加固后的新老混凝土需共同工作,核心的关键点是必须保证新老混凝土的粘接能力。
新老混凝土的粘接能力取决于界面粘接是否优异,而新老混凝土的界面处往往是混凝土结构的薄弱处,若处理不完全,可能导致加固效果不佳。
为什么新老混凝土的界面处是混凝土结构的薄弱处?
新老混凝土的界面本质上也等同于集料—水泥石的界面。研究表明,集料—水泥石在界面区水灰比局部升高,因而使Ca(OH)2晶体和钙矾石晶体富集并具有取向性,致使界面区孔隙率较大和结构疏松,使得裂缝容易在这个区域产生和扩展。
有什么措施可以提高界面粘接能力,避免界面开裂,保证新老混凝土共同工作呢?
方法1:增强机械咬合力
在加固工程中,新老混凝土界面处理工序是增大截面加固、置换缺陷混凝土加固及后浇筑混凝土等加固方法中极其重要的一环。
各标准如GB 50550-2010《建筑结构加固工程施工质量验收规范》、GB 50367-2013《混凝土结构加固设计规范》等中,对于新老混凝土界面处理都有详细的说明和规定。
增强界面处的机械咬合力需要将原构件混凝土界面(粘合面)经修整露出骨料新面后,采用花锤、砂轮机或高压水射流进行打毛,必要时,也可凿成沟槽,凿除构件的棱角。
表面凿毛构成粗糙面以提高粘结性。表面凿毛的粗糙度是影响粘结性的主要因素,一般来说,老混凝土的表面粗糙比表面光滑更易被浸润,表面粗糙程度与粘结强度有一定关系,对结合面进行表面粗糙处理即可以除去表面附着的异物,又可使表面积增大,这两点对增加粘结强度是有利的。
当设计有要求时,也可以植入剪切销钉,进一步增强机械咬合力。
方法2:界面湿润
研究表明:当老混凝土处于干燥状态时,会从新拌混凝土中吸取水分,造成界面粘接强度降低;当老混凝土表面处于积水状态时,会造成新老混凝土界面局部水灰比偏高,同样会降低界面粘接强度。
而当老混凝土处于饱和面干状态时,既可以避免界面水灰比增高,又可以保证界面水泥正常水化,对增加新老混凝土界面的粘结强度是有利的。
因此,加固前应对基面反复湿润,达到基面湿润但无明水的饱和面干状态。
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