時間:2023-05-30 10:37:00
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇玻璃纖維布,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:玻璃纖維增強塑料 加固 混凝土梁 抗彎極限承載力
引言
加固修復混凝土結構技術,是近年來在發達國家興起的一項新型加固技術。該項技術利用樹脂類材料把纖維材料粘貼于結構或構件表面,形成復合材料體FRP。通過其與結構或構件的協同工作,達到對結構構件補強加固,以及改善受力性能的目的。用FRP材料加固混凝土結構具有易于施工、耐腐蝕、基本不改變結構自重、加固后能提高混凝土構件剛度、強度等優點。目前,國內外對于FRP加固鋼筋混凝土梁的研究主要集中碳纖維布加固混凝土構件上,對玻璃纖維布加固混凝土構件研究得較少。玻璃纖維具有造價低、延伸率高等優點,因此對于玻璃纖維布加固鋼筋混凝土梁的研究具有重要意義。本文將對6根采用GFRP布加固的混凝土抗彎梁和2對比梁,進行加固梁抗彎性能試驗研究,對用玻璃纖維增強塑料(GFRP)加固鋼筋混凝土梁后的受彎破壞特征,以及對梁的極限承載力、剛度等的影響,進行系統的研究分析。
1 試驗概況
1.1試件設計及制作
為通過試驗得出玻璃纖維加固混凝土受彎構件的工作性能,包括加固對承載力、剛度、延性的影響以及加固量對加固效果的影響。本次試驗共制作4組試件,共計8根,設計尺寸為1800mm*200mm*100mm試驗梁,配筋及截面尺寸見圖1。
試驗所用玻璃纖維是南京產SGFW430,其力學性能指標見表1。試驗梁所采用的混凝土設計強度等級為C25,實測混凝土立方體抗壓強度為26.6N/mm2。梁的編號及加固方式等參數詳見表2。
1.2 測點布置及加載方式
梁GF1-1、GF1-2、GF2-1、GF2-2應變片布設為:梁跨中截面上混凝土底、頂面中央各設1片,纖維布上設1片,鋼筋上布設2片(分別位于兩受拉鋼筋上);梁GF3-1、GF3-2應變片布設為:梁跨中截面上混凝土底、頂面中央各設1片,梁底各層纖維布上對應位置各設1片,梁兩側面各層纖維布上各均布3片。試驗采用反力架倒掛液壓千斤頂,加載方式為兩點加載.,由分配梁實現兩點加載。試驗過程中采用壓力傳感器控制每級荷載,采用電阻應變儀量測應變片讀數和百分表量測位移。
2 試驗結果和分析
2.1 平截面假定
根據采集的應變片讀數分析,GFEP布加固后的混凝土梁截面應變沿梁高度h方向的分布基本符合平截面假定,如圖-4所示,因此,在計算和分析的過程中,可以把平截面假定作為一個基本假定。
2.2 承載力及其破壞特征
所有試驗梁均加載至極限破壞狀態,試驗結果見表3。
由表3可以看出,粘貼CFRP布可以延緩構件開裂,粘貼量對開裂荷載的提高并無顯著影響,但是粘貼量對極限承載力的影響較大,加固量越多,承載力提高越多,但是極限承載力的提高程度和粘貼量不成正比。強玻璃纖維在加載初期發揮的作用較小,在加載后期,特別是鋼筋屈服后,其高強性能得以充分發揮。
2.3 撓度與延性
由圖-5中各試驗梁的荷載-撓度曲線可以看出,同樣荷載作用下,加固后梁的撓度比未加固梁的撓度小,在鋼筋屈服后這個現象更明顯,這說明玻璃纖維布對提高梁的剛度有一定作用。但由于玻璃纖維布很薄,彈性模量低,所以在鋼筋屈服以前GFRP布對構件剛度的影響較小。試驗研究也發現,玻璃纖維加固量越大,剛度提高越多。同時,加固形式對剛度也有影響,例如側面包覆纖維布對剛度的提高很有效。但隨著加固量的增多,剛度的提高越來越慢。
研究發現,混凝土梁開裂、鋼筋屈服以后,GFRP布的作用開始顯現,這是由于GFRP布阻止了裂縫的迅速擴展,使中性軸上移緩慢。說明在鋼筋屈服后,玻璃纖維布顯著提高了梁的剛度。與此同時,GFRP布與鋼筋的共同作用會減弱鋼筋塑性變形對提高構件延性的作用,使結構延性有所降低。
2.4 裂縫開展情況
所有試驗梁均出現彎曲裂縫。對比梁裂縫出現較早,裂縫一旦出現擴展較快,裂縫少而寬,當鋼筋屈服后主要裂縫急劇擴展,梁的撓度迅速增大,但承載力增加很小。加固梁受GFRP布約束作用,裂縫出現稍晚且擴展十分緩慢,極限荷載時彎曲裂縫多而細,擴展長度和寬度均小于對比梁。加固梁在梁底還可能出現水平裂縫,裂縫位置多發生在梁的跨中及端部附近。跨中裂縫預示可能發生GFRP布與混凝土基層間粘結剝離破壞;端部裂縫則是由于梁靠近支座處剪切力較大,可能導致保護層混凝土剪切受拉剝離破壞。
3 結論
1)、玻璃纖維布加固的鋼筋混凝土梁,截面的平均應變仍然符合平截面假定,可以作為一個基本假定。
2)、由試驗研究可知:通過用玻璃纖維布來提高鋼筋混凝土結構的受彎承載力的補強加固方法是有效的,玻璃纖維布加固鋼筋混凝土梁,其開裂荷載、極限荷載均有一定的提高,其中極限荷載提高得最為顯著,加固效果明顯。對于低配筋率的梁加固效果更為顯著,隨著層數的增多,這種提高幅度相應減小。
3)、極限荷載的提高倍數隨著加固量的增加先增加后降低,這說明當纖維布用量較少時,效率較高,提高幅度相對較大;隨著纖維布用量的增多,這種提高幅度相應減小。
4)、玻璃纖維為完全彈性材料,與鋼筋的共同工作減弱了鋼筋塑性變形對提高構件延性的作用,因此粘貼玻璃纖維布的構件延性較未加固構件有所降低。
5)、纖維布的用量影響梁的破壞形態,隨著纖維布用量的增加,破壞形態由布發生粘結破壞、拉斷破壞轉變為受壓區混凝土壓壞。
6)、粘貼玻璃纖維布的試驗梁的撓度小于對比梁的撓度,玻璃纖維布的使用可以增加構件的抗彎剛度,這個現象在鋼筋屈服以后更明顯,并且抗彎剛度隨GFRP布用量的增大而提高。
參考文獻
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關鍵詞: 陶瓷薄板;玻璃鋼復合材料;輕質高強
1前 言
目前高檔建筑裝飾市場外墻裝飾材料大多為天然石材,但石材是天然礦產,開采難度大,且產量小、重量大、強度差,放射性容易波動超標,不符合綠色環保產品的要求。蒙娜麗莎生產的900mm×1800mm×3.5mm的大規格陶瓷薄板,重量只有普通墻地磚的 1/3~1/2,可節約原料 40%~60%,節約能源 30%~40%,減少煙氣排放20%以上。同時可大幅度降低建筑荷重。因此,大規格陶瓷薄板的研究開發對建筑陶瓷行業的發展具有舉足輕重的作用。然而,大規格陶瓷薄板因其面積大、厚度薄,破壞強度低等問題限制了其使用范圍。本研究通過在陶瓷薄板背面復合玻璃鋼材料,大大提高了陶瓷薄板的強度,以拓寬其應用范圍。
2 實驗
2.1實驗材料
陶瓷薄板采用廣東蒙娜麗莎陶瓷有限公司生產的900mm×1800mm×3.5mm規格產品;雙酚A型環氧樹脂(E44型)、593型固化劑(二乙烯三胺類改性)及稀釋劑丙酮由佛山化工廠生產;玻璃纖維布(厚度0.3mm)由佛山市興國玻璃纖維有限公司提供。
2.2實驗過程
如圖1所示,該復合型強化陶瓷薄板包括陶瓷薄板1和玻璃鋼材料2。所述玻璃鋼組合材料中樹脂選用雙酚A型環氧樹脂,重量百分比占60%~80%。固化劑選用脂肪多元胺類及其改性物,重量百分比占10%~20%。稀釋劑選用丙酮,重量百分比占10%~20%。經室溫24h固化后玻璃鋼層厚度為0.3~1.5mm,包含1~3層0.3mm厚的玻璃纖維布。
具體操作步驟為:首先將1.5kg 593型固化劑在2分鐘內均勻加入到7kgE44型環氧樹脂中,邊加邊攪拌,加完后再加1.5kg丙酮稀釋劑攪拌均勻組成玻璃鋼樹脂膠液備用,該膠液須在半小時內用完,否則粘度變大,影響施膠效果。再將900mm×1800mm×3.5mm陶瓷薄板背面用100目砂紙簡單打磨清潔處理后,涂覆一層配好的膠液,保證充分潤濕磚面后再在上面平鋪一層厚度為0.3mm、尺寸為920mm×1820mm的玻璃纖維布,再涂覆膠液,繼續平鋪第二層玻璃纖維布,再涂覆膠液,這樣形成具有兩層玻璃纖維布的復合玻璃鋼材料;同樣可以得到三層玻璃纖維布的復合材料,可按實際需要選擇所需的玻璃纖維布層數,經室溫放置24h固化后即得玻璃鋼強化陶瓷薄板。玻璃鋼層厚度與膠液涂覆厚度及玻璃纖維布厚度相關,操作過程中需保證玻璃纖維布完全浸潤膠液。
3 結果與討論
由于復合材料彈性太好,如果規格太大,測試強度時試樣即使壓到測力儀操作臺面上也不會斷裂。故我們將復合型強化陶瓷薄板切成300mm×300mm規格,對比相同規格的陶瓷薄板基體,通過DFM智能數字測力儀測得的抗折強度及破壞強度如表1。
由上表可知,與陶瓷薄板基體相比,復合3層玻璃纖維布的陶瓷薄板抗折強度提高了2.8倍,破壞強度提高了將近5倍,真正達到了輕質高強。
試驗過程中我們對比了兩種玻璃鋼材料,發現用不飽和聚酯樹脂玻璃鋼體系因固化時收縮率太大(4%~6%),與吸水率小于0.3%的陶瓷薄板粘結力不強,容易剝離。而環氧樹脂體系固化收縮率相對較小,一般為1%~2%。并含有較多的活性極大的環氧基、羥基以及醚鍵、胺鍵、酯鍵等,這些極性基團賦予環氧固化物以極高的粘接強度及內聚強度,因此它的粘接性特別強,理化性能優良。成品具有很好的化學穩定性,耐堿、酸、鹽等多種介質腐蝕。綜合性能比普通的不飽和聚酯樹脂玻璃鋼強很多,因此我們選用環氧樹脂體系。
關鍵詞:玻璃鋼管道 樹脂 固化劑 玻璃纖維
中圖分類號:TB47 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)08(b)-0070-02
1 工藝原理
玻璃鋼管道連接采用手糊成型工藝,又稱接觸成型,是樹脂基復合材料生產中最早使用和應用最普遍的一種成型方法。手糊成型工藝是以加有固化劑的樹脂混合液為基體,以玻璃纖維及其織物為增強材料,通過手工涂刷和粘貼玻璃纖維及其織物,使二者粘接在一起,作為玻璃鋼管道及管件連接的一種工藝。基體樹脂通常采用不飽和聚酯樹脂或環氧樹脂,增強材料通常采用無堿或中堿玻璃纖維及其織物。
2 玻璃鋼管道手糊成型連接工藝流程
施工準備配膠對接定位防滲層糊制結構增強層糊制外保護層糊制固化糊制表面修整。
2.1 施工準備
(1)施工所需的圖紙、施工方案、交底等技術文件準備齊全。
(2)材料已到貨并檢驗合格。
主材包括玻璃鋼管、管件、閥門墊片等,輔助材料包括:不飽和聚酯樹脂、乙烯基樹脂、環氧樹脂(樹脂種類與管道設計要求一致,這里我們選用的是9609SP不飽和聚酯樹脂型號)、玻璃纖維表面氈、玻璃纖維短切氈、纏繞無捻粗紗、玻璃纖維方格布、促進劑、固化劑等。將玻璃纖維表面氈、玻璃纖維短切氈、玻璃纖維方格布提前裁剪為要求寬度作為備用材料,有鎖邊的布將鎖邊剪掉。短切氈邊口用手撕毛。(如圖1)
(3)施工作業所需人員配置已到位并經安全技術培訓合格滿足施工需要。
(4)施工所需的工機具已按要求配備齊全,機械、機具有關的負荷實驗、計量鑒定證書、使用證、能力鑒定等法定機構頒發的現行有效合格證應齊全。
(5)管道連接坡口打磨。
接口打磨時用角磨機將連接端面打磨成45°坡口,要求坡口底部只留下內襯層。為保證糊制表面的粘接強度,將管道表面打磨粗糙,要求表面平整同時保持一定的粗糙度,嚴禁出現亮面。打磨尺寸比手糊尺寸稍大,防止邊緣局部粘接不牢、分層或翹曲。
2.2 配膠
將樹脂倒入臨時存放膠桶,倒入樹脂量應以滿足每次糊制需要量為準。根據操作區域的溫度、濕度,加入一定量的促進劑(鈷鹽),要求不超過3%;攪拌均勻,攪拌均勻后備用。用樹脂膠盆取一定量的樹脂,要求每次最多不超過3 kg,加入固化劑,攪拌均勻備用。具體參數見表1。
2.3 對接定位
(1)對接前,用毛刷或風機吹掃接口兩邊表面留下的粉塵,檢查接口表面是否符合糊制要求,不合格應重新打磨吹掃,直至合格為止。然后將兩邊的管道對正找平,使中間的離縫盡可能地小,并用水平儀檢查管線是否水平,軸心線是否在同一直線上,方向是否正確。
(2)將少量短切氈在配置好的膠液中充分浸潤,將浸潤好的短切氈在打磨接口部位糊制1~2個固定點,防止接口在糊制過程中發生位移。糊制固定點時一定要將接口對齊。待固化完全,有一定強度后進行下一步操作。(如圖2~圖3)
2.4 防滲層糊制
(1)涂刷富樹脂:用毛刷將富樹脂均勻涂刷在打磨表面,富樹脂用量控制在200~250 g/m,防止流掛等現象發生。
(2)填補接口:用浸潤好樹脂的纏繞無捻粗紗或撕碎的玻璃纖維端切氈填補“V”型坡口,保證接口表面保持密實、平整,樹脂含量大于75%以上。
(3)涂刷富樹脂:用毛刷將富樹脂均勻涂刷在打磨表面及V型坡口填充后區域,富樹脂用量控制在200~250 g/m,防止流掛等現象發生。
(4)過渡粘貼層糊制:將在樹脂中浸潤后的玻璃纖維短切氈糊制上去(450 g/m2玻璃纖維短切氈,需糊制2層),樹脂含量控制在72%以上,操作過程中應盡可能將氣泡脫除干凈,不能有褶皺、翹曲、白絲、干氈等現象。
(5)再次涂刷富樹脂,富樹脂用量控制在200~250 g/m2,防止流掛等現象發生。
(6)將在樹脂中浸潤后的玻璃纖維方格布糊制上去(400 g/m2或600 g/m2的玻璃纖維方格布,需糊制2層),樹脂含量控制在45%以上,由于防滲材料力學性能較差,樹脂含量較高,糊制過程中防止管道接口底部在重力作用下發生下墜現象,導致防滲層不起作用,因此最外層玻璃纖維方格布糊制兩層,保持一定的張力,防止接口底部防滲層下墜。(如圖4)
2.5 結構增強層糊制
(1)防滲層固化完全后(固化時間約30 min),用角磨機打磨防滲層表面,然后均勻涂刷一層富樹脂。
(2)將在樹脂中浸潤后的玻璃纖維方格布糊制上去(400 g/m2或600 g/m2的玻璃纖維方格布需糊制4~6層),樹脂含量控制在45%以下。
(3)將在樹脂中浸潤后的玻璃纖維短切氈糊制上去(450 g/m2玻璃纖維短切氈,需糊制1層),樹脂含量控制在75%以下。
注:糊制過程中嚴禁出現褶皺、樹脂堆積、流膠、白絲、干布、干氈等現象。糊制過程中要求玻璃纖維方格布保持一定的張力,防止重力作用發生下墜現象。玻璃纖維方格布浸漬樹脂時應預浸,擰干后再往接口上糊制,嚴禁直接用干布包纏接口,然后在干布上涂抹樹脂的方式糊制。
2.6 外保護層糊制
(1)過渡接層:將在樹脂中浸潤后的玻璃纖維短切氈糊制上去(450 g/m2玻璃纖維短切氈,需糊制2層),樹脂含量控制在75%以上。
(2)將在樹脂中浸潤后的玻璃纖維表面氈糊制上去(30 g/m2玻璃纖維短切氈,需糊制1層),樹脂含量控制在92%以上,玻璃纖維表面氈工藝操作性差,氣泡脫除困難,需進行輥壓或毛刷驅趕。
(3)涂刷富樹脂,富樹脂用量控制在200~250 g/m2,防止流掛等現象發生。
2.7 固化
通常情況在常溫固化時間約為24 h,達到最佳強度為48 h,當氣溫過低或濕度較大時,應采用加熱固化,加快樹脂固化速度,提高樹脂固化度。
2.8 糊制表面修整
固化完全后,用鏟刀或打磨機去除表面毛刺,保證糊制表面光滑平整,最后用角磨機整體打磨糊制接口表面進行修整,至此管道手糊連接工作結束。(如圖5)
3 手糊接口質量控制要點
手糊接口質量取決于原材料質量、操作人員的技術水平、環境條件和工藝過程控制,要控制好接口質量要做好以下幾方面的工作。
3.1 原材料質量控制
(1)采購原材料應嚴格按照質量管理體系要求,選擇合格分供方產品。
(2)所有手糊原材料必須經公司質檢部門檢驗合格。
(3)所有手糊原材料應做好各種防護措施,防止雨淋、暴曬。同時注意防火、防爆。
(4)由于手糊接口操作環境比較惡劣,為防止原材料力學性能下降,所有原材料應存放在陰涼干燥的環境中。
(5)手糊原材料管理應采用少領多次的原則,領用原材料嚴禁退庫,防止原材料污染。
3.2 環境條件的控制
(1)玻璃鋼較適宜的成型溫度為15 ℃~25 ℃,當溫度低于5 ℃時應調整固化劑種類、促進劑種類,同時采取加熱措施,保證玻璃鋼制品質量。
(2)玻璃鋼較適宜的成型濕度應控制在相對濕度60%以下;當相對濕度超過80%時,應停止作業,由于水對樹脂固化起阻聚作用,防止樹脂不固化等現象發生。
(3)玻璃鋼較適宜的成型風速為小于1 m/s;當風速超過3 m/s時,應停止作業,防止表面苯乙烯過度揮發,形成表面發粘或泛白,導致樹脂固化不完全或內部樹脂不固化等現象。
3.3 手糊工藝過程控制
(1)嚴格控制樹脂凝膠時間。由于樹脂固化是放熱反應,凝膠時間過短,放熱集中,容易形成裂紋、燒白、炸裂等現象;凝膠時間過長,樹脂在重力作用下,容易形成流膠現象,導致接口上表面樹脂流空,底部樹脂堆積,形成接口滲漏。為保證凝膠時間合理,每次膠液配制之前應做小樣試驗,以確定樹脂配比。
(2)驅趕氣泡。每糊制一層應用壓輥仔細將氣泡脫除,氣泡過多影響玻璃鋼力學性能和防滲漏性能。糊制過程中應使增強材料浸透樹脂,嚴禁在增強材料沒有浸潤的情況下,進行下道工序。
(3)增強材料裁剪控制。增強材料裁剪應根據接口尺寸要求進行裁剪。保證糊制過程中層與層之間清晰,防止漏糊、多糊等現象發生,導致糊制接口表面不平整。
參考文獻
關鍵詞:建筑外墻;技術分類;保溫材料
1、保溫節能技術的分類
1)外墻內保溫施工是在外墻結構內部加做保溫層。內保溫施工速度快,操作方便,施工技術成熟。但內保溫會占用室內使用面積,“熱橋”問題不容易解決,墻體容易開裂,而且電廠建筑內部還有許多管道、電纜等支架,他們的施工會破壞內墻保溫結構,所以不適宜電廠建筑墻體保溫。2)外墻外保溫是將保溫隔熱體系置于外墻外側,使建筑達到保溫的施工方法。由于外保溫是將保溫隔熱體系置于外墻外側,從而使主體結構所受溫差作用大幅度下降,溫度變形減小,對結構墻體起到保護作用并可有效阻斷冷(熱)橋,有利于結構壽命的延長。因此從有利于結構穩定性方面來說,外保溫隔熱具有明顯的優勢。3)外墻自保溫主要是靠保溫絕熱材料作為建筑圍護,開發和應用高效的保溫絕熱材料是保證建筑節能的有效措施。絕熱,就是要最大限度地阻抗熱流的傳遞,因此要求絕熱材料必須具有大的熱阻和小的導熱系數。
2、對保溫材料的質量控制
在建筑外墻節能保溫的施工質量控制中,對于保溫材料的選擇以及質量控制是整個施工質量控制的基礎。建筑外墻保溫的材料主要分為成品類以及漿料類的保溫材料。
2.1 玻璃纖維的網格布的使用
玻璃纖維的網格布主要的作用就是將變形應力進行均勻的擴散,從而防止裂縫的產生,其次它還是面層的主要加強材料。因此,玻璃纖維的網格布的質量對是外墻保溫抗裂的關鍵。所以,在進行這種保溫材料的選擇時,要保證玻璃纖維的網格布必須是由耐堿的玻璃纖維編制的,然后再經過耐堿的涂塑處理之后進行使用。玻璃纖維的網格布要在堿液中浸泡90d以后,確定其極限的抗拉強度為150N/m,同時伸長率必須小于0.04。同時其網孔不能過小,過小的網孔會使網格布里外的抗裂的砂漿容易互相穿透,網格布的網孔最好控制在5×5-10×10mm之間。
2.2 膨脹聚苯板的質量控制
在目前的外墻節能保溫的施工中,膨脹聚苯板被大量的采用。在膨脹聚苯板的使用中一定要防止其密度過小,否則就會出現質量問題:密度過小會使材料的強度太低,材料的導熱系數就不符合規范的要求,知致使保溫的效果降低,同時也不能達到預期中的節能效果。膨脹聚苯板在加熱成型以后會產生收縮,并且到固定的限值之后才會穩定,因此,膨脹聚苯板在成型以后要進行一定的養護和陳化,一般來說,都是把新生產的膨脹聚苯板靜靜的放置六周以后才能使用,避免其收縮開裂,影響使用質量和工程質量。在節能保溫的施工中,普遍使用的就是40-60mm厚的膨脹聚苯板,這樣就可以放置飾面受潮。
2.3 聚合物的防裂砂漿的質量控制
聚合物的防裂砂漿主要就是由抗裂劑以及水泥和細砂按照1:1:3的重量比例進行攪拌得到的。水泥一定要是普硅42.5,細砂主要就是含泥量少于3%,含水量少于2%,而抗裂劑主要就是指由聚合物的乳液以及纖維和少量的外加劑、再生膠分組合而成的。聚合物的乳液一定要使用與普硅水泥水化后適應性強的有機的高分子材料,然后根據當地的氣候條件合理的進行選用。攪拌好的防裂砂漿的主要性能是:抗拉的粘結強度必須大于0.7MPa,纖維的合理摻加量是5%,再生膠粉的摻加量是7%,外加劑的摻加量是5%。這樣就可以在保證防裂砂漿的抗裂性的同時,又保證施工的和易性。
2.4 擠塑聚苯板的質量控制
3、現場施工質量的控制
3.1 節能保溫施工前的主要準備工作
在進行施工前首先就是保溫材料的選擇,同時研究設計圖紙,保證施工人員嚴格按照施工要求進行工作。在外墻的外保溫工程中,還要避免陽光的暴曬以及寒冷的天氣,避免在大風天以及雨雪天進行施工,工程施工的溫度最好控制在5-30℃之間。在施工之前還要認真地檢查裝飾的外架是否牢固以及保溫層基地是否平整和門窗口四周是否封堵,在所有的項目檢驗合格后才能進行建筑外墻節能保溫的施工。
3.2 外墻保溫版粘貼的質量控制
1)保溫板的隔縫留置在目前的外墻外保溫的施工中,一般都是采用戶由上而下的方式進行保溫板的整體相連,中間并沒有間隔,在保溫層的惹上冷縮的原理下就容易造成墻體的應力不足,導致保溫層形成裂縫甚至脫落,存在極大的安全隱患,給后期的維護和維修帶來麻煩。所以,要設置伸縮縫的間隔同時做好合理的技術處理,就能在最大程度上解決保溫層發生的熱脹冷縮以及墻體的預應力不足產生的保溫層脫落問題。同時,為了保證保溫層的美觀,保溫板的分格縫要盡量的留在窗戶的四邊,并在板縫位置用防水的密封膏進行密封,并用分隔的塑料條進行遮蓋。2)對保溫板進行粘貼。在進行保溫板的粘貼時,要從外墻底部的邊角位置開始依次進行粘貼,相鄰的保溫板要靠緊并對齊。保溫板的上下之間要進行錯縫排列。在進行膠粘劑的過程匯總,要注意均勻合理的分布粘結點,長邊和短邊各涂抹三處,中間涂抹兩處,并保證涂抹均勻。建筑物的底部邊角環境比較潮濕,要使用擠塑聚苯板代替膨脹聚苯板。3)保溫板排氣孔的預留設置。在進行保溫版的粘貼時,一定要注意排氣孔的留置。為了防止室外和室內的溫差變化引起保溫層的變形和雨水的進入,在進行排氣孔的施工時,要把排氣孔設置在保溫板的分隔條中,并且要向下傾斜30°。
3.3 保溫板鉚固的質量控制
在完成保溫板的粘貼之后,要在保溫板上涂抹3-5mm的抗裂砂漿,并掛上玻璃纖維的網格布,然后再涂抹1-2mm的面層砂漿,保證每層的保溫層承受重量不超過8kg,最后用膨脹螺栓進行鉚固,鉚固點要呈梅花的形狀分布,保證每平米有6-10個鉚固點,起點要與邊緣距離100-150mm。
3.4 保溫板進行聚合物抗裂砂漿的涂抹
在把保溫板進行粘貼并鉚固之后,進行抗裂砂漿的涂抹。抗裂砂漿要分兩邊進行涂抹,第一遍直接抹在保溫板的表面,厚度要保持在3-5mm之間,然后把玻璃纖維的網格布平整的壓入砂漿里,保證網格布與砂漿黏在一起,避免出現漏粘的地方。在第一遍的砂漿完全干硬之后再進行第二遍砂漿的涂抹,第二層砂漿要把玻璃纖維的網格布完全的覆蓋,厚度要保持在1-2mm之間。同時,為了充分發揮玻璃纖維的網格布的抗拉性能,在施工的過程中,要把網格布放置在保溫層總厚度的外側的1/3處。
3.5 耐堿玻璃纖維網格布的鋪設
【摘 要】內墻抹灰質量問題越來越受到人們的重視,也常常是廣大技術人員探討和研究的問題。解決墻面裂縫常見的做法有許多,在這些做法中,摻加抗裂纖維的做法施工簡便、成型美觀和抗裂效果好,操作性強、無污染、工程質量好、經濟效益顯著。
【關鍵詞】內墻抹灰;耐堿玻璃纖維網;施工方法
Construction Program of Interior Wall Plastering by Alkali-Resisting Fabric of a Museum Building
Ma Yi-nan
(ShanDong Shengli Vocational College Dongying Shandong 257097 )
【Abstract】The quality of interior wall plastering is payed more and more attention,and it is always the discussing and researching problems of the technical personnel. There are many methods to deal with the crack of wall.in these methods,the construction method of adding alkali-resisting fabric is simple, moulding beauty, resistting crack,practical strong, and it is have no pollution, the engineering quality is good, the economic benefit is remarkable.
【Key words】 Interior wall plastering;Alkali-resisting fabric;Construction method
1. 引言
本工程為某市國土資源有形市場及地質博物館綜合樓,建筑面積21000m2,墻體采用加氣混凝土砌塊砌筑。本工程是公共建筑且屬于市重點項目,對建筑施工質量要求比較高。在對比分析了各分部分項工程對工程質量的影響程度后,發現內墻抹灰工程的裂縫問題是影響建筑外觀質量的關鍵因素。本工程內墻面抹灰采用混合砂漿,內墻抹灰面積約36000 m2。
在抹灰工程中,為減少和杜絕裂縫的產生,常見的做法有:采用成品抗裂砂漿、采用抹灰砂漿外加劑、抹灰基層掛鋼絲網或在抹灰砂漿中摻加抗裂纖維等。本工程采用了耐堿纖維網內墻抹灰施工方法來確保墻面抹灰質量,這一方法是在抹灰砂漿中摻加抗裂玻璃纖維。在施工中操作性強、工程質量好、墻面無污染、經濟效益顯著。
2. 施工工藝流程及操作要點
耐堿纖維網內墻抹灰的工作機理是在內墻抹灰層內設一道耐堿玻璃纖維網格布,使得抹灰砂漿和玻纖網格布共同作用,通過這種共同作用,使抹灰層垂直墻面方向變形和沿墻面方向變形同時受限,提高抹灰層的抗拉強度,加強抵抗抹灰層變形開裂的能力,有效地防止裂縫的產生。
2.1 施工工藝流程(圖1)
圖1 施工工藝流程2.2 操作要點。
2.2.1 施工準備。熟悉施工圖紙、設計說明及其他相關文件;檢查材料的產品合格證書、性能檢測報告,進場驗收記錄和復驗報告齊全、有效;檢查隱蔽工程驗收記錄,施工技術交底及驗收合格資料。
2.2.2 抹灰基層處理。清理內墻基層。對于大型砌塊、輕質墻板和鋼筋混凝土的墻體基層應進行鑿毛處理,并清理墻面基層雜質,基層清理干凈后在砌體表面噴涂一層界面劑(見圖2、圖3)。此時界面劑層不僅作為抹灰基層的結合層,還可以封閉砌體毛孔,起到抗滲作用。界面劑配合比應嚴格按使用說明配比,并派專人監督檢查。界面劑噴灑前12h應將墻面澆水濕潤,噴灑界面劑后至少澆水養護3d。
抹灰前一天應將墻面適度灑水,表面濕水深度,宜為8~10mm,并將墻柱、墻梁相交處澆水濕潤,防止墻體澆水不透造成抹灰砂漿中的水分很快被墻體吸收,影響抹灰層與墻體粘接效果。
圖2 機械噴涂界面劑圖
圖3 界面層成型圖 2.2.3 抹底層灰。抹底層灰時先抹一層薄灰將墻體罩嚴,抹時用力壓實使砂漿擠入細小縫隙內。接著分層抹直到與沖筋平,用木杠刮找平整,并用木抹子搓毛。然后全面檢查底層灰是否平整,陰陽角是否方直、整潔,管道后與陰角交接處、墻頂板交接處是否光滑平整、順直,并用托線板檢查墻面垂直與平整情況。抹灰面接槎應平順,地面踢腳板或墻裙、管道背后的落灰應及時清理干凈,做到活完底清。抹灰砂漿應按規定的配合比配置,并嚴格進行計量檢查,采用1:1:6混合砂漿打底掃毛。對抹灰過厚的部位(厚度>35mm),應在底層抹灰前一天預先進行一次抹灰,防止一次抹灰過厚,造成開裂或空鼓脫落。
2.2.4 抹面層灰。在底灰六七成干時開始抹罩面灰(如底灰過干應澆水濕潤),罩面灰兩遍成活,厚度約2mm(見圖4),操作時最好兩人同時配合進行,一人先刮一遍薄灰,另一人隨即抹平。嚴格控制各層抹灰厚度,防止一次抹灰過厚,造成干縮率增大,造成空鼓、開裂等質量問題。抹灰砂漿中使用材料應充分水化,防止影響粘結力。
圖4 抹面層灰圖
圖5 掛網施工圖2.2.5 掛玻璃纖維網格布(見圖5)。面層抹灰抹平初凝前,將裁好的玻纖網格布(帶)鋪貼在面層抹灰砂漿表面,并保證玻纖布和面層砂漿粘結不掉下來,鋪貼時應注意不能出現空檔及搭接不滿足要求等現象(搭接長度≥70mm)。
圖6 面層揉壓圖 2.2.6 抹灰面層揉壓。將玻纖網壓入抹灰面層,做到隱約可見網格但不漏網格布(見圖6)。然后按標準要求的垂直度、平整度進行修正墻面抹灰,同時按內墻抹灰的表面要求,進行壓光處理,采用配比為1:0.3:3的混合砂漿。壓光時要掌握火候,既不要出現水紋,也不可壓活,壓好后隨即用毛刷蘸水將罩面灰污染處清理干凈。
圖7 養護成型圖 2.2.7 抹灰面層養護。前期采用噴霧器噴水養護,后期采用淋水養護,做好養護記錄,派專人監督檢查,保證抹灰表面濕潤。養護期不小于3天。(見圖7)。
圖8 門窗洞口纖維網加強圖2.2.8 進行局部采用玻纖網格布加強(圖8):不同材料基體結合處,要用玻纖網格布局部加強。加氣混凝土砌體與混凝土梁、柱、剪力墻等交接處均鋪貼200mm寬玻纖布,每邊各l00mm; 窗臺壓頂及門窗洞口45°角部位鋪貼200×300mm玻纖布;暗埋管線的孔槽先用與抹灰砂漿相同配合比的砂漿堵塞嚴實,鋪貼玻纖布后再進行大面積抹灰;當抹灰總厚度大于或等于35mm時,在找平層中應附加一道耐堿玻纖網格布。
3. 材料與設備
圖9 耐堿玻璃纖維網圖
圖10 4*4目網格布裁切圖3.1 材料。內墻抹灰采用4目/cm2(≥140g/m2),幅寬1.0m的耐堿玻璃纖維網格布敷貼,具體技術參數要求見(表1、圖9、圖10)。
表1 玻璃纖維網格布的技術參數
3.2 機具設備。噴界面劑采用V-0.36/7空氣壓縮機、專用噴槍;抹灰用的材料和設備仍按常規抹灰砂漿的材料、設備進行配備。
4. 質量控制、安全要點和環保措施
4.1 質量控制標準與要點。抹灰的質量標準按現行《建筑裝飾工程施工及驗收規范》GB50210-2001中的要求執行。施工時要注意玻纖網壓入時間,抹灰過后時間太長,玻纖網會無法壓入抹灰面層中或造成漏網;搭接部位要注意搭接長度(≥70mm),否則,容易在搭接部位產生裂縫;并且注意搭接部位的處理,由于是雙層網,抹壓不到位容易出現漏網;基層界面劑處理要到位,否則易出現空鼓;耐堿玻纖網一般選用≥140g/m2的網材,如果重量過輕,則網材較軟,無法抹壓入抹灰面層中。
4.2 安全措施。室內抹灰采用高凳上鋪腳手板時,寬度不得少于兩塊(50cm)腳手板,間距不得大于2m,移動高凳時上面不得站人,作業人員最多不得超過2人。高度超過2m時,應由架子工搭設腳手架;作業過程中遇有腳手架與建筑物之間拉接,未經同意,嚴禁拆除,必要時由架子工負責采取加固措施后,方可拆除。
4.3 環保措施。大風天嚴禁篩制砂料、石灰等材料;砂子、石灰、散裝水泥要封閉或苫蓋集中存放,不得露天存放;清理現場時,嚴禁將垃圾雜物從窗口、洞口、陽臺等處采用拋撒運輸方式,以防造成粉塵污染;廢棄的玻璃纖維網格布應集中回收,嚴禁隨意丟棄處理。
5. 效益分析
通過在該工程內墻抹灰中增加耐堿玻璃纖維網,實現了對內墻抹灰裂縫的有效控制,抗裂效果非常好,墻面返修率和費用大大降低,加快了施工速度,提高了企業的市場競爭力。
參考文獻
[1] JC561.2-2006《中華人民共和國建材行業標準》.
關鍵詞:玻璃纖維土工格柵;瀝青加鋪層;反射裂縫
Abstract: This paper mainly introduces the glass fiber geogrid to prevent reflective cracking mechanism and construction technology.
Key words: glass fiber geogrid; asphalt overlay; reflective cracking
中圖分類號:P25 文獻標識碼:文章編號:
前言
水泥混凝土路面是一種具有剛度大、材料來源豐富、擴散荷載能力強以及具有穩定性結構等許多優點的高級路面結構形式,在公路路面中占有很大比重。水泥混凝土路面在行車與自然因素作用下,會因水泥混凝土面板、接縫和基層、土基的缺陷產生各種類型的損壞。為了恢復路面結構的完整性或改善路面的使用性能,必須進行水泥混凝土路面養護和維修,一般采取在經過處理后的舊水泥混凝土路面上直接加鋪瀝青面層方法進行處理,在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青瀝青混凝土具有剛柔相濟的特點,能夠大大改善舊路面的使用性能,然而瀝青加鋪層中可能出現的反射裂縫,往往會縮短面層的使用壽命。因此,如何防止反射裂縫是關鍵。國內外實踐表明,設置玻纖土工格柵中間夾層對防止反射裂縫有一定的作用。
1、玻璃纖維土工格柵防止反射裂縫的機理
1.1 反射裂縫產生的機理
反射裂縫是指下層混凝土板的接縫或裂縫,由于溫度和濕度的不斷變化與車輛荷載的反復作用,在加鋪層的相應位置上產生裂縫。國外研究表明:行車荷載和溫度變化是引起舊水泥混凝土路面的瀝青加鋪層產生反射裂縫的主要原因,行車荷載主要使下層路面結構在接縫兩側產生豎向位移,引起剪切型反射裂縫,溫度變化主要是路面結構在接縫兩側產生水平位移,引起張拉型反射裂縫,水泥混凝土板產生的水平位移,使瀝青加鋪層在接縫、裂縫處產生較大的拉應力,當拉應力超過瀝青混凝土的抗拉強度時,即出現開裂。在溫度、濕度、應力和車輛荷載的綜合作用下,裂縫不斷向上發展,反射到加鋪層表面。因此需要對瀝青混凝土面層反射裂縫進行綜合防治
1.2 玻纖格柵防止反射裂縫的機理
玻璃纖維土工格柵是以無堿玻璃纖維網布為基材經表面涂覆處理而成的半剛性制品,是一種增強道路路面性能的新型優良土工基材。玻璃纖維的主要成分硅酸鹽,是一種理化性能穩定的材料。它具有很高的耐熱性和優異的耐寒性(一般工作溫度為-100―280),強度大、模量高、化學穩定性好、耐腐蝕、膨脹系數底、尺寸穩定性好等特點。經表面改性并涂覆處理后改變了玻璃纖維的表面性能,提高了其與瀝青的符合性能,極大提高了該基材的耐磨性及抗剪切的能力。玻璃纖維土工格柵的主要性能如下:
①高抗拉強度、低延伸率: 玻纖格柵是以玻璃纖維為原料,而玻璃纖維的強度較高,超過了其他纖維和金屬。同時,它的模量很高,具有很高的抗變形能力,斷裂延伸率小于3%。
②無長期蠕變:作為增強材料,具備在長期荷載的情況下抵抗變形能力即抗蠕變性是極為重要的,玻璃纖維不會發生蠕變,這保證產品能夠長期保持性能。
③熱穩定性:玻璃纖維的熔化溫度在1000以上,這確保了玻纖格柵在攤鋪作業中承受的穩定性。
④與瀝青混合的相容性:玻纖格柵在后處理工藝中涂覆的材料是針對瀝青混合料設計的,每根纖維都被充分涂覆,與瀝青具有很高的相容性,從而確保了玻纖格柵在瀝青層中不會與瀝青混合料產生隔離,而是牢固的結合在一起。
⑤優良的物理化學穩定性和耐老化性:經過特殊后處理劑進行涂覆處理,玻纖格柵能夠抵抗各類物理磨損的化學侵蝕,還能抵御生物侵蝕和氣候變化,保證其性能不受影響。
⑥集料嵌鎖和限制:由于玻纖格柵是網狀結構,瀝青混凝土中的集料可以貫穿其中,這樣就形成了機械嵌鎖。這種限制阻礙了集料的運動,使瀝青混合料在受荷的情況下能夠達到更好的壓實狀態,更高的承重能力,更好的荷載傳遞性能及較小的變形。
⑦良好的耐折性:經表面處理的玻纖土工格柵具有較好的耐疲勞性和耐折性,耐折次數達2-30000次
⑧玻纖格柵在瀝青罩面層中應用,使得瀝青混凝土的拉伸強度大大提高,可以抵抗住較大的拉應力,而不至發生破壞。另外即使因為局部區域產生裂紋,使裂紋發生處的應力過于集中,但經玻纖格柵的傳遞而逐漸消失,裂紋不在發展成裂縫。
2、工程應用實例分析
本研究主要從工程應用實際出發,將成果應用于海北州紅色旅游項目同寶路、金銀路、銀灘路、政府路等舊水泥混凝土路面的改造中。
2.1 加鋪層的結構設計方案
在調查路面損害情況及病害形成的原因的基礎上,以國家有關規范和規程為依據,設計中對原路面病害坑槽用瀝青混合料填補整平,碎板換板處理后鋪設玻纖土工格柵,加鋪5厘米AC―13瀝青砼。
2.2 鋪設玻纖格柵
由于瀝青混合料的攤鋪溫度多在130-200之間,玻纖格柵除滿足一般技術要求外,還應具有有兩的耐腐蝕性能和耐高溫性能,否則高溫下熔于瀝青面層中玻纖格柵功能將大大減弱,甚至沒有效果。
2.3 玻纖格柵性能指標
玻纖格柵應采用無堿玻璃纖維,其堿金屬氧化物的含量不大于0.8,在選用玻纖格柵時,除其性能指標符合相關性能指標外,還特別注意保證其幅寬不小于1.5m,以滿足其作為控制反射裂縫夾層時有足夠的橫截面積來充分消散能量;同時,其網眼尺寸宜為以上瀝青面層材料最大粒徑的5―10倍,這樣有助于達到膠粘性,促進材料嵌鎖與限制。
2.4 玻纖格柵鋪設施工技術
玻纖格柵的使用效果與鋪設路面的處理情況密切相關,在鋪設前必須將路面上可能影響格柵與底層結合強度的物質。如油脂、油漆、封層料、水漬、污物等清楚干凈,使鋪設表面清潔干燥。玻纖格柵上感壓式背腹屬水溶性物質,如路面有水跡時,應待路面干燥后在進行鋪設。
目前常用的玻璃纖維土工格柵有自粘膠和不帶膠兩種,本工程采用不帶膠的,用鋼釘固定法固定。采用人工鋪設,具體施工工藝為:施工人員將有玻璃纖維土工格柵的滾筒放置于兩斗車中間,從滾筒上拉下玻璃纖維土工格柵,按需要的長度用刀將其割斷,然后將玻璃纖維土工格柵縱向展開拉緊,用射釘槍對鋼釘進行固定,固定鐵皮尺寸不小于5×5厘米,固定時要扯緊土工格柵,不能松馳折疊,鋪設玻璃纖維土工格柵重疊搭接時,橫向搭接不小于5厘米,縱向不小于15厘米。鋪好土工格柵后噴灑粘層油,粘層油使用乳化瀝青,用量0.4kg/m2,灑布要均勻,防止運料車粘輪和攤鋪機械打滑、推移土工格柵,粘層油上面撒鋪石屑,并用膠輪壓路機碾壓平整。
2.5 施工注意事項
①嚴格控制運送混合料的車輛出入,在格柵層上禁止車輛急轉彎、急剎車和傾瀉混合料腳料,以防止對玻纖格柵的損壞。
格柵鋪設時,要求路面溫度為5-60℃.
③全幅鋪設土工格柵時,一定要注意施工瀝青面層時車輛對格柵的破壞,在土工格柵上面噴灑粘層油后及時灑布養護石屑,防止土工格柵粘輪卷曲。
固定要牢固,不能松弛折疊。
2.6、施工質量檢驗
①檢查外觀:玻纖格柵應無翹曲、褶皺、不平順等,并且無損壞斷絲現象。
②玻纖土工格柵的質量應符合設計要求,按設計要求張拉,緊貼下承層。格柵間的搭接方向、搭接長度及寬度應符合設計要求。
關鍵詞:纖維增強材料、加固
中圖分類號:K928.78 文獻標識碼:A 文章編號:
纖維增強復合材料(FRP)
簡介:
FRP (纖維增強復合材料)是近年來在土木工程中應用日益廣泛的一種新型的結構材料。它具有高強、輕質、耐腐蝕等顯著優點,已經在結構的加固補強、圍護防腐等方面得到了很好的應用。隨著FRP材料的優越性能逐漸為工程界所認可,國外許多工程開始將它應用于新建的橋梁中,甚至是大跨度橋梁中。目前結構工程中常用的FRP材料主要是樹脂基 體的玻璃纖維(GFRP)、碳纖維(CFRP)和芳綸纖維(AFRP)等。
2、纖維增強復合材料在國內外的發展:
從上世紀70 年代開始,FRP 材料就開始在橋梁工程中嘗試應用。英國、美國和以色列最先應用這種新型材料作為建筑結構和橋梁結構中的主要構件,當時大多采用的是GFRP(玻璃纖維增強復合材料,即玻璃鋼)。
1992 年,英國蘇格蘭的 Aberfeldy 高爾夫俱樂部的球場中,建成了一座全 FRP結構的斜拉人行天橋。
1996 年,在瑞士建成了世界上第一座使用了FRP 斜拉索的公路橋——Stork Bridge。
1996 年,美國Kansas 州Russell 附近的無名溝壑上架起了第一座采用FRP 橋面板公路橋。
我國是研究應用玻璃纖維復合材料建筑橋梁較早的國家之一,1982年在北京密云建成的世界上第一座玻璃纖維復合材料公路橋為單跨簡支箱梁橋,雙車道,跨徑20.7m,橋寬11.8m,由6根蜂窩箱梁組成,可通行汽一15級、掛一80級荷載;重慶的觀音橋也是用玻璃纖維復合材料建造的,橋梁跨徑72.8m,全長 167m。
3、纖維增強復合材料的優點:
1:輕質高強。FRP材料最突出的優點在于它有很高的比強度(極限強度/相對容重),即通常所說的輕質高強。
2:良好的耐腐蝕性。可以在酸、堿、氯鹽和潮濕的環境中抵抗化學腐蝕,這是傳統結構材料特別是鋼材所難以比擬的。
3:良好的可設計性。與傳統結構材料相比,這是FRP 所獨有的。工程師可以通過使用不同纖維種類、控制纖維的含量和鋪陳不同方向的纖維設計出各種強度和彈性模量的FRP產品。
4:FRP 產品非常適合于在工廠生產、運送到工地、現場安裝的工業化施工過程,有利于保證工程質量,有利于提高勞動效率,有利于工程建設的工業化。
5:FRP 產品還有一些其它優勢,如透電磁波、絕緣、隔熱、熱脹系數小等等,這使得FRP結構和FRP組合結構在一些特殊場合能夠發揮難以取代的作用。
碳纖維加固技術在混凝土結構加固中的應用
1、碳纖維加固技術簡介
碳纖維復合材料(CFRP)加固修復混凝土結構技術是近年來興起的一項新型加固技術,該項技術是將碳素纖維這種高性能纖維應用于土木工程,利用樹脂類材料把碳纖維粘貼于結構或構件表面,形成復合材料體,通過其與結構或構件的協同工作,達到對結構構件補強加固及改善受力性能的目的。
碳纖維加固技術特點
(1)、 施工簡便迅速
用碳纖維布修復補強混凝土結構只需將被修補部位的混凝土表面修補打磨平整,表面潔凈,刷涂特定的環氧樹脂,然后粘貼碳纖維布,最后再涂一層環氧樹脂自然固化養護即可。不需任何夾具、模板和支撐,施工既簡便又迅速。
(2)、 不增加結構自重
碳纖維布的重量僅200~300g/m2,設計厚度0.111~0.167mm,加上環氧樹脂的重量也仍然很輕,對結構自重的影響甚微,可忽略不計。
(3)、 能適應各種結構外型的補強
碳纖維布的厚度很薄,可以裁剪成所需形狀,順應結構的外形(如變截面梁、曲線梁)粘貼在混凝土表面,粘貼亦較方便。
(4)、能多層粘貼
根據補強設計的要求,碳纖維布可以在一個部位重疊粘貼,即貼上一層后上面再貼一層,連續貼很多層,充分滿足補強要求。
(5)、能有效地封閉混凝土裂縫
碳纖維布粘貼在混凝土表面,不僅封閉了混凝土的裂縫,碳纖維布高強高模量的特點還約束了混凝土結構裂縫的生成與擴展,改變了裂縫的形態,使寬而深的裂縫變成分散的細微裂縫,從而提高了混凝土構件的整體剛度。
碳纖維加固技術特點
(1)、抗彎加固
通過將碳纖維布粘貼于構件受拉區,代替或補充鋼筋的受拉性能,來提高構件的抗彎承載力。粘貼碳纖維后,在構件受拉區混凝土開裂前,碳纖維的應變很小;在混凝土開裂后,碳纖維布逐漸參與共同工作,應變增長加快;而在鋼筋屈服后,碳纖維布充分發揮作用,應變增長迅速加快,其高強高效的性能得以充分體現。
(2)、抗剪加固
鋼筋混凝土的抗剪加固,是將碳纖維粘貼于構件的受剪區,這里碳纖維的作用類似于箍筋。在構件屈服前,碳纖維的應變發展緩慢,所達到的最大應變值也較小;在構件屈服后,箍筋的作用逐漸被碳纖維代替,碳纖維的應變發展加快,應變值要高于箍筋的應變值,而箍筋所起的約束作用減小,其應變發展緩慢。
(3)、抗震加固
應用碳纖維對混凝土柱進行抗震加固,是通過用碳纖維布橫向包裹鋼筋混凝土柱來提高其延性而實現的。碳纖維的主要作用是對其內部混凝土起到了約束作用,這種約束是一種被動約束,隨著混凝土柱軸向壓力的增大,橫向膨脹促使外包碳纖維布產生環向伸長,從而提高側向約束力。
FRP尚存問題以及今后的研究方向
雖然碳纖維片材加固橋梁有著廣泛前景,但目前仍有很多問題有待于解決。為使這種加固技術得到更廣泛的應用,還應進行以下內容的研究:
(1)、進一步開展預應力FRP加固梁的抗震性能,長期受力性能(老化,松弛,徐變),耐久性能,疲勞性能,疲勞壽命的研究。并對實際工程進行跟蹤研究。
(2)、完善對預應力FRP片材加固受彎構件的設計計算理論,包括預應力損失的估算,FRP片材極限應力的合理取值,允許極限應變的確定,加固梁抗彎承載力的提高限值等。
結語
隨著我國國民經濟水平的發展,我國的基礎設施的建設仍將大規模開展。2020年前國家將投資5萬億建設鐵路,這些為復合材料在橋梁工程中的應用提供了廣闊的市場。FRP是現有橋梁結構材料的補充。從復合材料工業發展的角度來看,橋梁是一個巨大潛在市場,FRP這種具有獨特優勢的材料具有廣闊的應用前景。
參考文獻:
1 預應力碳纖維片材在橋梁加固中的發展現狀與展望.彭全敏,王海良,陳培奇.鐵道建筑.2008年第7期
2 碳纖維布在橋梁維修加固中的應用.劉濤.華東公路.第三期
3 玻璃纖維復合材料用于橋梁的可行性.王偉力,宋里宏等.工程塑料的應用.2002年10期
關鍵詞:碳纖維混凝土受剪承載力桁架-拱模型
碳纖維作為一種新型加固材料,正日益廣泛的應用到工程項目中來。近幾年來,日本和西方一些國家的研究人員進行了大量的研究。對纖維類材料抗剪加固的研究,最早是由麻省理工學院的Berset教授負責進行的,他所使用的材料是玻璃纖維。Berset教授對混凝土梁的加固方法是,在梁的剪彎區段內,用環氧類粘接劑將玻璃纖維織物粘貼到梁的兩個側面,從而達到抗剪加固的目的。Berset教授根據試驗,還提出了一個模型,他認為纖維類材料對混凝土梁抗剪性能的作用與箍筋相類似,作用的大小取決于試驗中纖維材料所能達到的最大應變。
此后,更多的人開始了這方面的研究,研究主要集中與以提高混凝土梁斜截面承載力為目的的斜截面加固。眾多的研究認為,纖維類材料對鋼筋混凝土梁斜截面承載力的提高作用明顯,而且所起的作用與箍筋類似。
眾多文獻和試驗結果均表明碳纖維布在混凝土構件中的受剪承載力的發揮類似于箍筋。以下將基于"桁架一拱"模型,從理論上推導鋼筋混凝土構件的受剪承載力公式,并分析外包碳纖維布所發揮的作用,從而得到碳纖維布加固鋼筋混凝土構件受剪承載力的建議公式。
1.桁架模型
桁架機構的計算簡圖如圖1所示。AGF區為斜裂縫帶,存在有一定角度功的斜壓應力場。由于外包碳纖維布的存在,對混凝土有約束的作用,所以在斜裂縫區域,桁架模型中混凝土壓桿實際受壓的有效面積增大,近似認為全截面受壓。
圖1桁架機構計算簡圖
定義桁架機構的箍筋有效配箍率為:
(1)
碳纖維布的折算配箍率為:
(2)
是指穿過范圍內碳纖維的橫截面積。
考慮到碳纖維布應力發揮的不均勻性,碳纖維布強度折減系數,即取碳纖維布在發揮作用時的實際強度為。
在圖1中沿直線AG取剖面,取下半部分隔離體得到圖2,取上半部分得圖3,由圖2,桁架模式中承擔剪力為:
①
圖2桁架模式的剪力平衡
由圖3,得:
②
由上兩式①+②解出,同時考慮到得到下式
(3)
圖3桁架模式的截斷
考慮到較小時剪力傳導困難,取從而可以得到,由箍筋和碳纖維布即拉桿來衡量的桁架模式承擔的剪力由下式給出。
(4)
其中,
(5)
同時,由圖3的平衡條件可得,
(6)
其中,當箍筋和碳纖維布均充分發揮作用時,桁架機構所產生的混凝土斜向壓應力為,
(7)
2、拱模型
拱模型的簡化模型如圖4所示。
圖4簡化的拱模式
由平衡條件可得,拱模式承擔的剪力為,
(8)
(9)
對于的構件,可以用下列進行簡化計算,
(10)
二、受剪承剪力的計算公式
對于鋼筋混凝土構件而言,當其達到極限受剪承載力時,混凝土中的壓應力達到混凝土軟化抗壓強度。下面以此條件來確定桁架模式、拱模式在混凝土中所起的作用,從而推倒基于桁架-拱模型的受剪承載力計算公式。(不考慮軸力)
混凝土中的壓應力由兩部分組成,即桁架模式中的壓應力和拱模式中壓應力。構件的極限狀態由下式確定,
(11)
當箍筋和碳纖維充分發揮作用時,由上面的分析知,桁架模式承擔的剪力為,
(12)
桁架模式中的壓應力為
(13)
代入式(11),得到拱模式中的壓應力為,
(14)
由式(8)和(14)可得,拱模式承擔的剪力為,
(15)
將桁架模式和拱模式合并,得到受剪承載力計算公式為,
(16)
整理得,
(17)
當箍筋和碳纖維沒有充分發揮作用時,即僅桁架模式中的混凝土壓應力就已達到軟化抗壓強度,即,拱的作用被認為完全消失,受剪承載力由桁架模式單獨承擔。由式(6)可得,受剪承載力計算公式為,
(18)
故實際中構件的受剪承載力由式(17)和式(18)的最小值確定。
以上關于碳纖維布加固鋼筋混凝土構件受剪承載力公式僅是從理論上進行了推導,還需要試驗數據加以論證。另外,公式推導中未考慮軸壓比的影響,也需要進一步的完善。
參考文獻:
1.崔欽淑,康谷貽,“鋼筋混凝土梁極限受剪承載力計算模型”,《工程力學》增刊,1995年
《紡織科技進展雜志》2015年第三期
1玻璃纖維產品的應用
1.1在居住環境中的應用玻璃纖維經加工處理可作為增強質來改善織物效果和手感,經涂覆處理可與建筑涂料有較好的相容性。因此在居住建筑工程方面已經獲得了較廣泛應用,具有很大的發展空間。玻璃纖維用作防水基質,在美國其用量占總防水基材的60%以上,占纖維總量的30%還多;在我國目前玻璃纖維防水基質用量還很低。作為輔助增強材料用途,如在建筑工程內外墻體中使用的玻璃纖維網布貼面,以及用于塊狀建筑接縫處等輔助增強環節。玻璃纖維棉氈、棉板作為保溫絕熱材料可用在建筑圍護結構中。我國每年在建筑方面的能耗約為2.5億t標準煤,每平方米建筑面積平均能耗為美國的4~8倍。玻璃纖維氈也是很好的吸聲材料,可用于室內吸聲降噪,在建筑中做吸聲吊頂和吸聲墻面,絕熱、裝飾結合使用。選擇合適的玻璃纖維成分、結構狀態和處理方式,可用作增強水泥、石膏等膠凝材料生產非承重板材和裝飾物。玻璃纖維織物經處理作為室內裝飾材料具有防火、可洗、不腐、有織物感、美觀的特點,與各種墻面和涂料有較好的相容性,便于施工和更新。作為土木建筑工程增強材料主要有四個方面:一是將玻璃纖維加工成格柵并經瀝青處理,用于軟路基等級公路的瀝青混凝土路面增強防裂;二是玻璃纖維和樹脂一起加工成筋材代替鋼筋,主要用在沿海防鹽氣腐蝕和需避免電磁干擾的結構中以增強混凝土;三是用于建筑物和橋梁等構筑物的鋼筋混凝土裂縫補強基材;四是用于將玻璃纖維作為增強介質摻入水泥土中,利用玻璃纖維材料高強度、低延伸率的特點改善水泥土受力性能較弱的問題。由于玻璃纖維有電絕緣性,因此在電工絕緣領域應用廣泛,其主要制品有絕緣浸漬制品,玻璃纖維增強塑料層壓制品,玻成制品、電磁線等。此外,根據E玻纖優良的電絕緣性和耐熱性,玻璃纖維可用于制造風力發電的飛輪;將玻璃纖維與凱夫拉纖維復合制造風力發電的飛輪,可用于風力、太陽能發電,汽車供能、不間斷電源、低空軌道衛星儲能等眾多方面。
1.2在環境領域的應用在大氣、地理環境領域中,玻璃纖維作為過濾材料,特別是在高溫氣體過濾方面具有重要作用[6]。玻璃纖維作為過濾材料具有獨特的性能,其強力、韌性和耐化學腐蝕性好,化學性能穩定,不吸濕,不膨脹,可耐260℃高溫,熱穩定性好,在高溫條件下過濾效果好,無火災危險。以紙、機織物、氈(蓬松氈、棉氈、針刺氈等)及覆膜為主要形態,氈層纖維成三維微孔結構,空隙率高對空氣阻力較小,除塵效率超過織物濾料可達99.9%,而且過濾速度比織物濾料高一倍左右。主要用于含量不同的污染物和要求凈化的氣體過濾,目前已大批量用于炭黑化工、鋼鐵冶金、燃煤鍋爐、耐火材料、水泥建材及焚燒煙氣的除塵凈化[8]。同時也用于人防工程,防毒工具、車輛空調的空氣過濾和超凈化室的空氣處理,可使過濾兼有殺菌、除異味效果。基于玻璃纖維制品的化學穩定性和過濾效果比較好,其中超細玻璃纖維還被用于生產系列實驗室用精品過濾器。在地理環境中玻璃纖維與有機纖維材料結合,加工成土工材料用于防止水土流失,以及作為無土栽培的載體。
1.3在醫療領域的應用玻璃纖維在生物醫學領域的應用主要有:(1)用傳光、傳像來對人體器官進行內窺檢查和輔助治療,包括刺激穴位、止血、切開組織、灼燒病變組織等;運用光纖針對血液進行光照射以稀釋血液,牙科材料用于固化補牙等。(2)玻璃纖維紙基于其化學穩定性和抗菌性,可用作試劑載體與專用試劑一起做成試條用于檢查,如血液組分檢查等;用作過濾血液的玻纖濾膜對白細胞有著很強的吸附性和捕獲能力,可從血液中濾除白細胞組分,或用于分離血漿;還可在人體血液、液體、尿液的檢驗專用儀器中使用。(3)作為矯形和修復材料,玻璃纖維編織成具有延伸性的帶并浸漬專用樹脂當作繃帶,纏在傷處固定骨肢,可克服敷石膏的麻煩和副作用。玻璃纖維復合材料人造骨也在積極開發中,一些無毒不會引起炎性反應又具有骨生物活性的復合材料已對動物進行實驗,證明了玻璃纖維復合材料的生物相容性,與原骨之間的結合強度比不銹鋼還高。生物醫學研究用的器材和生活衛生用品也有特種玻璃纖維的應用。
1.4在交通領域的應用由于玻璃纖維的比強度較高,因此被廣泛用做航天航空、汽車、船舶等交通工具的殼體,以代替金屬、木材等減輕重量,減少驅動力,獲得高速和較高的使用壽命。在航空航天領域高性能玻纖復合材料,鋁合金、鋼和鈦合金三大材料已成為支撐航空航天事業發展的基石。在航空領域主要應用在內外側副翼、方向舵和擾流板以減輕飛機質量,節約資源。在航天領域高性能玻纖復合材料作為主承力結構材料應用,如在運載火箭和航天器上用纖維纏繞工藝制造的纖維/環氧復合材料固體發動機殼具有耐腐蝕、耐高溫、耐輻射、阻燃、抗老化的性能。航天器上采用了大量的防熱材料纖維、高硅氧增強酚醛樹脂[10]。
2我國玻璃纖維發展現狀
目前國內玻纖企業由于資金問題和技術發展不成熟,在玻璃纖維的研究開發、產品創新等方面與發達國家相比還存在一定差距,在國際市場上缺乏競爭力。因此國內企業應將生產轉向玻璃纖維深度和廣度的拓展,爭取在短時間內提高產品的技術含量,調整產品結構和品種數量,生產玻璃纖維前沿產品,縮短和發達國家之間的技術差距,滿足國內市場和經濟發展對玻璃纖維質量和數量的新需求。
作者:孔靜 單位:西安工程大學 紡織與材料學院
1.結構挑出部位的根部:為滿足立面效果的高要求,設計中不可避免的出現一些造型,如陽臺、雨罩、門窗套、凸窗、雨棚、挑臺等。在聚苯板外墻外保溫施工時,聚苯板頂在以上凸出墻面部位的根部,由于保溫材料與混凝土有著不同的收縮率,發生溫度變形時產生裂縫,其控制要點:
1.1.粘貼聚苯板時,應將聚苯板末端,聚苯板相應部位及側面滿打膠漿,使聚苯板與墻面緊密粘結在一起,墻體的凸出部分抹保溫砂漿料以減少熱橋。
1.2.抹耐堿纖維網格布保護層時,應將標準網格布貼在翻包網格布外側,兩層網格布間應滿刮膠漿,將標準網格布貼在翻包布轉抹至凸出部位100?以上,以防止此部位產生裂縫(見圖1)
1.3.玻璃纖維網格布保護層施工完成后,在保溫層與凸出部位的交接處,應使用具有較好彈性的密封膠密封。
2.加強保溫截止部位材質變換處的密封:在保溫層與其它材料的材質變換處,由于這些材質的密度相差過大,這就決定了材質間的彈性模量和線性膨脹系數也不盡相同,在溫度應力作用下的變形也不同,極容易在這些部位產生面層的裂縫。同時還應該考慮這些部位的防水處理,防止水份浸入到保溫體系內,避免因凍脹作用而導致體系的破壞,影響體系的正常使用壽命和體系的耐久性,其控制要點:
2.1.門窗洞口與墻體交接處,沉降縫、抗震縫構造節點處,除用標準圖上的嵌縫辦法防水外,外墻外保溫的交接處,也應有翻包網處理,密封材料填補密實。
3.外墻轉角部位:外立大墻面的陰陽角部位,處于2個立面轉折處,為控制其橫向裂縫的可能,施工必須從角部位向兩面墻同時開始,這樣可以避免從轉角處向兩側墻面延伸的橫向裂縫,其控制要點:
3.1.在墻體陰陽角處,應先排好尺寸裁切聚苯板使其粘貼時垂直交錯連接。在轉角處兩側墻面盡端,聚苯板相對應位置應滿膠粘貼,膠漿寬度不小于50?。外墻陰角由于看不到內部粘貼情況,易出現空洞,陰角聚苯板粘貼時應認真檢查。可防止轉角處聚苯板豎向通縫,陰角內部出現空洞。
3.2.抹玻璃纖維網格布保護層時,在陰陽角結構內側均應做加強層,每邊不得小于200?,提高轉角處保護層抗開裂能力。
3.3.陰陽角處耐堿網格布要壓茬搭接,壓茬搭接寬度要在200?以上。
3.4.陰陽角處耐堿網格布預先折出1道棱角,在抹抗裂砂漿時容易成線。
3.5.抹保護層時轉角處兩側墻面應同時施工,以保證角部一次做成,若不具備兩側墻面同時施工,其中一面墻也必須抹面300?以上,以便留接茬。禁止將玻璃纖維網格布接茬處留在角部。這樣可防止多次抹灰造成抹灰層過厚,使玻璃纖維網格布失去對外層砂漿約束力而造成開裂,防治多次施工造成的網格布接茬處2層網格布中間無膠漿,出現空鼓部位而開裂現象。
4.容易產生砌體結構裂縫的部位:砌體結構受溫度、干縮、濕漲、凍融破壞以及結構、地基不均勻沉降地基沉降及材料干縮等因素影響而產生裂縫,砌體結構裂縫多體現為門窗洞口四角的八字斜裂縫,圈梁、頂板同墻體間水平裂縫。砌體結構的裂縫可引起外保溫的裂縫,在外保溫施工中,當聚苯乙烯泡沫板的板縫同結構裂縫在同一位置,玻璃纖維保護層又無法抵抗砌體結構變形應力時,聚苯板外保溫保護層則出現裂縫,其控制要點:
4.1.在粘貼聚苯板時,聚苯板的接縫應與圈梁同砌體結構交接處錯開,上下錯開距離應不小于100?(見圖2)
4.2.在門窗洞口四周應采用整板切割后成L型粘貼,苯板間接縫距四周的距離不小于200?。保證聚苯乙烯泡沫塑料板與門窗四角交接處無板縫,不得在此處豎向拼接苯板(見圖3)
4.3.抹保護層時,在門窗洞口處,應在洞口四周處沿45度方向補貼加一塊200?×300?斜向加強玻璃纖維網格布,以防洞口四角開裂。(見圖4)
4.4.洞口4個陰角必須加鋪1道網格布。
5.容易造成局部滲水的部位:某些工程中,落水管、外墻上的消防梯及窗臺下部等部位出現微裂縫。這些微裂縫多是由于落水管卡子,爬梯固定件、窗框等構件與墻體交接處沒有封閉密實或松動后產生縫隙造成雨水進入墻體,雨水沿聚苯板縫隙滲到保護層,保護層局部處于飽水狀態,經過濕脹干縮及反復凍融循環后出現裂縫并逐漸惡化。
5.1.粘貼聚苯板時,在構件四周聚苯板對應部位滿打聚合物砂漿,以切斷雨水滲入途徑。
5.2.抹保護層時先用密封膠將構件與聚苯板縫隙嵌填密實,保護層施工完成后,應在構件周圍滿打密封膠,以防止構件松動后造成裂縫進水。
6.腳手眼等施工孔洞修補:腳手眼的如工程造型變化多,造成外腳手架穿墻部位非常多,腳手眼的修補對整體外觀效果影響很大,修補的主要難點在抗裂防護層的修補上。
6.1.在大面施工抗裂防護層時,在孔洞周邊留出30?左右位置暫不抹抗裂砂漿,用耐堿網格布沿對角線裁開,形成4個三角片。
6.2.修補時,用保溫砂漿填平孔洞,使孔洞周圍200?×200?的保溫砂漿面略低于大面抗裂砂漿面3-5?。
6.3.修補保溫砂漿干燥后,抹抗裂砂漿,并將預留耐堿網格布壓入抗裂砂漿中,然后在孔洞周圍另加貼一200?×200?的耐堿網格布壓平,隨即施工聚苯板保溫層。
7.通過總結聚苯板外墻外保溫工程細部防裂的加強措施,并有下列建議。
關鍵詞:管材特性、管道施工、管道試壓、管道維修
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
一、工程概述
某大型供水廠,在建設過程中,輸水管線采用DN2200夾砂玻璃鋼管,全長1500m,配水管線使用DN1400、DN1200夾砂玻璃鋼管,分別為500m和800m,主要為解決沿線及城市生活與工業用水。本文結合筆者在施工期間及運行維修經驗,淺談一下夾砂玻璃鋼管施工及維修要點。
二、夾砂玻璃鋼管的性能和優點
2.1夾砂玻璃鋼管
近年來,夾砂玻璃鋼管廣泛應用于石油化工、供排水等領域,是一種新型柔性非金屬復合材料壓力管道,其實質是以玻璃纖維為增強材料,以不飽和熱固性聚酯樹脂為基體,中間夾石英砂的壓力管(英文縮寫FRP,代號 FWRPMP,簡稱夾砂管)。FRP管道目前執行國家建材行業標準《玻璃纖維纏繞增強熱固性樹脂夾砂壓力管》。
2.2 夾砂玻璃鋼管的性能和優點
(1)比強度高。玻璃纖維按一定的規律通過張拉纏繞形成一種多層網狀分布, 大大提高了管道環軸向強度指標。
(2)剛度大。管壁內、外層之間夾有 0.3~0.8mm粒徑的石英砂,經浸透樹脂固化后,提高了玻璃鋼管的剛度。
(3)抗滲防腐性能好。高分子化合物不飽和聚酯樹脂填充于玻璃纖維網絡空間,并與玻璃纖維良好的浸潤,固化后不但起到 傳遞荷載和防滲漏的作用,同時防止了酸、堿、鹽的侵蝕,也保護了輸送的介質無二次污染。
(4)耐久性好。夾砂玻璃鋼管的使用壽命與使用環境溫度、 使用材料及管壁結構形式有關,按現行標準JC/T838-1998的規定,通常壽命為50年。
(5)流通能力強。夾砂玻璃鋼管內壁表面糙率系數在 0.008~0.009之間,管內不易被微生物玷污蛀附及結垢,壓力損失小,管道具有較高的流通能力。
(6)FRP管采用承插連接方式,雙“O”型食品級橡膠圈密封,每完成一個接頭立即充氣檢查其嚴密性。另外,管道內襯為食品級樹脂,所以此類管還具有綜合造價低,安裝方便、運行可靠、無毒無害等優點。
三、管道施工
3.1溝槽開挖
DN2200輸水管線設計為“倒虹吸”供水方式,管線穿山越嶺,地形起伏較大,沿程溝槽土質有風化巖,還有稻田淤泥。按圖紙設計,管道覆土最深達5米多。溝槽開挖,槽底要求每側有500mm的操作空間。正常溝槽開挖,機械挖深至設計標高以上200mm后由人工清理底層土方。巖石地段放炮開挖,按設計標高超挖300mm,回填沙至設計位置。軟土、淤泥土質,挖至硬土層,換沙處理。土質松軟,溝槽易垮塌地段,按要求放坡或設置槽壁支護,保證施工安全。DN1000、DN800夾砂玻璃鋼管配水管線在沿河道施工,土質為沙土,地形較為開闊,開挖施工方便。
3.2管道安裝
為減少管材二次搬運,根據工程進度與供應商聯系,按計劃供貨。管道及管件運至工程現場,沿溝槽擺放。
管道安裝,在每個接口位置挖一個1×0.3×0.2(h)工作坑,確保安裝后管身無騰空現象。接口時,檢查并清潔承插口、橡膠圈,以凡士林作劑,均勻涂抹在橡膠圈及插口凹槽內。膠圈安裝后,插頭吊離地面,不得讓抹有劑的膠圈沾到泥沙,影響安裝質量。
人工安裝時,首先將專用吊帶套在已安裝和即將安裝的兩根管道上,用兩個3T的手拉葫蘆對稱放于兩個吊帶之間,均勻用力將管道拉進承口。每個接頭進到位之后,用沙袋至下而上,在接口兩側砸實,防止管道脫口。甲管、乙管等短管件安裝時,因管距較短(一般1.5M)在管件端口墊置木塊,吊帶繩壓在木塊上,安裝不得直接套在管口,手拉葫蘆拉管時,用力必須均勻,否則管件極易側翻。有些排氣或排泥三通短管也可套在兩根長管中間,套體安裝。
為減少管道彎頭數量,可以在玻璃鋼管允許的借轉角度(≤1°)內擺動。但管道對接時,兩節管道不能有角度。需要管道緩慢轉彎的地段,溝槽開挖應考慮借轉所需寬度。
3.3溝槽回填
因玻璃鋼管自身剛度較差,對溝槽回填質量要求嚴格。管區回填材料有素土、河砂等粗粒土,不能有尺寸較大的石塊、磚頭等。回填前應清除溝槽內磚、石、木塊等垃圾雜物,有積水的,應排凈積水,不得帶水回填。首先將管道下口兩側回填密實,然后在管身兩側每填200mm夯實一遍,夯實采用振動打夯機。設計要求夯實密度≥95%以上,實際施工中因回填土含水量不易控制,回填密實度也不易控制。溝槽回填從管底基礎部位開始到管頂以上500mm范圍內,必須采用人工回填;管頂500mm以上部位,可用機械從管道兩側同時夯實,每層回填高度不大于200mm。
3.4浮管預防及控制
本工程施工因周期長,管線地質、地形復雜,雨季施工或地下水豐富地段極易發生管道漂浮。采取的預防措施:①、在有坡度地段施工,自下而上施工,下游做好排水措施。②、溝槽開挖,管道安裝,試壓回填連續進行。③、做好排水方案,防止溝槽積水。雨季施工,遇短時間強對流天氣,個別管段回填不滿溝,不密實的情況,發生過輕微浮管,回填材料回落管身拱起。發生浮管后,排凈溝槽積水,清除回填土,在管道自然回落到設計位置后,重新做接頭打壓測試,合格后重新夯實回填。
3.5 水壓試驗
玻璃鋼管為雙O型橡膠圈接口,采用接頭試壓方式打壓。在安裝第二根管道前,已安裝承口上頂,兩膠圈進位中間,用手槍鉆打試壓孔,安試壓嘴。在第二根管插口進到位后,水為試壓介質,手搖試壓泵打壓。試驗壓力采用1.5倍的工作壓力,一般打到0.9MPa,10分鐘壓降不超過0.05MPa為合格。如壓力升不上去或打至0.9MPa后,迅速減壓,認為接口安裝不合格,管道退出重裝。
3.6 管道維修
經過近10年運行,配水管道全溝沙土回填,管道埋深在2米左右,DN2200玻璃鋼管未出現漏水或爆管情況。輸水管線地勢起伏較大,彎管較多,有些地段敷土太深等一些原因,進行了幾次維修。維修方式根據不同漏水情況,采用不同方式:一種是在一個點上出現裂縫漏水,以該點為中心,用小型切割機,切下一塊適當的方塊管件,然后再在維修備用管上按同等尺寸取下方塊。切口周圍打磨后,涂196樹脂膠,按三氈(玻璃氈)一布(玻璃布)循環粘貼。第一遍六氈二布,固化打磨后,開始第二遍,共計三遍,氈、布必須用膠浸透。
管身縱向出現較長裂縫或嚴重損壞,需要整段換管。損壞漏水部分整段切除后,用同口徑同長度玻璃鋼管,切后打磨接口,按上述維修方式用玻璃氈和玻璃布對接口纏繞修復。
需要注意事項:
(1)在維修前要排干管內水,帶水不能維修。
(2)每遍纏布抹膠,等布晾干后進行下一遍纏布。
(3)斷管維修,因舊管都有一定徑向繞度,新、舊管接口錯縫保持均勻。
四、結束語
總之,玻璃鋼夾砂管在溝槽開挖、回填、管道安裝、試壓、維修等施工過程中比剛性管材有更嚴格要求,只有嚴格按照規定及設計要求施工,掌握施工及維修要點,才能保證質量,降低運行維修費用。
參考文獻
作為新型建筑材料,加氣混凝土磚具有質量輕、耐火性強、隔音和保溫效果好、加工性好、價格低等優良特性,是目前較理想的墻體材料。但是,由于砌成的墻體在建造和使用過程中會出現墻體裂縫、飾面空鼓脫落,尤其有預埋管線的地方,更是容易出現裂縫等質量通病。針對上述問題,筆者根據對加氣混凝土砌塊的性能及施工技術特點的分析,再結合幾年來的工作實踐及經驗,下面就此問題談談幾種看法:
墻體裂縫產生的原因
溫度差變化引起的裂縫。溫度的變化會引起材料的熱脹、冷縮,因砌體與水泥砂漿的膨脹收縮系數不同,所以容易引起墻體裂縫或空鼓。
伸縮率不同引起的裂縫。由于紅磚、混凝土、加氣磚及水泥砂漿組成材料不同,故吸水率、干縮率都不一樣,容易引起它們間伸縮不一至,從而出現縫隙或空鼓。
施工工藝、質量引起的裂縫。在施工過程中,如果加氣磚與紅磚、混凝土接縫處未設拉結筋或施工質量低劣,抗拉強度低,抗剪能力弱,容易引起裂縫。如右圖,就是某學院行政樓走廊墻面,當時因未加設拉結筋,再者加上當時時間緊迫,施工質量不到位引起的裂縫:
刨預埋管槽引起的裂縫。砌體墻上一般難免有強電、弱電、綜合布線或其它專業工種的預埋管線,如果在補槽粉刷過程中處理不當,容易引起裂縫。如右圖,就是某學院現教中心中間走廊墻面,當時因預埋管線時,補槽后未鋪設鋼絲網片或玻璃纖維格柵布引起的裂縫。
砌體材料與飾面粉刷材料改進不同步引起的裂縫。目前砌體材料品種較多,而且在不斷改進,但是,飾面粉刷材料卻改進方面不多,而且一般大家重視不夠,這方面的裂縫也不少。
裂縫的防治措施
溫度裂縫一般發生在梁底下或一至兩個開間縱橫墻上。在梁低下減少砌體接縫間距,同時適量增設通長拉結筋,以增加強度。目前,對節能要求很高,如墻體上增加一層保溫層,有利于增強墻體抵抗因環境溫度引起裂縫的能力。某學院新建二期教學樓用了內保溫墻體材料,效果不錯。
為了減少因伸縮率、吸水率與干縮率不同變化引起的裂縫,首先,應避免“混砌”,對于應構造需要的墻底部、墻頂部、局部門、窗洞口處,可酌情采用其他塊體材料補砌。其次,加氣混凝土磚出廠齡期不得少于28天,且要避免雨淋,使加氣混凝土磚具備較小的實際干縮值和較高的強度。再次,每天砌墻高度不能太高,最好不超過1.5米。紅磚或其他砌塊需要提前1~2天澆水濕潤,混凝土結構也要提前濕潤,不得隨澆隨砌。
為了減少因施工工藝不當、施工質量低劣引起的裂縫,應做到:磚砌體組砌時,要上、下錯縫,內外搭接;不得采用隔夜的砂漿;墻體磚縫間砂漿飽滿度要符合規范要求;梁底斜砌要在墻體砌好后不少于7天進行;與結構柱、混凝土結構等接縫間要加設拉結筋,且在其表面上加設一層鋼絲網或平鋪玻璃纖維格柵布,再進行水泥摸漿,再在其面上粉刷砂漿,經過這樣的處理后,墻體基本不會出現裂縫。一至兩個大開間也需加設通長筋,以增加強度。日砌高度不要過大,飾面粉刷層厚度要均勻,且粉刷前最好噴一遍水泥漿,把基層處理一次,以防空鼓,這樣做效果很好。如上圖,就是某學院體育館當時施工時墻體與結構性柱子接縫處加設了拉結筋且鋪設了玻璃纖維格柵布處理,一年了,現在未出現裂縫,效果不錯。
為減少因開槽預埋管線引起的裂縫。應該做到:首先要避免亂開槽鑿洞。其次,開槽要規范,做到橫平豎直。再次,開槽粉刷保護層不少于20mm,且補槽用的水泥砂漿強度要提高,補槽后,沿其表面層鋪設寬度不少于300mm鋼絲網片或玻璃纖維格柵布,再進行粉刷。 如右圖,就是某學院體育館公共走廊墻面,誘導指示燈管線預埋補槽后,再在槽墻基層面鋪設了一層玻璃纖維格柵布,這樣處理后,一年了,未出現裂縫,效果較好。
建議有關部門在重視砌體材料改進的同時,要重視飾面材料的改進,同時,改進施工工藝和方法。如增加墻體界面劑,可有效防止這方面裂縫產生。