施工管理—混凝土建筑物水下补强加固技术研究(2)

　　2.2.2 水下不分散混凝土的力学性能水下不分散混凝土的力学性能包括抗压强度、劈拉强度、剪切强度和握裹强度，试验按SD105—82和GB81—85进行，试件为现场钻孔取芯样，试件尺寸及其检测结果见表1所示。由表中可见：

　　（1）水下不分散混凝土芯样抗压强度为25.6MPa，与现场回弹试验检测的抗压强度值（25.2MPa）相当接近，强度表里一致，达到设计标准（C20），说明加盖模板和泵送挤压两条工艺措施非常有效；

　　（2）水下不散混凝土在水下浇筑成型并在水中养护的试件强度与在机口取样成型自然状态养护的试件强度（水上试件）的比值为83.6%，强度损失约16%；

　　（3）水下不分散混凝土的劈拉强度约为抗压强度的10%，与文献[4]的数据基本一致；

　　（4）水下混凝土的剪切强度约为抗压强度的1/6～1/7，与混凝土的常规比值基本相符。

　　（5）握裹强度 （3.90MPa）与文献[5]现场取样结果（3.30MPa）相近，但与其室内试验结果（8.6MPa）相差较多，这是由于现场取样难以做到锚筋居中且不偏斜，因而可以认为实际的水下不分散混凝土的握裹强度大于3.9MPa.

　　2.2.3 新老混凝土的结合性能在老混凝土的表面，通过浇筑新混凝土来加固结构，使其发挥整体结构性能，这种新老混凝土结合的关键是结合界面能否有效地传递和承担应力。一般而言，结合面能够较好地传递压应力，而传递拉力和剪力会受诸多因素的影响，且一般情况下都会被削弱。为此，着重测试新老混凝土结合面的抗拉和抗剪性能。

　　所有试件的破坏面均为新老混凝土的结合面，用结合强度系数K（表示新老混凝土结合面强度与整体新混凝土强度的比值），作为结合面的粘结性能评定指标，可以得出劈拉结合强度系数为0.45，剪切结合强度系数为0.56.由此可见，新老混凝土的结合强度约为整体新混凝土强度的一半（不包含锚筋作用），表明水下施工环境对新老混凝土结合面的强度有一定影响，而锚固增强是非常有效和必要的措施。研究表明，锚筋能提高劈拉强度70%左右，提高剪切强度50%左右。

　　2.2.4 PBM混凝土嵌槽的结合性能 PBM系互穿网络高分子材料，拥有不同高分子的互补和协同效应，体现出高分子合金性能。由它制备的砂浆或混凝土具有优越的性能。用PBM混凝土嵌槽修补裂缝，是为了达到恢复结构整体性、防水性及耐久性的目的，并为裂缝灌浆做好准备。PBM嵌槽的力学性能试验成果见表3，其破坏位置皆在PBM混凝土与老混凝土的结合面上，说明结合面仍是强度薄弱环节。结合强度系数K（表示PBM混凝土结合面的剪切强度、抗弯强度与整体老混凝土的剪切强度、抗弯强度比值）值为 0.4～0.55，可见其总体粘结性能约为老混凝土的50%，对于裂缝修补而言，整体性能的恢复有了一定的改善。因此，PBM不失为一种水下修补可选用的优良材料。

　　2.2.5 LW+HW混合液灌缝的粘结强度及防渗效果 LW、HW为水溶性聚氨酯化学灌浆材料，LW具有快速高效的防渗堵漏性能，HW具有防渗堵漏和固结补强的双重性能，两者可视工程需要以任意比例互溶。为了检验其堵漏和补强效果，特制备了一组直径D=15cm，含有LW+HW混合液灌缝的劈拉试件，该混合液灌缝的劈拉强度为0.22MPa.根据测试，堵漏效果良好。

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