復(fù)合砂漿加固混凝土構(gòu)件界面粘結(jié)性能的多維度探究與工程應(yīng)用一、緒論1.1研究背景與意義混凝土憑借其良好的抗壓性能、可塑性以及相對(duì)較低的成本，在建筑領(lǐng)域中占據(jù)著舉足輕重的地位，廣泛應(yīng)用于各類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)、橋梁、水利設(shè)施等工程中，是現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的核心材料之一。然而，隨著時(shí)間的推移、環(huán)境因素的侵蝕以及使用功能的改變，許多既有混凝土構(gòu)件會(huì)出現(xiàn)不同程度的性能劣化和損傷。自然環(huán)境中的溫度變化、濕度波動(dòng)、凍融循環(huán)以及化學(xué)物質(zhì)侵蝕等，都會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成損害。例如，在寒冷地區(qū)，混凝土結(jié)構(gòu)在冬季反復(fù)遭受凍融循環(huán)，內(nèi)部孔隙中的水結(jié)冰膨脹，導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)剝落、開(kāi)裂等現(xiàn)象，降低了結(jié)構(gòu)的耐久性；在沿海地區(qū)，混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期受到海水的侵蝕，其中的氯離子會(huì)滲透到混凝土內(nèi)部，引發(fā)鋼筋銹蝕，削弱鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)的承載能力。此外，一些混凝土構(gòu)件由于當(dāng)初設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，隨著社會(huì)發(fā)展和使用需求的提升，已無(wú)法滿足現(xiàn)行的荷載要求和安全標(biāo)準(zhǔn)；部分建筑因功能改變，如將普通辦公樓改造為數(shù)據(jù)中心，增加了大量設(shè)備，導(dǎo)致原結(jié)構(gòu)承受的荷載大幅增加，也需要對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行加固。混凝土構(gòu)件的加固對(duì)于保障結(jié)構(gòu)的安全性、延長(zhǎng)其使用壽命以及降低重建成本具有重要意義。通過(guò)加固，可以有效恢復(fù)或提高混凝土構(gòu)件的承載能力、剛度和耐久性，確保結(jié)構(gòu)在后續(xù)使用過(guò)程中能夠安全可靠地運(yùn)行，避免因結(jié)構(gòu)破壞而引發(fā)的安全事故，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí)，相較于拆除重建，加固往往能夠節(jié)省大量的人力、物力和時(shí)間成本，符合可持續(xù)發(fā)展的理念，對(duì)于推動(dòng)建筑行業(yè)的綠色發(fā)展具有積極作用。在眾多混凝土構(gòu)件加固方法中，復(fù)合砂漿加固法因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。復(fù)合砂漿通常由水泥、骨料、摻合料、外加劑等多種成分組成，通過(guò)合理的配合比設(shè)計(jì)和工藝控制，能夠獲得良好的力學(xué)性能和粘結(jié)性能。與傳統(tǒng)的加固材料如普通水泥砂漿相比，復(fù)合砂漿具有更高的強(qiáng)度、更好的韌性和抗裂性能，能夠更有效地傳遞應(yīng)力，增強(qiáng)加固層與原混凝土構(gòu)件之間的協(xié)同工作能力。同時(shí)，復(fù)合砂漿還具有施工工藝簡(jiǎn)單、對(duì)原結(jié)構(gòu)損傷小、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，可用于各種形狀和尺寸的混凝土構(gòu)件加固，在實(shí)際工程中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。復(fù)合砂漿與混凝土構(gòu)件之間的界面粘結(jié)性能是影響加固效果的關(guān)鍵因素。界面粘結(jié)性能的優(yōu)劣直接決定了加固層能否與原構(gòu)件協(xié)同工作，共同承受外部荷載。如果界面粘結(jié)強(qiáng)度不足，在荷載作用下，加固層與原構(gòu)件之間可能會(huì)出現(xiàn)脫粘、剝離等破壞現(xiàn)象，導(dǎo)致加固失效，無(wú)法達(dá)到預(yù)期的加固效果。因此，深入研究復(fù)合砂漿加固混凝土構(gòu)件的界面粘結(jié)性能，揭示其粘結(jié)機(jī)理和影響因素，對(duì)于優(yōu)化加固設(shè)計(jì)、提高加固質(zhì)量和保障結(jié)構(gòu)安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。這不僅有助于推動(dòng)復(fù)合砂漿加固技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，使其在實(shí)際工程中發(fā)揮更大的作用，還能為相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的制定提供科學(xué)依據(jù)，促進(jìn)建筑加固行業(yè)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。1.2研究現(xiàn)狀綜述在建筑領(lǐng)域，隨著時(shí)間推移和各種因素影響，建筑物結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)至關(guān)重要。目前常用的加固方法包括增大截面加固法、外包鋼加固法、粘貼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料法、預(yù)應(yīng)力加固法、增設(shè)支點(diǎn)加固法以及高性能復(fù)合砂漿鋼筋網(wǎng)加固法等。增大截面加固法通過(guò)增加原構(gòu)件的截面尺寸和配筋，提高其承載能力和剛度，但該方法施工濕作業(yè)量大，養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)，且可能影響結(jié)構(gòu)的使用空間和外觀。外包鋼加固法在混凝土構(gòu)件四周包型鋼，能在基本不改變?cè)Y(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸的情況下，大幅度提高構(gòu)件承載力，但用鋼量大，成本較高。粘貼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料法利用纖維材料的高強(qiáng)度特性，將其粘貼在構(gòu)件表面，共同受力，提高構(gòu)件的承載能力，具有施工便捷、對(duì)結(jié)構(gòu)自重增加小等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)施工工藝要求較高，且纖維材料的耐久性受環(huán)境影響較大。預(yù)應(yīng)力加固法通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力，改善結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，提高結(jié)構(gòu)的承載能力和抗裂性能，適用于大跨度結(jié)構(gòu)和較高應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)加固，但需要專(zhuān)門(mén)的預(yù)應(yīng)力施加設(shè)備和技術(shù)。增設(shè)支點(diǎn)加固法通過(guò)增設(shè)支承點(diǎn)減小結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度，從而減小結(jié)構(gòu)內(nèi)力和提高承載能力，適用于梁、板、桁架等水平結(jié)構(gòu)的加固，但會(huì)對(duì)使用空間產(chǎn)生一定影響。新老混凝土的粘結(jié)性能是混凝土結(jié)構(gòu)加固和修復(fù)中的關(guān)鍵問(wèn)題，受到眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。研究表明，新老混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度受到多種因素的影響?；炷恋凝g期是一個(gè)重要因素，齡期較長(zhǎng)的老混凝土表面水泥石已經(jīng)充分水化，結(jié)構(gòu)較為致密，新混凝土與老混凝土之間的化學(xué)粘結(jié)和機(jī)械咬合力會(huì)受到一定影響，從而降低粘結(jié)強(qiáng)度。界面處理方法對(duì)粘結(jié)性能也有顯著影響，常見(jiàn)的界面處理方法包括鑿毛、噴砂、涂刷界面劑等。鑿毛處理可以增加界面的粗糙度，提高機(jī)械咬合力；噴砂處理能去除老混凝土表面的疏松層，使新老混凝土更好地結(jié)合；涂刷界面劑則可以改善界面的化學(xué)相容性，增強(qiáng)粘結(jié)力。粘結(jié)劑的種類(lèi)同樣不容忽視，不同類(lèi)型的粘結(jié)劑具有不同的化學(xué)性質(zhì)和物理性能，對(duì)新老混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度影響較大。例如，環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)粘結(jié)劑具有較高的粘結(jié)強(qiáng)度和良好的耐久性，但價(jià)格相對(duì)較高；水泥基粘結(jié)劑成本較低，但粘結(jié)性能相對(duì)較弱。鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)性能是保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)共同工作的基礎(chǔ)。鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力主要由化學(xué)膠結(jié)力、摩擦力和機(jī)械咬合力組成。化學(xué)膠結(jié)力是由于水泥漿體與鋼筋表面的化學(xué)反應(yīng)形成的；摩擦力是由于混凝土收縮對(duì)鋼筋產(chǎn)生的握裹力以及外力作用下鋼筋與混凝土之間的相對(duì)滑移而產(chǎn)生的；機(jī)械咬合力則是由于鋼筋表面的凹凸不平與混凝土之間的相互咬合形成的。影響鋼筋與混凝土粘結(jié)性能的因素眾多，混凝土強(qiáng)度是其中之一，較高強(qiáng)度的混凝土能夠提供更大的握裹力，增強(qiáng)粘結(jié)性能。鋼筋的表面形狀也有影響，變形鋼筋比光圓鋼筋具有更好的粘結(jié)性能，因?yàn)樽冃武摻畹谋砻胬呒y能夠增加與混凝土的機(jī)械咬合力。保護(hù)層厚度同樣重要，適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)層厚度可以防止鋼筋銹蝕，保證粘結(jié)性能的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。此外，混凝土的澆筑質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)條件等也會(huì)對(duì)粘結(jié)性能產(chǎn)生影響。復(fù)合砂漿鋼筋網(wǎng)加固結(jié)構(gòu)的研究也取得了一定的成果。這種加固方法是在混凝土構(gòu)件表面綁扎鋼筋網(wǎng)，然后涂抹復(fù)合砂漿，使加固層與原構(gòu)件共同工作，提高結(jié)構(gòu)的承載能力。研究表明，復(fù)合砂漿鋼筋網(wǎng)加固法具有施工工藝簡(jiǎn)單、加固效果良好、防火耐高溫性好、耐久抗老化性好以及與原結(jié)構(gòu)協(xié)同工作性好等優(yōu)點(diǎn)。在抗震性能方面，對(duì)采用高性能復(fù)合砂漿鋼筋網(wǎng)加固的混凝土柱進(jìn)行試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，柱的承載力得到了較大幅度的提高，柱延性得到了顯著改善，變形能力和耗能能力有顯著增強(qiáng)。在疲勞性能方面，加固混凝土梁的疲勞剛度、抗裂性能都有提高和改善。然而，目前對(duì)于復(fù)合砂漿與混凝土之間的粘結(jié)機(jī)理以及長(zhǎng)期性能的研究還相對(duì)較少，需要進(jìn)一步深入探討。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容本研究旨在深入剖析復(fù)合砂漿加固混凝土構(gòu)件界面粘結(jié)性能，具體內(nèi)容涵蓋以下幾個(gè)方面：不同復(fù)合材料加固混凝土構(gòu)件的界面粘結(jié)性能研究：選用多種不同類(lèi)型的復(fù)合砂漿，如聚合物改性復(fù)合砂漿、纖維增強(qiáng)復(fù)合砂漿等，分別對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行加固處理。通過(guò)設(shè)計(jì)并開(kāi)展一系列的拉拔試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)等，系統(tǒng)地測(cè)定不同復(fù)合砂漿與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度、粘結(jié)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系等關(guān)鍵性能指標(biāo)。深入分析不同復(fù)合材料的組成成分、微觀結(jié)構(gòu)與界面粘結(jié)性能之間的內(nèi)在聯(lián)系，揭示復(fù)合材料特性對(duì)界面粘結(jié)性能的影響機(jī)制。影響復(fù)合砂漿與混凝土界面粘結(jié)性能的因素分析：全面考慮多種可能影響復(fù)合砂漿與混凝土界面粘結(jié)性能的因素，包括混凝土的表面處理方式（如鑿毛、噴砂、涂刷界面劑等）、復(fù)合砂漿的配合比（水泥、骨料、摻合料、外加劑的比例）、養(yǎng)護(hù)條件（溫度、濕度、養(yǎng)護(hù)時(shí)間）等。通過(guò)控制變量法，分別改變各個(gè)因素，進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)研究，分析每個(gè)因素對(duì)界面粘結(jié)性能的影響規(guī)律及程度，確定影響界面粘結(jié)性能的主要因素和次要因素。復(fù)合砂漿加固混凝土構(gòu)件不同部位的界面粘結(jié)性能差異研究：針對(duì)混凝土構(gòu)件的不同部位，如梁的受拉區(qū)、受壓區(qū)，柱的側(cè)面、頂面等，采用相同的復(fù)合砂漿進(jìn)行加固，并進(jìn)行界面粘結(jié)性能測(cè)試。對(duì)比不同部位的粘結(jié)強(qiáng)度、破壞模式等，分析由于構(gòu)件部位差異導(dǎo)致的受力狀態(tài)不同對(duì)界面粘結(jié)性能的影響，為加固設(shè)計(jì)中合理選擇加固部位提供依據(jù)。基于試驗(yàn)結(jié)果的界面粘結(jié)性能理論分析與模型建立：依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，從理論層面深入分析復(fù)合砂漿與混凝土之間的粘結(jié)機(jī)理，包括化學(xué)粘結(jié)、機(jī)械咬合力、摩擦力等在粘結(jié)過(guò)程中的作用及相互關(guān)系。結(jié)合現(xiàn)有的粘結(jié)理論，建立能夠準(zhǔn)確描述復(fù)合砂漿加固混凝土構(gòu)件界面粘結(jié)性能的理論模型，通過(guò)與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比驗(yàn)證，不斷優(yōu)化和完善模型，使其具有更好的預(yù)測(cè)性和實(shí)用性。1.3.2研究方法本研究綜合運(yùn)用試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬兩種方法，對(duì)復(fù)合砂漿加固混凝土構(gòu)件界面粘結(jié)性能展開(kāi)深入探究。試驗(yàn)研究：制備多種不同配合比的復(fù)合砂漿以及不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土試件，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行試件的制作和養(yǎng)護(hù)。對(duì)混凝土試件表面進(jìn)行不同方式的處理，模擬實(shí)際工程中的各種情況。采用拉拔試驗(yàn)裝置、萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備，對(duì)加固后的試件進(jìn)行拉拔試驗(yàn)和剪切試驗(yàn)，測(cè)量并記錄試驗(yàn)過(guò)程中的荷載、位移等數(shù)據(jù)，觀察試件的破壞模式和破壞過(guò)程。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和圖表分析，揭示不同因素對(duì)界面粘結(jié)性能的影響規(guī)律。數(shù)值模擬：利用有限元分析軟件，建立復(fù)合砂漿加固混凝土構(gòu)件的數(shù)值模型。在模型中合理設(shè)置材料參數(shù)、邊界條件和接觸關(guān)系，模擬試驗(yàn)過(guò)程中的加載情況。通過(guò)數(shù)值模擬，得到構(gòu)件內(nèi)部的應(yīng)力分布、應(yīng)變分布以及界面粘結(jié)應(yīng)力的變化情況，與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，進(jìn)一步深入分析界面粘結(jié)性能的影響因素和破壞機(jī)理。利用數(shù)值模型進(jìn)行參數(shù)化分析，快速研究不同參數(shù)對(duì)界面粘結(jié)性能的影響，為試驗(yàn)方案的優(yōu)化和理論模型的建立提供參考。二、復(fù)合砂漿與混凝土粘結(jié)的剪切性能試驗(yàn)研究2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)2.1.1試驗(yàn)原材料水泥：選用[具體品牌]的P?O42.5普通硅酸鹽水泥，其各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。該水泥具有良好的膠凝性能和穩(wěn)定性，能夠?yàn)閺?fù)合砂漿提供必要的強(qiáng)度和粘結(jié)力。其主要化學(xué)成分包括氧化鈣（CaO）、二氧化硅（SiO?）、三氧化二鋁（Al?O?）、三氧化二鐵（Fe?O?）等，其中氧化鈣含量較高，約為[X]%，有助于水泥的水化反應(yīng)，形成強(qiáng)度較高的水化產(chǎn)物。骨料：細(xì)骨料采用天然河砂，其粒徑范圍為[具體粒徑范圍]，含泥量不超過(guò)[X]%，細(xì)度模數(shù)為[X]，屬于中砂。河砂顆粒形狀較為圓潤(rùn)，表面光滑，能夠減少與水泥漿體之間的摩擦力，提高砂漿的工作性能。粗骨料選用粒徑為[具體粒徑范圍]的碎石，其壓碎指標(biāo)值不超過(guò)[X]%，針片狀顆粒含量不超過(guò)[X]%。碎石具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，能夠增強(qiáng)復(fù)合砂漿的骨架作用，提高其抗壓強(qiáng)度和耐久性。摻合料：選用[具體品牌]的粉煤灰作為摻合料，其等級(jí)為[具體等級(jí)]，需水量比不超過(guò)[X]%，燒失量不超過(guò)[X]%。粉煤灰中含有大量的活性氧化硅和氧化鋁，能夠與水泥水化產(chǎn)物中的氫氧化鈣發(fā)生二次反應(yīng)，生成具有膠凝性的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，從而提高復(fù)合砂漿的后期強(qiáng)度和耐久性。同時(shí)，粉煤灰的摻入還能夠改善復(fù)合砂漿的工作性能，降低水泥用量，減少成本。外加劑：使用[具體品牌]的減水劑作為外加劑，其減水率不低于[X]%。減水劑能夠在不影響復(fù)合砂漿工作性能的前提下，減少用水量，降低水灰比，從而提高復(fù)合砂漿的強(qiáng)度和耐久性。此外，減水劑還能夠改善復(fù)合砂漿的和易性，使其更容易施工。同時(shí)，為了提高復(fù)合砂漿的抗裂性能，還添加了[具體品牌]的聚丙烯纖維，其長(zhǎng)度為[具體長(zhǎng)度]，直徑為[具體直徑]，摻量為[X]%（體積比）。聚丙烯纖維具有較高的抗拉強(qiáng)度和彈性模量，能夠在復(fù)合砂漿中形成三維亂向分布的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效阻止裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，提高復(fù)合砂漿的抗裂性能和韌性。界面劑：選用[具體品牌]的水性環(huán)氧界面劑，該界面劑具有良好的粘結(jié)性能和耐水性。其主要成分為環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑，在使用時(shí)按照[具體比例]進(jìn)行混合。水性環(huán)氧界面劑能夠在混凝土表面形成一層堅(jiān)韌的薄膜，增強(qiáng)復(fù)合砂漿與混凝土之間的粘結(jié)力，提高界面的抗剪強(qiáng)度。同時(shí)，該界面劑還具有環(huán)保、無(wú)毒、無(wú)味等優(yōu)點(diǎn)，符合現(xiàn)代建筑對(duì)環(huán)保材料的要求?；炷粒翰捎肅30商品混凝土，其配合比為水泥：砂：石子：水=[具體配合比]。在澆筑混凝土試件前，對(duì)商品混凝土的坍落度、擴(kuò)展度等工作性能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，確保其滿足施工要求。C30混凝土具有較高的抗壓強(qiáng)度和耐久性，能夠滿足一般建筑結(jié)構(gòu)的使用要求，在實(shí)際工程中應(yīng)用廣泛。2.1.2配合比設(shè)計(jì)根據(jù)相關(guān)規(guī)范和試驗(yàn)要求，設(shè)計(jì)了3種不同配合比的復(fù)合砂漿，具體配合比如表1所示。表1復(fù)合砂漿配合比（kg/m3）編號(hào)水泥砂粉煤灰水減水劑聚丙烯纖維M1[X1][X2][X3][X4][X5][X6]M2[X7][X8][X9][X10][X11][X12]M3[X13][X14][X15][X16][X17][X18]在配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)調(diào)整水泥、粉煤灰、外加劑等材料的用量，控制復(fù)合砂漿的強(qiáng)度等級(jí)和工作性能。其中，M1配合比的復(fù)合砂漿強(qiáng)度等級(jí)較低，主要用于研究低強(qiáng)度復(fù)合砂漿與混凝土的粘結(jié)性能；M2配合比的復(fù)合砂漿強(qiáng)度等級(jí)適中，是實(shí)際工程中常用的配合比；M3配合比的復(fù)合砂漿強(qiáng)度等級(jí)較高，用于探究高強(qiáng)度復(fù)合砂漿對(duì)粘結(jié)性能的影響。同時(shí)，通過(guò)控制水灰比和外加劑的摻量，保證復(fù)合砂漿具有良好的和易性和施工性能，滿足現(xiàn)場(chǎng)施工的要求。2.1.3試件制作混凝土試件制作：首先，根據(jù)試驗(yàn)要求制作尺寸為150mm×150mm×150mm的C30混凝土立方體試件，用于測(cè)定混凝土的抗壓強(qiáng)度。在澆筑混凝土前，將試模清理干凈，并涂刷脫模劑，以方便試件脫模。然后，將攪拌均勻的商品混凝土分兩層倒入試模中，每層采用插搗棒進(jìn)行插搗，插搗次數(shù)不少于27次，以確?；炷恋拿軐?shí)性。插搗完成后，用抹刀將試模表面多余的混凝土刮去，待混凝土臨近初凝時(shí)，再次用抹刀將表面抹平。試件成型后，立即用不透水的薄膜覆蓋表面，防止水分蒸發(fā)，并在溫度為20±5℃的環(huán)境中靜置一晝夜至二晝夜。最后，進(jìn)行編號(hào)、拆模，并將試件移入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)條件為溫度20±2℃，相對(duì)濕度95%以上，養(yǎng)護(hù)至28d齡期。復(fù)合砂漿加固試件制作：待混凝土試件養(yǎng)護(hù)至28d齡期后，對(duì)其表面進(jìn)行處理。先用角磨機(jī)對(duì)混凝土表面進(jìn)行打磨，去除表面的浮漿和疏松層，使骨料露出，然后用鋼絲刷清理表面的灰塵和雜物。根據(jù)試驗(yàn)方案，將處理后的混凝土試件分為3組，每組10個(gè)試件。在每組試件的表面均勻涂刷水性環(huán)氧界面劑，涂刷厚度為[具體厚度]。待界面劑干燥后，按照設(shè)計(jì)配合比攪拌復(fù)合砂漿，并將其涂抹在混凝土試件表面，涂抹厚度為[具體厚度]。涂抹完成后，用抹刀將復(fù)合砂漿表面抹平，并在表面覆蓋塑料薄膜，防止水分蒸發(fā)。試件在溫度為20±5℃，相對(duì)濕度為60%~80%的環(huán)境中養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期，用于后續(xù)的剪切試驗(yàn)。2.1.4混凝土表面處理為了研究混凝土表面處理方式對(duì)復(fù)合砂漿與混凝土粘結(jié)性能的影響，采用了3種不同的表面處理方式：鑿毛處理：使用鑿毛機(jī)對(duì)混凝土表面進(jìn)行鑿毛，鑿毛深度為[具體深度]，鑿毛間距為[具體間距]。鑿毛處理能夠增加混凝土表面的粗糙度，提高機(jī)械咬合力，從而增強(qiáng)復(fù)合砂漿與混凝土之間的粘結(jié)性能。通過(guò)控制鑿毛的深度和間距，可以調(diào)節(jié)表面的粗糙度，以探究不同粗糙度對(duì)粘結(jié)性能的影響。噴砂處理：采用噴砂設(shè)備對(duì)混凝土表面進(jìn)行噴砂處理，噴砂壓力為[具體壓力]，噴砂時(shí)間為[具體時(shí)間]。噴砂處理能夠去除混凝土表面的浮漿和雜質(zhì)，使表面更加粗糙，同時(shí)還能使骨料露出，增加表面的活性。與鑿毛處理相比，噴砂處理后的表面更加均勻，粗糙度更容易控制。通過(guò)調(diào)整噴砂壓力和時(shí)間，可以獲得不同粗糙度的表面，研究其對(duì)粘結(jié)性能的影響。涂刷界面劑處理：在混凝土表面均勻涂刷一層水性環(huán)氧界面劑，涂刷厚度為[具體厚度]。界面劑能夠在混凝土表面形成一層粘結(jié)膜，改善復(fù)合砂漿與混凝土之間的粘結(jié)性能。水性環(huán)氧界面劑具有良好的粘結(jié)性能和耐水性，能夠有效地提高界面的抗剪強(qiáng)度。同時(shí)，界面劑還能夠填充混凝土表面的孔隙，增強(qiáng)界面的密實(shí)性。2.1.5試驗(yàn)方案和方法試驗(yàn)方案：本次試驗(yàn)主要研究復(fù)合砂漿配合比、混凝土表面處理方式以及養(yǎng)護(hù)齡期對(duì)復(fù)合砂漿與混凝土粘結(jié)剪切性能的影響。試驗(yàn)共設(shè)置3個(gè)因素，每個(gè)因素設(shè)置3個(gè)水平，具體試驗(yàn)方案如表2所示。表2試驗(yàn)方案因素水平1水平2水平3復(fù)合砂漿配合比M1M2M3混凝土表面處理方式鑿毛處理噴砂處理涂刷界面劑處理養(yǎng)護(hù)齡期（d）71428試驗(yàn)方法：采用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行雙面剪切試驗(yàn)，以測(cè)定復(fù)合砂漿與混凝土之間的粘結(jié)剪切強(qiáng)度。試驗(yàn)裝置如圖1所示，主要由加載裝置、傳力裝置和試件夾具組成。加載裝置采用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，能夠提供穩(wěn)定的加載力，并精確測(cè)量加載過(guò)程中的荷載值。傳力裝置由上下鋼墊板和傳力桿組成，用于將試驗(yàn)機(jī)的加載力均勻地傳遞到試件上。試件夾具采用特制的夾具，能夠牢固地夾持試件，確保在試驗(yàn)過(guò)程中試件不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。在試驗(yàn)過(guò)程中，將制作好的復(fù)合砂漿加固混凝土試件安裝在試件夾具上，并調(diào)整好試件的位置，使其中心與加載軸線重合。然后，以0.05MPa/s的加載速度對(duì)試件進(jìn)行加載，直至試件破壞。在加載過(guò)程中，使用位移傳感器測(cè)量試件的剪切位移，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄荷載和位移數(shù)據(jù)。當(dāng)試件出現(xiàn)明顯的裂縫或荷載下降時(shí)，認(rèn)為試件破壞，停止加載。根據(jù)試驗(yàn)測(cè)得的破壞荷載和試件的剪切面積，計(jì)算出復(fù)合砂漿與混凝土之間的粘結(jié)剪切強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)不同試驗(yàn)條件下的試件進(jìn)行雙面剪切試驗(yàn)，分析復(fù)合砂漿配合比、混凝土表面處理方式以及養(yǎng)護(hù)齡期對(duì)粘結(jié)剪切強(qiáng)度的影響規(guī)律，為復(fù)合砂漿加固混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)和施工提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。2.2試驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果分析在進(jìn)行雙面剪切試驗(yàn)過(guò)程中，隨著荷載逐步施加，試件的變化情況清晰可見(jiàn)。起初，在荷載較小時(shí)，復(fù)合砂漿與混凝土界面未出現(xiàn)明顯變化，二者協(xié)同變形，處于彈性階段。隨著荷載不斷增加，達(dá)到一定數(shù)值后，首先在界面處出現(xiàn)細(xì)微裂縫。這些裂縫的產(chǎn)生標(biāo)志著界面的粘結(jié)性能開(kāi)始受到破壞，荷載傳遞受到影響。當(dāng)荷載繼續(xù)增大，裂縫迅速擴(kuò)展，且擴(kuò)展方向呈現(xiàn)一定規(guī)律，通常沿著界面薄弱區(qū)域延伸。部分試件的裂縫從試件邊緣開(kāi)始，逐漸向中心擴(kuò)展；而有些試件的裂縫則在界面內(nèi)部隨機(jī)出現(xiàn)，然后相互連通。隨著裂縫的不斷擴(kuò)展，復(fù)合砂漿與混凝土之間的粘結(jié)力逐漸喪失，試件的變形明顯增大。最終，試件發(fā)生破壞，復(fù)合砂漿與混凝土完全脫離，喪失承載能力。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的詳細(xì)整理和深入分析，得到了不同試驗(yàn)條件下復(fù)合砂漿與混凝土的粘結(jié)剪切強(qiáng)度，具體試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。表3試驗(yàn)結(jié)果（粘結(jié)剪切強(qiáng)度，MPa）復(fù)合砂漿配合比混凝土表面處理方式養(yǎng)護(hù)齡期（d）平均剪切強(qiáng)度M1鑿毛處理7[X1]M1鑿毛處理14[X2]M1鑿毛處理28[X3]M1噴砂處理7[X4]M1噴砂處理14[X5]M1噴砂處理28[X6]M1涂刷界面劑處理7[X7]M1涂刷界面劑處理14[X8]M1涂刷界面劑處理28[X9]M2鑿毛處理7[X10]M2鑿毛處理14[X11]M2鑿毛處理28[X12]M2噴砂處理7[X13]M2噴砂處理14[X14]M2噴砂處理28[X15]M2涂刷界面劑處理7[X16]M2涂刷界面劑處理14[X17]M2涂刷界面劑處理28[X18]M3鑿毛處理7[X19]M3鑿毛處理14[X20]M3鑿毛處理28[X21]M3噴砂處理7[X22]M3噴砂處理14[X23]M3噴砂處理28[X24]M3涂刷界面劑處理7[X25]M3涂刷界面劑處理14[X26]M3涂刷界面劑處理28[X27]從表3數(shù)據(jù)可以看出，不同因素對(duì)粘結(jié)剪切強(qiáng)度有著不同程度的影響。以下將從混凝土表面處理方式、復(fù)合砂漿配合比以及養(yǎng)護(hù)齡期三個(gè)方面進(jìn)行深入分析。在混凝土表面處理方式方面，通過(guò)對(duì)比鑿毛處理、噴砂處理和涂刷界面劑處理的試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，涂刷界面劑處理的試件平均剪切強(qiáng)度普遍較高。這是因?yàn)樗原h(huán)氧界面劑能夠在混凝土表面形成一層致密的粘結(jié)膜，有效增強(qiáng)了復(fù)合砂漿與混凝土之間的化學(xué)粘結(jié)力和機(jī)械咬合力。同時(shí)，界面劑還能夠填充混凝土表面的孔隙，改善界面的微觀結(jié)構(gòu)，使界面更加密實(shí)，從而提高了粘結(jié)剪切強(qiáng)度。鑿毛處理和噴砂處理雖然也能增加混凝土表面的粗糙度，提高機(jī)械咬合力，但相比之下，其增強(qiáng)效果不如涂刷界面劑處理明顯。此外，隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加，不同表面處理方式下的試件剪切強(qiáng)度均有不同程度的提高，這表明養(yǎng)護(hù)齡期對(duì)粘結(jié)性能的發(fā)展具有積極作用。在復(fù)合砂漿配合比方面，M3配合比的復(fù)合砂漿由于其強(qiáng)度等級(jí)較高，與混凝土之間的粘結(jié)剪切強(qiáng)度也相對(duì)較高。高強(qiáng)度的復(fù)合砂漿能夠提供更大的粘結(jié)力，抵抗界面處的剪切應(yīng)力，從而提高了粘結(jié)性能。而M1配合比的復(fù)合砂漿強(qiáng)度等級(jí)較低，其粘結(jié)剪切強(qiáng)度也相對(duì)較低。這說(shuō)明復(fù)合砂漿的強(qiáng)度是影響粘結(jié)性能的重要因素之一，在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適強(qiáng)度等級(jí)的復(fù)合砂漿，以確保加固效果。同時(shí)，隨著養(yǎng)護(hù)齡期的延長(zhǎng)，不同配合比的復(fù)合砂漿與混凝土之間的粘結(jié)剪切強(qiáng)度增長(zhǎng)趨勢(shì)也有所不同。M3配合比的復(fù)合砂漿在養(yǎng)護(hù)初期，其粘結(jié)剪切強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，后期增長(zhǎng)速度逐漸趨于平緩；而M1配合比的復(fù)合砂漿在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，粘結(jié)剪切強(qiáng)度增長(zhǎng)相對(duì)較為緩慢。這可能是由于不同配合比的復(fù)合砂漿水化反應(yīng)進(jìn)程不同，導(dǎo)致其粘結(jié)性能的發(fā)展速度存在差異。在養(yǎng)護(hù)齡期方面，隨著養(yǎng)護(hù)齡期從7d增加到28d，所有試件的粘結(jié)剪切強(qiáng)度均呈現(xiàn)出明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)。這是因?yàn)樵陴B(yǎng)護(hù)過(guò)程中，復(fù)合砂漿與混凝土之間的水化反應(yīng)不斷進(jìn)行，界面處的粘結(jié)結(jié)構(gòu)逐漸形成并強(qiáng)化，從而提高了粘結(jié)剪切強(qiáng)度。在養(yǎng)護(hù)初期，水化反應(yīng)速度較快，粘結(jié)強(qiáng)度增長(zhǎng)明顯；隨著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的延長(zhǎng)，水化反應(yīng)逐漸趨于緩慢，粘結(jié)強(qiáng)度的增長(zhǎng)速度也逐漸減緩。此外，不同表面處理方式和復(fù)合砂漿配合比下的試件，其粘結(jié)剪切強(qiáng)度隨養(yǎng)護(hù)齡期的增長(zhǎng)幅度也有所不同。例如，涂刷界面劑處理且采用M3配合比復(fù)合砂漿的試件，在養(yǎng)護(hù)齡期從7d增加到28d時(shí)，粘結(jié)剪切強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度較大；而鑿毛處理且采用M1配合比復(fù)合砂漿的試件，其粘結(jié)剪切強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度相對(duì)較小。這進(jìn)一步表明，混凝土表面處理方式、復(fù)合砂漿配合比與養(yǎng)護(hù)齡期之間存在相互影響的關(guān)系，在實(shí)際工程中，需要綜合考慮這些因素，以?xún)?yōu)化加固工藝，提高復(fù)合砂漿與混凝土之間的界面粘結(jié)性能。2.3剪切強(qiáng)度公式擬合為了建立能夠準(zhǔn)確描述復(fù)合砂漿與混凝土界面粘結(jié)剪切強(qiáng)度的計(jì)算公式，以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行深入分析。以復(fù)合砂漿配合比、混凝土表面處理方式和養(yǎng)護(hù)齡期作為自變量，粘結(jié)剪切強(qiáng)度作為因變量，通過(guò)多元線性回歸分析方法，擬合得到以下剪切強(qiáng)度公式：\tau=a+b_1x_1+b_2x_2+b_3x_3+b_{12}x_1x_2+b_{13}x_1x_3+b_{23}x_2x_3+b_{123}x_1x_2x_3其中，\tau為粘結(jié)剪切強(qiáng)度（MPa）；x_1表示復(fù)合砂漿配合比（通過(guò)配合比編號(hào)進(jìn)行量化，如M1對(duì)應(yīng)1，M2對(duì)應(yīng)2，M3對(duì)應(yīng)3）；x_2代表混凝土表面處理方式（鑿毛處理對(duì)應(yīng)1，噴砂處理對(duì)應(yīng)2，涂刷界面劑處理對(duì)應(yīng)3）；x_3為養(yǎng)護(hù)齡期（d）；a為常數(shù)項(xiàng)；b_1、b_2、b_3分別為復(fù)合砂漿配合比、混凝土表面處理方式、養(yǎng)護(hù)齡期的一次項(xiàng)系數(shù)；b_{12}、b_{13}、b_{23}分別為兩兩因素交互項(xiàng)的系數(shù)；b_{123}為三因素交互項(xiàng)的系數(shù)。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸計(jì)算，得到各系數(shù)的值為：a=[??·??????1]，b_1=[??·??????2]，b_2=[??·??????3]，b_3=[??·??????4]，b_{12}=[??·??????5]，b_{13}=[??·??????6]，b_{23}=[??·??????7]，b_{123}=[??·??????8]。將這些系數(shù)代入上述公式，得到具體的剪切強(qiáng)度計(jì)算公式：\tau=[??·??????1]+[??·??????2]x_1+[??·??????3]x_2+[??·??????4]x_3+[??·??????5]x_1x_2+[??·??????6]x_1x_3+[??·??????7]x_2x_3+[??·??????8]x_1x_2x_3為了驗(yàn)證該公式的準(zhǔn)確性和可靠性，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)代入公式進(jìn)行計(jì)算，并與實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。對(duì)比結(jié)果顯示，計(jì)算值與試驗(yàn)值的相對(duì)誤差在合理范圍內(nèi)，大部分試件的相對(duì)誤差小于[X]%，表明該公式能夠較好地描述復(fù)合砂漿與混凝土界面粘結(jié)的剪切強(qiáng)度與各影響因素之間的關(guān)系，具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性，可用于實(shí)際工程中對(duì)復(fù)合砂漿加固混凝土構(gòu)件界面粘結(jié)剪切強(qiáng)度的預(yù)測(cè)和評(píng)估。三、鋼筋與復(fù)合砂漿粘結(jié)錨固性能試驗(yàn)研究3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)3.1.1試驗(yàn)材料鋼筋：選用HRB400級(jí)熱軋帶肋鋼筋，其屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為400MPa，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為540MPa。鋼筋直徑分別為8mm、10mm和12mm，以研究不同直徑鋼筋與復(fù)合砂漿的粘結(jié)錨固性能差異。鋼筋表面應(yīng)無(wú)銹蝕、油污等雜質(zhì)，確保與復(fù)合砂漿能夠良好粘結(jié)。復(fù)合砂漿：采用與前文剪切性能試驗(yàn)相同的3種配合比的復(fù)合砂漿，即M1、M2和M3。這些復(fù)合砂漿具有不同的強(qiáng)度等級(jí)和工作性能，能夠滿足不同試驗(yàn)條件下的需求。在試驗(yàn)前，對(duì)復(fù)合砂漿的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，包括抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、稠度等，確保其質(zhì)量符合要求。界面劑：同樣選用水性環(huán)氧界面劑，該界面劑在混凝土表面能夠形成一層牢固的粘結(jié)膜，增強(qiáng)復(fù)合砂漿與混凝土之間的粘結(jié)力，進(jìn)而提高鋼筋與復(fù)合砂漿的粘結(jié)錨固性能。在使用前，檢查界面劑的生產(chǎn)日期、保質(zhì)期等信息，確保其性能穩(wěn)定可靠。混凝土試塊：制作尺寸為150mm×150mm×150mm的C30混凝土立方體試塊，用于模擬實(shí)際工程中的混凝土結(jié)構(gòu)。混凝土試塊在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)至28d齡期，使其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在試驗(yàn)前，對(duì)混凝土試塊的外觀進(jìn)行檢查，確保其表面平整、無(wú)裂縫、無(wú)蜂窩麻面等缺陷。3.1.2試驗(yàn)方案本次試驗(yàn)主要研究鋼筋直徑、錨固深度和復(fù)合砂漿配合比對(duì)鋼筋與復(fù)合砂漿粘結(jié)錨固性能的影響。試驗(yàn)共設(shè)置3個(gè)因素，每個(gè)因素設(shè)置3個(gè)水平，具體試驗(yàn)方案如表4所示。表4試驗(yàn)方案因素水平1水平2水平3鋼筋直徑（mm）81012錨固深度（mm）80100120復(fù)合砂漿配合比M1M2M3每組試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)試件，以保證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。在試驗(yàn)過(guò)程中，記錄每個(gè)試件的極限拉拔力、破壞模式以及鋼筋的滑移量等數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析，研究各因素對(duì)粘結(jié)錨固性能的影響規(guī)律。3.1.3植筋施工工序定位放線：根據(jù)試驗(yàn)方案，在混凝土試塊表面準(zhǔn)確標(biāo)記出植筋的位置，確保鋼筋植入位置的準(zhǔn)確性。使用墨線或記號(hào)筆進(jìn)行標(biāo)記，標(biāo)記點(diǎn)應(yīng)清晰、準(zhǔn)確，避免出現(xiàn)偏差。鉆孔：采用沖擊鉆按照標(biāo)記位置進(jìn)行鉆孔，鉆孔直徑比鋼筋直徑大4mm，以保證鋼筋能夠順利植入，并在鋼筋與孔壁之間形成一定厚度的復(fù)合砂漿層。鉆孔過(guò)程中，控制鉆孔速度和深度，避免出現(xiàn)鉆孔偏斜、深度不足或過(guò)深等問(wèn)題。鉆孔完成后，使用毛刷和吹風(fēng)機(jī)清理孔內(nèi)的灰塵和碎屑，確?？妆诟蓛?、無(wú)雜物。鋼筋處理：對(duì)鋼筋表面進(jìn)行除銹和除油污處理，使用鋼絲刷清除鋼筋表面的銹蝕物，用丙酮溶液擦拭鋼筋表面，去除油污和雜質(zhì)。處理后的鋼筋表面應(yīng)光滑、潔凈，以增強(qiáng)與復(fù)合砂漿的粘結(jié)力。界面劑涂刷：在鉆孔壁和鋼筋表面均勻涂刷水性環(huán)氧界面劑，涂刷厚度控制在[具體厚度]左右。界面劑能夠改善鋼筋與復(fù)合砂漿之間的粘結(jié)性能，提高粘結(jié)錨固強(qiáng)度。涂刷完成后，等待界面劑干燥，一般干燥時(shí)間為[具體時(shí)間]。復(fù)合砂漿配制與灌注：按照設(shè)計(jì)配合比攪拌復(fù)合砂漿，確保各種材料充分混合均勻。將攪拌好的復(fù)合砂漿緩慢注入鉆孔內(nèi)，灌注高度略高于鉆孔深度，以保證鋼筋植入后復(fù)合砂漿能夠填充密實(shí)。灌注過(guò)程中，避免出現(xiàn)氣泡和空洞，可使用鋼筋或木棍輕輕振搗，使復(fù)合砂漿更加密實(shí)。鋼筋植入：將處理好的鋼筋緩慢插入鉆孔內(nèi)，插入過(guò)程中保持鋼筋垂直，避免鋼筋與孔壁碰撞，確保鋼筋能夠順利插入到設(shè)計(jì)深度。鋼筋插入后，對(duì)鋼筋進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓潭?，防止其在?fù)合砂漿固化過(guò)程中發(fā)生位移?？墒褂脢A具或支撐物將鋼筋固定在混凝土試塊表面，確保鋼筋位置穩(wěn)定。養(yǎng)護(hù)：植筋完成后，將試件放置在溫度為20±5℃，相對(duì)濕度為60%~80%的環(huán)境中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)試驗(yàn)要求確定，一般為7d、14d或28d。在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，定期對(duì)試件進(jìn)行檢查，觀察復(fù)合砂漿的固化情況和鋼筋的位移情況，確保試件養(yǎng)護(hù)正常。3.1.4拉拔試驗(yàn)加載設(shè)備采用專(zhuān)用的植筋拉拔試驗(yàn)加載設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)，該設(shè)備主要由液壓千斤頂、反力架、荷載傳感器和位移傳感器等組成。液壓千斤頂提供拉拔力，反力架用于固定試件和傳遞反力，荷載傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量拉拔力的大小，位移傳感器測(cè)量鋼筋的滑移量。試驗(yàn)加載設(shè)備的量程應(yīng)滿足試驗(yàn)要求，精度應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。在試驗(yàn)前，對(duì)加載設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)試，確保其性能穩(wěn)定、測(cè)量準(zhǔn)確。將試件安裝在反力架上，使鋼筋的軸線與拉拔力的方向一致，調(diào)整好位移傳感器的位置，使其能夠準(zhǔn)確測(cè)量鋼筋的滑移量。試驗(yàn)過(guò)程中，以0.5kN/s的加載速度緩慢施加拉拔力，直至試件破壞，同時(shí)記錄荷載和位移數(shù)據(jù)。3.2試驗(yàn)結(jié)果及分析在植筋拉拔試驗(yàn)中，隨著拉拔力逐步施加，試件的破壞過(guò)程清晰呈現(xiàn)。在加載初期，鋼筋與復(fù)合砂漿之間的粘結(jié)力足以抵抗拉拔力，試件基本無(wú)明顯變化，鋼筋與復(fù)合砂漿協(xié)同工作，變形較小。隨著拉拔力不斷增大，達(dá)到一定數(shù)值后，鋼筋開(kāi)始出現(xiàn)輕微的滑移，這表明鋼筋與復(fù)合砂漿之間的粘結(jié)力開(kāi)始被克服，界面處的粘結(jié)逐漸受到破壞。當(dāng)拉拔力繼續(xù)增加，鋼筋的滑移量迅速增大，同時(shí)可以觀察到復(fù)合砂漿表面出現(xiàn)裂縫，裂縫從鋼筋周?chē)_(kāi)始向四周擴(kuò)展。這是因?yàn)殡S著鋼筋的滑移，復(fù)合砂漿受到的拉應(yīng)力超過(guò)了其抗拉強(qiáng)度，從而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。隨著裂縫的不斷擴(kuò)展，復(fù)合砂漿與鋼筋之間的粘結(jié)力進(jìn)一步喪失，拉拔力達(dá)到峰值后開(kāi)始下降，試件最終發(fā)生破壞。根據(jù)試驗(yàn)觀察，本次試驗(yàn)中植筋的破壞形態(tài)主要有以下3種：鋼筋拔出破壞：鋼筋從復(fù)合砂漿中拔出，復(fù)合砂漿表面無(wú)明顯的裂縫或破壞，這種破壞形態(tài)表明鋼筋與復(fù)合砂漿之間的粘結(jié)強(qiáng)度不足，是最常見(jiàn)的破壞形態(tài)之一。在這種破壞形態(tài)下，鋼筋表面的肋紋未能與復(fù)合砂漿形成有效的機(jī)械咬合，或者復(fù)合砂漿的強(qiáng)度較低，無(wú)法提供足夠的粘結(jié)力，導(dǎo)致鋼筋在拉拔力作用下被拔出。復(fù)合砂漿劈裂破壞：復(fù)合砂漿沿著鋼筋軸線方向發(fā)生劈裂，鋼筋與復(fù)合砂漿一同被拔出，這種破壞形態(tài)通常發(fā)生在錨固深度較小或者復(fù)合砂漿強(qiáng)度較低的情況下。當(dāng)錨固深度不足時(shí)，鋼筋在拉拔力作用下產(chǎn)生的應(yīng)力集中無(wú)法得到有效分散，導(dǎo)致復(fù)合砂漿在鋼筋周?chē)a(chǎn)生劈裂裂縫，最終使鋼筋與復(fù)合砂漿一同被拔出。此外，復(fù)合砂漿的強(qiáng)度較低也會(huì)使其更容易發(fā)生劈裂破壞。鋼筋拉斷破壞：鋼筋在拉拔力作用下被拉斷，復(fù)合砂漿基本保持完整，這種破壞形態(tài)表明鋼筋的強(qiáng)度低于鋼筋與復(fù)合砂漿之間的粘結(jié)強(qiáng)度，通常發(fā)生在錨固深度較大且復(fù)合砂漿強(qiáng)度較高的情況下。當(dāng)錨固深度足夠大時(shí)，鋼筋與復(fù)合砂漿之間的粘結(jié)力較強(qiáng)，能夠充分發(fā)揮鋼筋的強(qiáng)度，使得鋼筋在拉拔力作用下先達(dá)到其極限抗拉強(qiáng)度而被拉斷。本次試驗(yàn)的拉拔試驗(yàn)結(jié)果如表5所示，表中列出了不同試驗(yàn)條件下植筋的極限拉拔力。表5試驗(yàn)結(jié)果（極限拉拔力，kN）鋼筋直徑（mm）錨固深度（mm）復(fù)合砂漿配合比平均極限拉拔力880M1[X1]880M2[X2]880M3[X3]8100M1[X4]8100M2[X5]8100M3[X6]8120M1[X7]8120M2[X8]8120M3[X9]1080M1[X10]1080M2[X11]1080M3[X12]10100M1[X13]10100M2[X14]10100M3[X15]10120M1[X16]10120M2[X17]10120M3[X18]1280M1[X19]1280M2[X20]1280M3[X21]12100M1[X22]12100M2[X23]12100M3[X24]12120M1[X25]12120M2[X26]12120M3[X27]從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，植筋的極限拉拔力受到多種因素的影響，以下將從植筋深度、鋼筋直徑、復(fù)合砂漿強(qiáng)度三個(gè)方面進(jìn)行深入分析。在植筋深度方面，隨著植筋深度的增加，植筋的極限拉拔力顯著提高。當(dāng)鋼筋直徑為8mm，復(fù)合砂漿配合比為M2時(shí)，植筋深度從80mm增加到100mm，極限拉拔力從[X2]kN增加到[X5]kN，增長(zhǎng)了[X]%；植筋深度從100mm增加到120mm，極限拉拔力從[X5]kN增加到[X8]kN，增長(zhǎng)了[X]%。這是因?yàn)橹步钌疃鹊脑黾?，使得鋼筋與復(fù)合砂漿之間的粘結(jié)面積增大，能夠傳遞更大的拉拔力。同時(shí)，隨著植筋深度的增加，鋼筋在復(fù)合砂漿中的錨固更加牢固，抵抗拉拔力的能力增強(qiáng)。然而，當(dāng)植筋深度超過(guò)一定值后，極限拉拔力的增長(zhǎng)趨勢(shì)逐漸變緩。這是因?yàn)殡S著植筋深度的進(jìn)一步增加，鋼筋與復(fù)合砂漿之間的粘結(jié)應(yīng)力分布逐漸不均勻，靠近鋼筋端部的粘結(jié)應(yīng)力較小，無(wú)法充分發(fā)揮其粘結(jié)作用，從而導(dǎo)致極限拉拔力的增長(zhǎng)幅度減小。在鋼筋直徑方面，隨著鋼筋直徑的增大，植筋的極限拉拔力也明顯增大。當(dāng)錨固深度為100mm，復(fù)合砂漿配合比為M3時(shí)，鋼筋直徑從8mm增加到10mm，極限拉拔力從[X6]kN增加到[X15]kN，增長(zhǎng)了[X]%；鋼筋直徑從10mm增加到12mm，極限拉拔力從[X15]kN增加到[X24]kN，增長(zhǎng)了[X]%。這是因?yàn)殇摻钪睆降脑龃?，使得鋼筋的橫截面積增大，能夠承受更大的拉拔力。同時(shí)，直徑較大的鋼筋表面肋紋與復(fù)合砂漿之間的機(jī)械咬合力也更大，進(jìn)一步提高了鋼筋與復(fù)合砂漿之間的粘結(jié)強(qiáng)度。然而，需要注意的是，鋼筋直徑的增大也會(huì)導(dǎo)致鋼筋在拉拔過(guò)程中的應(yīng)力集中現(xiàn)象更加明顯，容易引發(fā)復(fù)合砂漿的劈裂破壞。因此，在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)具體情況合理選擇鋼筋直徑，以確保植筋的錨固性能。在復(fù)合砂漿強(qiáng)度方面，復(fù)合砂漿強(qiáng)度越高，植筋的極限拉拔力越大。當(dāng)鋼筋直徑為10mm，錨固深度為120mm時(shí)，復(fù)合砂漿配合比從M1變?yōu)镸2，極限拉拔力從[X16]kN增加到[X17]kN，增長(zhǎng)了[X]%；配合比從M2變?yōu)镸3，極限拉拔力從[X17]kN增加到[X18]kN，增長(zhǎng)了[X]%。高強(qiáng)度的復(fù)合砂漿能夠提供更大的粘結(jié)力和握裹力，使鋼筋與復(fù)合砂漿之間的粘結(jié)更加牢固，從而提高植筋的極限拉拔力。此外，高強(qiáng)度的復(fù)合砂漿還能夠更好地抵抗鋼筋在拉拔過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力集中，減少?gòu)?fù)合砂漿的劈裂破壞風(fēng)險(xiǎn)。因此，在實(shí)際工程中，應(yīng)優(yōu)先選用強(qiáng)度較高的復(fù)合砂漿，以提高植筋的錨固性能。3.3計(jì)算公式推導(dǎo)3.3.1極限承載力計(jì)算公式擬合以試驗(yàn)得到的極限拉拔力數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用多元非線性回歸方法，對(duì)鋼筋直徑d、錨固深度l和復(fù)合砂漿抗壓強(qiáng)度f(wàn)_{m}與極限拉拔力F_{u}之間的關(guān)系進(jìn)行擬合。假設(shè)極限承載力計(jì)算公式的形式為：F_{u}=a\cdotd^\cdotl^{c}\cdotf_{m}^c6yqkgg其中，a、b、c、d為待擬合系數(shù)。利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行回歸計(jì)算，得到各系數(shù)的值分別為：a=[??·??????9]，b=[??·??????10]，c=[??·??????11]，d=[??·??????12]。將這些系數(shù)代入上述公式，得到極限承載力計(jì)算公式為：F_{u}=[??·??????9]\cdotd^{[??·??????10]}\cdotl^{[??·??????11]}\cdotf_{m}^{[??·??????12]}為了驗(yàn)證該公式的準(zhǔn)確性，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)中的鋼筋直徑、錨固深度和復(fù)合砂漿抗壓強(qiáng)度代入公式計(jì)算極限拉拔力，并與試驗(yàn)測(cè)得的極限拉拔力進(jìn)行對(duì)比。對(duì)比結(jié)果表明，計(jì)算值與試驗(yàn)值的平均相對(duì)誤差為[X]%，在合理范圍內(nèi)，說(shuō)明該公式能夠較好地反映鋼筋與復(fù)合砂漿粘結(jié)錨固的極限承載力與各因素之間的關(guān)系，可用于實(shí)際工程中對(duì)鋼筋與復(fù)合砂漿粘結(jié)錨固極限承載力的預(yù)測(cè)。3.3.2基本錨固深度計(jì)算公式推導(dǎo)根據(jù)鋼筋與復(fù)合砂漿粘結(jié)錨固的基本原理，當(dāng)鋼筋在拉拔力作用下達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)，鋼筋與復(fù)合砂漿之間的粘結(jié)力達(dá)到極限粘結(jié)強(qiáng)度\tau_{u}。此時(shí)，鋼筋所承受的拉拔力F_{u}與粘結(jié)力之間存在以下關(guān)系：F_{u}=\pi\cdotd\cdotl_\cdot\tau_{u}其中，l_為基本錨固深度。將極限承載力計(jì)算公式F_{u}=[??·??????9]\cdotd^{[??·??????10]}\cdotl^{[??·??????11]}\cdotf_{m}^{[??·??????12]}代入上式，可得：[??·??????9]\cdotd^{[??·??????10]}\cdotl_^{[??·??????11]}\cdotf_{m}^{[??·??????12]}=\pi\cdotd\cdotl_\cdot\tau_{u}通過(guò)數(shù)學(xué)變換，求解基本錨固深度l_，可得：l_=\left(\frac{[??·??????9]\cdotd^{[??·??????10-1]}\cdotf_{m}^{[??·??????12]}}{\pi\cdot\tau_{u}}\right)^{\frac{1}{1-[??·??????11]}}在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)具體的鋼筋直徑d、復(fù)合砂漿抗壓強(qiáng)度f(wàn)_{m}以及極限粘結(jié)強(qiáng)度\tau_{u}，利用該公式計(jì)算基本錨固深度，為工程設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。3.3.3極限錨固深度計(jì)算公式推導(dǎo)考慮到在實(shí)際工程中，鋼筋的錨固深度并非越大越好，當(dāng)錨固深度超過(guò)一定值后，鋼筋與復(fù)合砂漿之間的粘結(jié)應(yīng)力分布會(huì)逐漸不均勻，靠近鋼筋端部的粘結(jié)應(yīng)力較小，無(wú)法充分發(fā)揮其粘結(jié)作用。因此，需要確定一個(gè)極限錨固深度l_{u}，當(dāng)錨固深度達(dá)到極限錨固深度時(shí)，鋼筋與復(fù)合砂漿之間的粘結(jié)性能能夠得到充分利用，且不會(huì)造成材料的浪費(fèi)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和理論分析，極限錨固深度l_{u}與基本錨固深度l_之間存在一定的比例關(guān)系，可表示為：l_{u}=k\cdotl_其中，k為修正系數(shù)，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和理論推導(dǎo)，確定k=[??·??????13]。將基本錨固深度計(jì)算公式l_=\left(\frac{[??·??????9]\cdotd^{[??·??????10-1]}\cdotf_{m}^{[??·??????12]}}{\pi\cdot\tau_{u}}\right)^{\frac{1}{1-[??·??????11]}}代入上式，可得極限錨固深度計(jì)算公式為：l_{u}=[??·??????13]\cdot\left(\frac{[??·??????9]\cdotd^{[??·??????10-1]}\cdotf_{m}^{[??·??????12]}}{\pi\cdot\tau_{u}}\right)^{\frac{1}{1-[??·??????11]}}在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，可根據(jù)該公式計(jì)算極限錨固深度，確保鋼筋在復(fù)合砂漿中的錨固性能滿足要求，同時(shí)避免因錨固深度過(guò)大而造成不必要的浪費(fèi)。通過(guò)合理確定錨固深度，能夠有效提高鋼筋與復(fù)合砂漿粘結(jié)錨固的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，為復(fù)合砂漿加固混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)和施工提供科學(xué)依據(jù)。四、復(fù)合砂漿加固不同部位混凝土構(gòu)件的界面粘結(jié)性能差異4.1不同加固部位的選取與分析在實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)中，混凝土構(gòu)件的不同部位受力狀態(tài)和工作環(huán)境存在顯著差異，這必然會(huì)對(duì)復(fù)合砂漿與混凝土之間的界面粘結(jié)性能產(chǎn)生不同程度的影響。為了深入探究這種影響，本研究選取了混凝土內(nèi)部、外部和角部等具有代表性的部位進(jìn)行研究?；炷羶?nèi)部在結(jié)構(gòu)中主要承受壓力，其受力狀態(tài)相對(duì)較為均勻，環(huán)境條件相對(duì)穩(wěn)定，一般較少受到外界因素的直接作用。在加固混凝土內(nèi)部時(shí)，復(fù)合砂漿主要通過(guò)與混凝土的粘結(jié)，協(xié)同抵抗壓力荷載。由于內(nèi)部混凝土的密實(shí)性較好，且不存在表面缺陷和損傷，復(fù)合砂漿與混凝土之間能夠形成較為良好的粘結(jié)界面。在壓力作用下，界面處的粘結(jié)力主要表現(xiàn)為摩擦力和機(jī)械咬合力，復(fù)合砂漿與混凝土之間的微裂縫發(fā)展相對(duì)緩慢，能夠保持較好的粘結(jié)性能。然而，由于內(nèi)部混凝土的應(yīng)力狀態(tài)較為復(fù)雜，存在著三向應(yīng)力的相互作用，這可能會(huì)對(duì)界面粘結(jié)性能產(chǎn)生一定的影響。當(dāng)混凝土內(nèi)部受到較大的壓力時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致復(fù)合砂漿與混凝土之間的界面產(chǎn)生微小的變形和位移，從而削弱界面的粘結(jié)力。此外，混凝土內(nèi)部的濕度和溫度分布也可能會(huì)對(duì)界面粘結(jié)性能產(chǎn)生影響，例如，濕度變化可能會(huì)導(dǎo)致混凝土的體積膨脹或收縮，從而在界面處產(chǎn)生附加應(yīng)力，影響粘結(jié)性能。混凝土外部直接暴露在自然環(huán)境中，受到溫度變化、濕度波動(dòng)、雨水侵蝕、紫外線照射等多種因素的影響，其工作環(huán)境較為惡劣。在加固混凝土外部時(shí)，復(fù)合砂漿不僅要承受結(jié)構(gòu)自身的荷載，還要抵抗外界環(huán)境因素的作用。溫度變化會(huì)導(dǎo)致混凝土和復(fù)合砂漿的熱脹冷縮，由于兩者的熱膨脹系數(shù)不同，在界面處會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)溫度應(yīng)力超過(guò)界面的粘結(jié)強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致界面開(kāi)裂，降低粘結(jié)性能。濕度波動(dòng)會(huì)使混凝土和復(fù)合砂漿的含水率發(fā)生變化，從而引起體積變化，同樣會(huì)在界面處產(chǎn)生附加應(yīng)力，影響粘結(jié)性能。雨水侵蝕和紫外線照射會(huì)使復(fù)合砂漿的性能劣化，降低其強(qiáng)度和粘結(jié)能力。因此，在加固混凝土外部時(shí)，需要采取有效的防護(hù)措施，如涂刷防水涂料、設(shè)置隔熱層等，以提高復(fù)合砂漿與混凝土之間的界面粘結(jié)性能，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的耐久性。混凝土角部是結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力集中區(qū)域，在受到荷載作用時(shí)，角部會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力，容易出現(xiàn)裂縫和破壞。在加固混凝土角部時(shí)，復(fù)合砂漿需要承受更大的應(yīng)力，對(duì)其粘結(jié)性能要求更高。由于角部的幾何形狀特殊，復(fù)合砂漿在施工過(guò)程中難以保證均勻涂抹，容易出現(xiàn)局部厚度不均或空鼓等缺陷，這些缺陷會(huì)導(dǎo)致界面的應(yīng)力分布不均勻，進(jìn)一步降低粘結(jié)性能。此外，角部的應(yīng)力集中還會(huì)使復(fù)合砂漿與混凝土之間的粘結(jié)界面更容易受到破壞，加速裂縫的發(fā)展。因此，在加固混凝土角部時(shí)，需要采取特殊的加固措施，如增加鋼筋配置、采用纖維增強(qiáng)復(fù)合砂漿等，以提高角部的承載能力和界面粘結(jié)性能，防止裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。通過(guò)對(duì)混凝土內(nèi)部、外部和角部等不同部位的分析可知，各部位的受力狀態(tài)和工作環(huán)境差異顯著，這對(duì)復(fù)合砂漿與混凝土之間的界面粘結(jié)性能有著重要影響。在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)不同部位的特點(diǎn)，采取相應(yīng)的加固措施和防護(hù)手段，以確保復(fù)合砂漿與混凝土之間具有良好的界面粘結(jié)性能，提高加固效果和結(jié)構(gòu)的安全性。4.2工程案例中不同部位加固效果以某既有建筑加固改造工程為例，該建筑建成已有[X]年，由于使用功能改變以及結(jié)構(gòu)老化，需對(duì)其混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。在該工程中，對(duì)混凝土柱、梁等構(gòu)件的不同部位采用復(fù)合砂漿進(jìn)行加固，并對(duì)加固效果進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測(cè)和分析。在混凝土柱的加固中，柱的側(cè)面主要承受水平剪力和一定的軸向壓力，加固時(shí)在柱側(cè)面綁扎鋼筋網(wǎng)，然后涂抹復(fù)合砂漿。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，柱側(cè)面加固部位的復(fù)合砂漿與混凝土之間粘結(jié)良好，未出現(xiàn)明顯的裂縫和脫粘現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)柱的側(cè)向位移和應(yīng)變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，加固后柱的抗側(cè)剛度得到了顯著提高，在水平荷載作用下，柱的側(cè)向位移明顯減小，滿足了結(jié)構(gòu)的安全性要求。然而，在柱腳部位，由于此處是柱的主要傳力部位，受力復(fù)雜，且長(zhǎng)期受到基礎(chǔ)不均勻沉降等因素的影響，盡管采取了加固措施，仍出現(xiàn)了一些細(xì)微裂縫。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，這些裂縫主要集中在復(fù)合砂漿與混凝土的界面處，分析原因可能是柱腳部位的應(yīng)力集中導(dǎo)致界面粘結(jié)力不足，以及基礎(chǔ)沉降引起的附加應(yīng)力對(duì)界面的破壞。針對(duì)這一問(wèn)題，采取了在柱腳部位增設(shè)鋼板箍的措施，以增強(qiáng)柱腳的承載能力和約束界面裂縫的發(fā)展。對(duì)于混凝土梁，梁的受拉區(qū)是加固的關(guān)鍵部位，在受拉區(qū)粘貼鋼筋網(wǎng)并涂抹復(fù)合砂漿后，梁的承載能力得到了有效提升。通過(guò)荷載試驗(yàn)，對(duì)比加固前后梁的撓度和裂縫開(kāi)展情況，結(jié)果顯示，加固后梁在相同荷載作用下的撓度明顯減小，裂縫寬度也得到了有效控制。這表明復(fù)合砂漿與混凝土在梁受拉區(qū)的粘結(jié)性能良好，能夠協(xié)同工作，共同承受拉力。然而，在梁的跨中底部，由于此處是受拉區(qū)的薄弱部位，且在施工過(guò)程中可能存在復(fù)合砂漿涂抹不均勻的情況，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，個(gè)別位置出現(xiàn)了復(fù)合砂漿局部脫落的現(xiàn)象。經(jīng)分析，這是由于復(fù)合砂漿與混凝土之間的粘結(jié)力不足，以及跨中底部受到的拉應(yīng)力較大所致。為解決這一問(wèn)題，對(duì)脫落部位進(jìn)行了重新處理，包括清理基層、重新涂刷界面劑、涂抹復(fù)合砂漿等，并加強(qiáng)了對(duì)施工質(zhì)量的控制，確保復(fù)合砂漿涂抹均勻、密實(shí)。在梁的受壓區(qū)，加固后復(fù)合砂漿與混凝土之間的粘結(jié)性能相對(duì)穩(wěn)定，未出現(xiàn)明顯的問(wèn)題。這是因?yàn)槭軌簠^(qū)主要承受壓力，復(fù)合砂漿與混凝土之間的粘結(jié)力在壓力作用下能夠較好地發(fā)揮作用。通過(guò)對(duì)梁受壓區(qū)的應(yīng)變監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)加固后梁受壓區(qū)的應(yīng)變分布更加均勻，說(shuō)明復(fù)合砂漿能夠有效地參與受壓工作，提高了梁的抗壓承載能力。通過(guò)對(duì)該工程案例中混凝土柱、梁不同部位的加固效果分析可知，復(fù)合砂漿加固混凝土構(gòu)件在不同部位的效果存在差異。在受力相對(duì)簡(jiǎn)單、均勻的部位，如梁的受壓區(qū)和柱的大部分側(cè)面，復(fù)合砂漿與混凝土之間能夠保持良好的界面粘結(jié)性能，加固效果顯著；而在受力復(fù)雜、應(yīng)力集中的部位，如柱腳和梁的跨中底部，容易出現(xiàn)界面粘結(jié)問(wèn)題，影響加固效果。因此，在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件不同部位的受力特點(diǎn)，采取針對(duì)性的加固措施和施工工藝，加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵部位的質(zhì)量控制，以確保復(fù)合砂漿加固混凝土構(gòu)件的整體效果和結(jié)構(gòu)安全。五、復(fù)合砂漿鋼筋網(wǎng)加固技術(shù)工程應(yīng)用實(shí)例5.1工程概況與加固方案本工程為某既有教學(xué)樓的加固改造項(xiàng)目，該教學(xué)樓建成于[建成年份]，為[結(jié)構(gòu)類(lèi)型]結(jié)構(gòu)，地上[X]層，建筑高度為[X]m。由于教學(xué)樓使用年限較長(zhǎng)，且經(jīng)歷了多次地震和自然災(zāi)害的影響，部分混凝土構(gòu)件出現(xiàn)了不同程度的損傷和劣化，如混凝土梁出現(xiàn)裂縫、鋼筋銹蝕，混凝土柱的抗壓強(qiáng)度降低等，嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)的安全性和正常使用功能。針對(duì)該教學(xué)樓的實(shí)際情況，經(jīng)專(zhuān)家論證和方案比選，最終確定采用復(fù)合砂漿鋼筋網(wǎng)加固技術(shù)對(duì)受損混凝土構(gòu)件進(jìn)行加固處理。具體加固方案如下：混凝土梁加固：對(duì)于出現(xiàn)裂縫和鋼筋銹蝕的混凝土梁，首先對(duì)裂縫進(jìn)行封閉處理，采用壓力灌漿法，將專(zhuān)用的裂縫修補(bǔ)膠注入裂縫內(nèi)，使裂縫得到填充和粘結(jié)，恢復(fù)梁的整體性。然后對(duì)梁表面進(jìn)行處理，用角磨機(jī)打磨去除表面的疏松層和鐵銹，露出堅(jiān)實(shí)的混凝土基層。在梁的底面和側(cè)面綁扎鋼筋網(wǎng)，鋼筋采用HRB400級(jí)鋼筋，鋼筋直徑和間距根據(jù)梁的受力情況和加固要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般鋼筋直徑為[X]mm，間距為[X]mm。鋼筋網(wǎng)與原梁之間通過(guò)植筋連接，植筋深度不小于[X]mm，以確保鋼筋網(wǎng)與原梁能夠協(xié)同工作。最后在鋼筋網(wǎng)上涂抹復(fù)合砂漿，復(fù)合砂漿采用[具體配合比]，涂抹厚度為[X]mm，分多次涂抹，每次涂抹厚度不超過(guò)[X]mm，涂抹完成后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于[X]d?；炷林庸蹋簩?duì)于抗壓強(qiáng)度降低的混凝土柱，同樣先對(duì)柱表面進(jìn)行處理，清除表面的污垢、疏松層和剝落部分。在柱的四周綁扎鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)的布置方式根據(jù)柱的受力特點(diǎn)和加固要求確定，一般采用方形或矩形布置。鋼筋采用HRB400級(jí)鋼筋，直徑為[X]mm，間距為[X]mm。為增強(qiáng)鋼筋網(wǎng)與原柱的連接，在柱上植入剪切銷(xiāo)釘，銷(xiāo)釘直徑為[X]mm，長(zhǎng)度為[X]mm，間距為[X]mm。然后在鋼筋網(wǎng)上涂抹復(fù)合砂漿，復(fù)合砂漿的配合比與梁加固時(shí)相同，涂抹厚度為[X]mm，分多次涂抹并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。施工注意事項(xiàng)：在施工過(guò)程中，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，確保每一道工序都符合設(shè)計(jì)要求和相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)原材料進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，確保復(fù)合砂漿、鋼筋、界面劑等材料的質(zhì)量合格。在鋼筋網(wǎng)綁扎和植筋過(guò)程中，保證鋼筋的間距、位置和植筋深度準(zhǔn)確無(wú)誤。涂抹復(fù)合砂漿時(shí)，要保證砂漿的均勻性和密實(shí)性，避免出現(xiàn)空鼓和裂縫。同時(shí)，加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理，設(shè)置必要的安全警示標(biāo)志，確保施工人員的人身安全。5.2施工工藝與質(zhì)量檢驗(yàn)5.2.1施工準(zhǔn)備在正式施工前，需進(jìn)行充分的準(zhǔn)備工作。施工人員應(yīng)熟悉施工圖紙和相關(guān)技術(shù)規(guī)范，明確加固部位、施工要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，了解施工環(huán)境和條件，制定合理的施工計(jì)劃和安全措施。對(duì)所需的原材料，如復(fù)合砂漿、鋼筋、界面劑等，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)和驗(yàn)收。檢查原材料的品種、規(guī)格、質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，確保原材料的質(zhì)量可靠。對(duì)于復(fù)合砂漿，應(yīng)檢查其配合比是否正確，水泥、骨料、摻合料、外加劑等的質(zhì)量是否合格。鋼筋應(yīng)檢查其品種、級(jí)別、規(guī)格和數(shù)量，以及鋼筋的外觀質(zhì)量，如是否有銹蝕、彎曲等缺陷。界面劑應(yīng)檢查其性能和質(zhì)量是否符合產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的要求。施工設(shè)備和工具也需準(zhǔn)備齊全，并進(jìn)行調(diào)試和檢查，確保其性能良好，能夠正常使用。如攪拌機(jī)、電焊機(jī)、噴槍、抹刀等設(shè)備和工具，應(yīng)在施工前進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查其工作狀態(tài)是否正常。同時(shí)，準(zhǔn)備好測(cè)量?jī)x器，如鋼尺、游標(biāo)卡尺、水準(zhǔn)儀等，用于施工過(guò)程中的測(cè)量和質(zhì)量檢驗(yàn)。5.2.2梁表面處理梁表面處理是保證復(fù)合砂漿與混凝土良好粘結(jié)的關(guān)鍵步驟。首先，使用角磨機(jī)或其他打磨工具對(duì)梁表面進(jìn)行打磨，去除表面的浮漿、油污、疏松層和剝落部分，露出堅(jiān)實(shí)的混凝土基層。打磨深度一般控制在[X]mm左右，以確保表面粗糙度滿足要求。打磨過(guò)程中，應(yīng)注意避免對(duì)梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成損傷。打磨完成后，用鋼絲刷清理梁表面的灰塵和碎屑，然后用高壓水槍沖洗干凈，確保梁表面清潔、干燥。對(duì)于梁表面存在的裂縫，應(yīng)根據(jù)裂縫的寬度和深度進(jìn)行相應(yīng)的處理。當(dāng)裂縫寬度小于0.2mm時(shí)，可采用表面封閉法進(jìn)行處理，即在裂縫表面涂刷一層環(huán)氧樹(shù)脂膠或其他密封材料。當(dāng)裂縫寬度大于0.2mm時(shí)，應(yīng)采用壓力灌漿法進(jìn)行處理，先在裂縫處鉆孔，然后將專(zhuān)用的裂縫修補(bǔ)膠通過(guò)壓力注入裂縫內(nèi)，使裂縫得到填充和粘結(jié)。5.2.3植入剪切銷(xiāo)釘在梁表面處理完成后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求植入剪切銷(xiāo)釘。首先，使用電鉆在梁表面鉆孔，鉆孔位置應(yīng)準(zhǔn)確，孔徑比銷(xiāo)釘直徑大4mm±2mm，孔深應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，允許偏差不應(yīng)大于﹢5mm。鉆孔完成后，用吹風(fēng)機(jī)或高壓空氣將孔內(nèi)的灰塵和碎屑清理干凈。將結(jié)構(gòu)膠注入孔內(nèi)，然后將剪切銷(xiāo)釘緩慢插入孔中，確保銷(xiāo)釘?shù)闹踩肷疃群屯饴堕L(zhǎng)度符合設(shè)計(jì)要求，外露長(zhǎng)度允許偏差不應(yīng)大于±5mm。插入銷(xiāo)釘時(shí)，應(yīng)注意避免結(jié)構(gòu)膠溢出孔外，同時(shí)確保銷(xiāo)釘與孔壁之間的結(jié)構(gòu)膠填充密實(shí)。銷(xiāo)釘植入后，應(yīng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待結(jié)構(gòu)膠固化后，方可進(jìn)行下一步施工。剪切銷(xiāo)釘?shù)闹睆?、長(zhǎng)度、位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，直徑允許偏差不應(yīng)大于±1mm，長(zhǎng)度允許偏差不應(yīng)大于±5mm，位置允許偏差不應(yīng)大于±10mm。施工過(guò)程中，應(yīng)使用游標(biāo)卡尺、鋼尺等工具對(duì)銷(xiāo)釘?shù)某叽绾臀恢眠M(jìn)行測(cè)量和檢查，確保符合要求。同時(shí)，每種規(guī)格銷(xiāo)釘應(yīng)隨機(jī)抽查10%，且不少于3根，進(jìn)行錨固強(qiáng)度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)方法應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367規(guī)定的試驗(yàn)方法及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。5.2.4綁扎鋼筋網(wǎng)按照設(shè)計(jì)要求，在梁表面綁扎鋼筋網(wǎng)。鋼筋應(yīng)采用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的HRB400級(jí)或其他設(shè)計(jì)要求的鋼筋，其品種、級(jí)別、規(guī)格和數(shù)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。鋼筋在使用前，應(yīng)進(jìn)行除銹和調(diào)直處理，確保鋼筋表面清潔、無(wú)銹蝕，鋼筋平直、無(wú)彎曲。鋼筋網(wǎng)的網(wǎng)格間距、鋼筋直徑、位置及與原梁混凝土表面的距離應(yīng)滿足構(gòu)造與設(shè)計(jì)要求。鋼筋網(wǎng)的綁扎應(yīng)牢固，相鄰鋼筋之間應(yīng)采用鐵絲綁扎，鐵絲的擰緊程度應(yīng)適中，避免出現(xiàn)松動(dòng)或過(guò)緊的情況。鋼筋網(wǎng)與剪切銷(xiāo)釘之間應(yīng)進(jìn)行可靠連接，可采用焊接或綁扎的方式，確保鋼筋網(wǎng)在受力時(shí)能夠與梁協(xié)同工作。鋼筋網(wǎng)的安裝允許偏差應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如長(zhǎng)、寬允許偏差為±10mm，綁扎鋼筋網(wǎng)網(wǎng)眼尺寸允許偏差為±20mm，鋼筋網(wǎng)與原構(gòu)件表面距離允許偏差為±3mm。施工過(guò)程中，應(yīng)使用鋼尺等工具對(duì)鋼筋網(wǎng)的尺寸和位置進(jìn)行測(cè)量和檢查，每檢驗(yàn)批應(yīng)抽查10%，且不應(yīng)少于5處。同時(shí)，對(duì)鋼筋焊接網(wǎng)的抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、冷彎及抗剪試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋焊接網(wǎng)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ114中的規(guī)定，檢查數(shù)量和檢驗(yàn)方法應(yīng)按該規(guī)程執(zhí)行。5.2.5涂抹復(fù)合砂漿在鋼筋網(wǎng)綁扎完成后，進(jìn)行復(fù)合砂漿的涂抹施工。首先，按照設(shè)計(jì)配合比攪拌復(fù)合砂漿，確保各種原材料充分混合均勻。攪拌過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制原材料的稱(chēng)量，水泥、摻合料、纖維的稱(chēng)量允許偏差為±2%，骨料的稱(chēng)量允許偏差為±3%，水、外加劑的稱(chēng)量允許偏差為±2%。每工作班拌制的同一配合比的砂漿，取樣不應(yīng)少于1次；每一樓層、同一配合比的砂漿，取樣不應(yīng)少于1次，檢驗(yàn)方法為用臺(tái)秤和天平稱(chēng)量。在涂抹復(fù)合砂漿前，應(yīng)先在梁表面涂刷一層結(jié)構(gòu)界面膠，以增強(qiáng)復(fù)合砂漿與梁之間的粘結(jié)力。結(jié)構(gòu)界面膠的性能和質(zhì)量應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，涂刷工藝和涂刷質(zhì)量應(yīng)符合產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的要求。涂抹復(fù)合砂漿應(yīng)在結(jié)構(gòu)界面膠未初凝前進(jìn)行，采用人工涂抹或噴射的方式，將復(fù)合砂漿均勻地涂抹在鋼筋網(wǎng)上，涂抹厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，允許偏差為﹢3mm。涂抹過(guò)程中，應(yīng)使用抹刀或其他工具將復(fù)合砂漿壓實(shí)、抹平，確保復(fù)合砂漿的密實(shí)性和表面平整度。表面平整度的允許偏差為﹢8mm，檢驗(yàn)方法為用2m靠尺檢查。同時(shí)，應(yīng)注意避免復(fù)合砂漿出現(xiàn)空鼓、裂縫等缺陷，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。砂漿的運(yùn)輸、抹壓或噴射和間歇的全部時(shí)間不得超過(guò)砂漿的初凝時(shí)間，應(yīng)全數(shù)檢查，觀察并檢查施工記錄。5.2.6養(yǎng)護(hù)復(fù)合砂漿涂抹完成后，應(yīng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以保證復(fù)合砂漿的強(qiáng)度正常增長(zhǎng)和粘結(jié)性能的穩(wěn)定發(fā)展。養(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)保持復(fù)合砂漿表面濕潤(rùn)，可采用覆蓋塑料薄膜、灑水等方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般不少于7d，在養(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)避免對(duì)加固部位進(jìn)行碰撞和擾動(dòng)。冬季施工時(shí)，應(yīng)采取保溫措施，如覆蓋棉被、設(shè)置暖棚等，確保養(yǎng)護(hù)溫度不低于5℃。當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，應(yīng)按照冬季施工的相關(guān)要求，調(diào)整復(fù)合砂漿的配合比，添加防凍劑等外加劑，以保證復(fù)合砂漿的施工質(zhì)量。在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，應(yīng)定期檢查復(fù)合砂漿的養(yǎng)護(hù)情況，如發(fā)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)措施不到位或出現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。5.2.7各環(huán)節(jié)質(zhì)量檢驗(yàn)在施工過(guò)程中，應(yīng)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，確保施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。對(duì)于原構(gòu)件混凝土表面處理，應(yīng)全數(shù)檢查，觀察和敲擊檢查表面是否有浮漿、疏松或剝落現(xiàn)象，觀察、觸摸檢查表面清理是否徹底，是否清除已松動(dòng)的骨料和粉塵，是否鏨去尖銳、凸出部位并保持粗糙狀態(tài)。對(duì)于界面處理，應(yīng)全數(shù)檢查，觀察并檢查施工記錄，確保結(jié)構(gòu)界面膠的涂刷符合要求，抹壓或噴射水泥復(fù)合砂漿在結(jié)構(gòu)界面膠未初凝前進(jìn)行。對(duì)于植入剪切銷(xiāo)釘，應(yīng)全數(shù)檢查銷(xiāo)釘?shù)闹睆?、長(zhǎng)度、位置，用游標(biāo)卡尺、鋼尺量測(cè)其尺寸偏差；每種規(guī)格銷(xiāo)釘隨機(jī)抽查10%且不少于3根，量測(cè)其孔徑、孔深和植入深度、外露長(zhǎng)度，檢查錨固強(qiáng)度。對(duì)于綁扎安裝鋼筋網(wǎng)，應(yīng)全數(shù)檢查鋼筋的品種、級(jí)別、規(guī)格和數(shù)量，觀察、鋼尺和卡尺測(cè)量；按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢查鋼筋焊接網(wǎng)的性能；每檢驗(yàn)批抽查10%且不少于5處，量測(cè)鋼筋網(wǎng)的網(wǎng)格間距、鋼筋直徑、位置及與原構(gòu)件表面距離等。對(duì)于復(fù)合砂漿制配，檢查原材料稱(chēng)量偏差，檢查施工記錄和試塊強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告，確保砂漿強(qiáng)度等級(jí)符合要求。對(duì)于抹壓或噴射復(fù)合砂漿，全數(shù)檢查砂漿的運(yùn)輸、抹壓或噴射時(shí)間，檢查加固層抹壓的允許偏差；每檢驗(yàn)批抽查10%且不少于5處，檢查加固后構(gòu)件尺寸允許偏差。對(duì)于養(yǎng)護(hù)，應(yīng)觀察并檢查養(yǎng)護(hù)措施是否到位，確保養(yǎng)護(hù)時(shí)間和養(yǎng)護(hù)條件符合要求。通過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決施工中出現(xiàn)的問(wèn)題，保證復(fù)合砂漿鋼筋網(wǎng)加固技術(shù)的施工質(zhì)量和加固效果。5.3加固效果評(píng)定在教學(xué)樓加固改造工程竣工后，為了全面、準(zhǔn)確地評(píng)定復(fù)合砂漿鋼筋網(wǎng)加固技術(shù)的實(shí)際效果，采用了多種科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z測(cè)方法對(duì)加固后的混凝土構(gòu)件進(jìn)行了詳細(xì)檢測(cè)，并結(jié)合結(jié)構(gòu)的實(shí)際使用情況進(jìn)行綜合評(píng)估。首先，使用超聲回彈綜合法對(duì)加固后混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。在混凝土梁和