前应适量卸载；

　　（2）选用冷轧带肋钢筋网加固时，应采用绑扎，尽量避免焊接对小直径冷轧带肋钢筋本身的损伤；

　　（3）剪切销钉一般应采用表面变形钢筋；剪切销钉植筋锚固深度：有机胶植筋不应小于5d（d 为植筋直径），且不应小于40mm；对于无机材料植筋应不小于8d（d为植筋直径），且不应小于60mm；

　　（4）加固梁按照计算所需钢筋网网孔尺寸施工。当楼板为预制时，可将板撑起用四面包进行梁的抗剪加固；当楼板为现浇时，可以采用U 形加固，采用四面包加固时应注意加固梁所增加的钢筋网要穿过楼板，钢筋上端伸至加固层上层楼板，环抱梁后搭焊；钻通楼板的钻孔孔径不宜大于10mm，钻透截面后，用高压水枪冲洗再注浆；若钢筋网网孔尺寸较小，钢筋网间隔钢筋在楼板上钻孔；

　　（5）复合砂浆抹面完成后应及时加强养护，在复合砂浆养护期间不得拆卸临时支架，避免对梁的扰动；可用小木锤轻轻敲击加固梁表面或采用超声波检查加固层与原混凝土梁之间的粘接效果，不得有较大空洞；

　　（6）根据实际情况，当加固后试件的抗剪承载力提高幅度在40%以上时，宜采取四面包裹的加固方法；同时混凝土梁的抗剪承载力提高幅度不宜超过60%。

　　显然，钢丝网砂浆加固方法是一种快捷简便、经济实惠、加固效果好且适用面广泛的加固方法。特别是与普通钢筋通过适当的方法结合使用后，能产生更佳的加固效果，且降低成本。它不仅能在普通工业民用建筑中对梁、柱、板等构件进行加固，还能凭其优越的耐久性、耐腐蚀性对在环境恶劣的建筑结构进行加固。