砖石古塔“植筋加固”砂浆的配比优选试验研究

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1、2扬州大学硕士学位论文1．2国内外植筋加固技术研究现状在汶川地震中震损的都江堰奎光塔即采用了钢筋网砂浆加固法修复，主要通过(1)沿塔体竖向布设贯穿钢筋(2)沿塔体横向布设钢带围箍(3)塔体内部布设钢带和对穿锚杆(4)裂缝灌浆加固(见图1．1)，使得塔体加固修复的钢筋焊接成的纵横向网带，再浇注丙乳砂浆与塔身形成整体。此时的修复砂浆需要拥有较好的耐久性和韧性，使其容易被浇注成任意的形状，适合于各种轮廓外形古塔修复和加固[18]。同样在汶川地震中震损的德阳龙护舍利塔采用了粘贴钢板法修复，此法是在每层塔体的上下檐口处包以钢板(或型钢)并用缀板拉

2、结形成整体围箍，以提高塔体的整体性和抗震承载力。钢板用砂浆直接粘结在砌体外表面，形成砌体一粘结剂一钢板复合体系。主要步骤：(1)塔体灌浆修复加固(2)拆除抢险加固的槽型钢板箍，墙体开槽，设置条形钢板箍于槽内(3)对加固钢板进行涂漆防腐处理(4)用砂浆覆盖加固钢板与塔体表面齐(见图1．2)。由于粘钢板法开槽较浅，除了考虑满足古塔修复所需的耐久性，砂浆还需要很好的粘结强度和足够的强度，起着粘结和保护钢筋的作用。阆中自塔遗存部分，采用钢板箍和钢筋进行了连接，将白塔塔身紧紧合抱起来。钢板箍与塔身之间的缝隙，灌注了环氧乳液等特制的黏合和强化材料，

3、使之紧密结合成一个整体，如同给白塔穿上一层保护装甲。在密檐处进行了上下植筋加固(见图1．3)。国外对砖石古建筑的保护也较多采用钢材加固技术，土耳其伊斯坦布尔的YavuzSelim清真寺由于环张力和横向荷载的作用导致其圆形屋顶产生大量的裂缝，后经过论证采用外包钢带环箍，内部裂缝注入聚合物砂浆进行修复(见图1．4)。17层a．奎光塔钢筋加固图b．竖向贯穿筋连接王璨砖石古塔“植筋加固”砂浆的配比优选试验研究C．外部钢带环箍图1．1奎光塔钢筋网加固法d．内部钢筋对穿锚杆连接a．塔体灌浆修复b．开槽安置钢板箍C．钢板防腐和埋置图1．2龙护舍利塔粘

4、钢板加固法4扬州大学硕士学位论文图1．3阆中白塔植筋加固法图1．4清真寺外包钢带环箍加固法经过研究发现，砖石古塔植筋加固修复砂浆需要具有以下的特点：1．砖石古塔植筋加固修复砂浆需要较好的耐久性。与普通的工民建加固修复中所用砂浆相比，砖石古塔的修复砂浆的耐久性要求更高，因为砖石古塔的特殊的历史文化研究价值，使得对其加固的修复砂浆要求能够经历较长时间，仍可以继续发挥作用。2．砖石古塔的修复砂浆需要较高粘结力，特别是粘钢板法，由于其加固过程中开槽较浅，砂浆覆盖厚度较浅，此时就需要具有较好强度和粘结力的砂浆对钢板进行保护和粘结。3．砖石古塔修复

5、砂浆要适于古塔的外观，不可对周围的环境和人造成影响。因为现存的砖石古塔都具有较高的研究价值，不适当的加固材料和方法会对古塔的研究价值造成不可逆转的破坏。因此砖石古塔的修复砂浆应适用于古塔修复，符合砖石古塔的外观形貌，在条件需要时可以进行做旧仿古处理，以此保存古塔的研究价值。1．3国内外聚合物砂浆研究现状国外研究聚合物砂浆起步较早，从1923年，Creson申请聚合物改性水泥专利后，国外就一直在进行着聚合物水泥砂浆的研究[19]。从20世纪40年代的多种合成聚合物乳胶的研究，到60--70年代的将聚合物应用到混凝土中并进行了不同聚合物之间

6、复掺的性能研究都取得了较多的成果。Allan发现乳液对砂浆的剪切变稀和摇溶性具有明显的作用[20】，Kim研究发现聚乙烯醇改性砂浆的搅拌工艺和加料顺序会影响砂浆的含气量，先加水泥和沙再加乳液比直接加乳液含气量要大大降低[21]。Barluen研究发现丁苯乳液改性砂浆的孔隙率与砂浆乳液参入量有着明显的关系，砂浆的开孔随着乳液量增加而降低，闭合孔随乳液增加而增力11122]。Ohama对聚合物砂浆的养护条件进行了研究，发现早期湿养护可以促进砂浆的强度，利于聚合物凝结成膜[23]。Pascal发现，在水灰比一定的状况下，砂浆的强王璨砖石古塔“

7、植筋加固”砂浆的配比优选试验研究度和刚度随着乳液的掺量增加而降低[241。Shaker研究发现，丁苯乳液可以提高水泥砂浆的耐久性，抗水性，防腐性和抗硫酸盐的侵蚀[25】。Feng等人提出了经典的“聚合物膜理论’’，聚合物在凝固期间，粒子相互吸引靠近，最终形成了透明无孔的聚合物膜[26]。现如今，国外对聚合物进行了大量的研究，还已经将聚合物进行了广泛的应用。日本应用聚合物砂浆在防水材料、防腐性能做了很大的贡献。德国将聚合物砂浆应用在管道和工业地面材料上。韩国对聚合物夹心板墙、纤维增强管道进行了研究和应用[27】。我国的聚合物砂浆研究起步相

8、对较晚，从上世纪60年代初才开始进行聚合物在水利工程上的应用研究。但是，随着研究的深入，我国在耐腐抗震、结构修补、水工建筑、路面材料上都取得许多成果。在工程实践中，聚苯保温板被推广，专用水泥聚丙烯乳液在工程