一种纤维网格预埋型混凝土预制件拼接工艺

1.本发明属于混凝土施工领域，具体地说，涉及一种纤维网格预埋型混凝土预制件拼接工艺。

背景技术：

2.目前各种纤维筋和纤维网格在各类工程中已经占据了非常重要的地位，比如南京长江大桥的就曾使用过玄武岩纤维连续网格进行修复加固，主要施工方式就是使用玄武岩纤维经过特殊工艺编制成的网格，通过砂浆来将纤维网格与混凝土构件粘粘，共同受力，提高混凝土构件的强度。
3.其中采用的玄武岩纤维的抗拉强度是钢材的5～10倍，重量只有钢材的四分之一至三分之一，是一种非常优秀的新型材料，在建筑施工的加固方面使用非常多。
4.现有的施工工艺中，多个纤维网格之间的搭接方式大多是通过简单的捆绑来进行固定，然后进行灌浆，等待风干后整个湿接缝也就完成了连接。而对于纤维网格之间，并没有额外的工艺来对两片搭接的纤维网格进行加固，也就导致了湿接缝处的抗弯拉性能以及抗剪切性能不如整块纤维网格覆盖的部分。
5.例如申请号为2022104459463的中国专利中，其公开了一种玄武岩纤维网格的施工方法，其中在玄武岩纤维网格加固部分，采用的技术方案为，先用固定卡件固定网格的预摆位置，然后喷涂专用砂浆，直到砂浆的厚度没过玄武岩纤维网格的表面，然后人工进行充填、抹平、压实。其中不同的玄武岩纤维网格之间的搭接方式是搭接位置进行部分重叠搭接，然后灌入砂浆进行固定，并没有对玄武岩纤维网格之间有特殊的接合工艺。
6.在现有技术之中，例如桥梁的施工、建筑外层的保温层施工，需要对玄武岩纤维以及其类似纤维网格进行铺设以及搭接的方案与上述专利中的方案基本相同，而对于湿接缝的施工工艺大多也是进行砂浆的浇筑，等待其自然风干或者机械风干，此类工艺在纤维网格粘结部分的强度并不理想，粘结部分的各项力学性能也较差，尤其在前述的装配式混凝土梁湿接缝中的抗弯拉和抗剪性能并不理想。
7.因此，需要一种能够有效提升玄武岩纤维网格以及相似类型网格连接处强度的新方案。

技术实现要素：

8.针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种纤维网格预埋型混凝土预制件拼接工艺。
9.为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
10.一种纤维网格预埋型混凝土预制件拼接工艺，包括以下步骤：
11.1)测量出需要喷砂部分的尺寸，做好标记；
12.2)对标记处的纤维网格进行喷砂处理，获得粗糙面；
13.3)将纤维网格分别以粗糙面朝上和粗糙面朝下两种朝向预埋至需要相互拼接的
装配式预制件上；
14.4)对装配式预制件进行拼装，将粗糙面朝上网格的预制件和粗糙面朝下网格的预制件进行对接拼装，对预埋至混凝土预制件部分的纤维网格进行第一次浇筑混凝土，然后在两片网格上涂粘结剂进行粘结；
15.5)粘结剂风干或硬化后对纤维网格接缝部分进行第二次浇筑混凝土，完成预制件的拼接。
16.所述的磨料为海绵磨料。
17.所述的喷砂时喷砂机相对于纤维网格的倾斜角度为35
°
～40
°
。
18.所述的纤维网格为玄武岩纤维网格。
19.所述的装配式预制件为桥面板。
20.所述的装配式预制件为混凝土梁。
21.所述的粘结剂风干为自然风干。
22.所述的粘结剂风干为机械风干。
23.所述的喷砂机距离纤维网格的距离为30cm。
24.所述的喷砂机所使用的的空气压力大小为0.5mpa。
25.相比于现有技术，本发明的有益效果为：
26.(1)本发明所提供的工艺针对于各类纤维网格搭接处进行施工，对接触面进行喷砂，增大接触面的粗糙度，再通过粘结剂进行粘结，与现有技术中的单纯捆绑固定并灌浆搭接相比，能够提供更强的抗弯拉和抗剪切性能；
27.(2)从粘合剂与基材结合强度上来说，进行过预处理的纤维网格表面涂层的抗破坏能力提高数倍以上，因为存在一定粗糙度的表面，胶液易渗入凹孔中，固化后将生成无数的微小胶钩，起到嵌合的作用；
28.(3)还可以将喷砂工艺部分交予拼装式预制件工厂进行，这样实际拼接施工时仅多了涂抹粘合剂等待风干一道工序，整体施工流程变化不大，施工人员更容易操作。
附图说明
29.图1为纤维网格喷砂方式示意图；
30.图2为纤维网格粘结的纵断面放大图；
31.图3为纤维网格粘结的横面俯视图；
32.图4为混凝土预制件拼接示意图；
33.图中：1、喷；2、喷夹具；3、纤维网格；4、纤维网格上部；5、纤维网格下部；6、粘结剂；7、第一预制件；8、第二预制件；9、纤维网格预埋部分；10、纤维网格粘结部分；11、下打磨面纤维网格；12、上打磨面纤维网格；13、粘结剂填充处。
具体实施方式
34.下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
35.玄武岩纤维网格的型号gb100100系列玄武岩纤维网格布，厚度1.18mm，其网眼尺寸为10mm
×
10mm，生产厂家为宜兴市瑞邦高性能纤维制品公司。
36.碳纤维的型号为hicoma-hitex系列碳纤维网格布，厚度0.167mm，其网眼尺寸为
10mm
×
10mm，生产厂家为南京海拓纤维制品有限公司。
37.玻璃纤维的型号为hicoma-hitex系列玻璃纤维网格布，厚度0.5mm，其网眼尺寸为10mm
×
10mm，生产厂家为天津安朗保温建材销售有限公司。
38.海绵磨料的型号为lsbj-120s，粒度大小为0.08-0.18mm，生产厂家为山东淄博大亚金属科技股份有限公司。
39.绒布磨料的型号为rbt20，粒度大小为0.22-0.33mm，生产厂家为上海良时智能科技股份有限公司.
40.铁渣磨料的型号为tzh5-5，粒度大小为0.5-1.5mm，生产厂家为上海良时智能科技股份有限公司.
41.喷砂机的型号为kpbs-300e，生产厂家为上海良时智能科技股份有限公司
42.粘结剂的型号为环氧树脂e-44ab胶，按照2：1配制黏结树脂，生产厂家为南京海拓纤维制品有限公司。
43.实施例1
44.本实施例中采用的网格基材为玄武岩纤维网格。
45.混凝土预制件的制造流程为：
46.1)测量出需要喷砂部分的大致尺寸，做好标记；
47.2)对纤维网格进行喷砂处理；
48.3)将纤维网格分为粗糙面朝上和粗糙面朝下两种方式预埋在装配式预制件中；
49.4)对装配式预制件进行拼装，将粗糙面朝上网格的预制件和粗糙面朝下网格的预制件进行对接拼装，对预埋至混凝土预制件部分的纤维网格进行第一次浇筑，然后在两片网格上涂粘结剂进行粘结；
50.5)等待网格粘结剂自然风干或对粘结剂进行机械风干；
51.6)对纤维网格接缝部分进行第二次浇筑。
52.其中，喷砂方式如图1所示，图中包括喷1、喷夹具2和纤维网格3，其中∠a为35
°
～40
°
。
53.步骤4中拼接方式如图4所示，图中下打磨面纤维网格11为底部进行喷砂处理过的粗糙面，上方不进行打磨，装配式预制件在混凝土浇筑过程中，将网格定位至预埋高度处，通过实施混凝土浇筑至企口中并直至第一网格的底部；上打磨面纤维网格12为上方进行过喷砂处理的粗糙面，下方不进行打磨，拼接时两个打磨后的粗糙面相啮合，并在其中的粘结剂填充处13涂上粘结剂，最后将混凝土浇筑充满企口。
54.其中搭接的下层网格和上层网格以及二次浇筑的生产手段，都是为了更好的实施将网格布内置于混凝土中的创新手段。
55.混凝土预制件组装完成后，纤维网格粘结的纵断面放大图如图2所示，图中包括纤维网格上部4、纤维网格下部5和粘结剂6。
56.纤维网格粘结的横面俯视图如图3所示，图中包括第一预制件7、第二预制件8、纤维网格预埋部分9和纤维网格粘结部分10。
57.本实施例中，喷砂机所采用的喷砂角度为35
°
，选择的磨料为海绵磨料，所选取喷砂距离为30cm，喷砂机所使用的空气压力大小为0.5mpa。
58.待第二次浇筑的混凝土完全凝固后即完成拼接流程。
59.实施例2
60.本实施例与实施例1相比，整体施工流程与基材选择完全相同。
61.其不同之处在于，喷砂机所采用的喷砂角度为15
°
，选择的磨料为海绵磨料，所选取喷砂距离为30cm，喷砂机所使用的空气压力大小为0.5mpa。
62.实施例3
63.本实施例与实施例1相比，整体施工流程与基材选择完全相同。
64.其不同之处在于，喷砂机所采用的喷砂角度为55
°
，选择的磨料为海绵磨料，所选取喷砂距离为30cm，喷砂机所使用的空气压力大小为0.5mpa。
65.实施例4
66.本实施例与实施例1相比，整体施工流程与基材选择完全相同。
67.其不同之处在于，喷砂机所采用的喷砂角度为65
°
，选择的磨料为海绵磨料，所选取喷砂距离为30cm，喷砂机所使用的空气压力大小为0.5mpa。
68.实施例5
69.本实施例与实施例1相比，整体施工流程与基材选择完全相同。
70.其不同之处在于，喷砂机所采用的喷砂角度为35
°
，选择的磨料为绒布磨料，所选取喷砂距离为30cm，喷砂机所使用的空气压力大小为0.5mpa。
71.实施例6
72.本实施例与实施例1相比，整体施工流程与基材选择完全相同。
73.其不同之处在于，喷砂机所采用的喷砂角度为35
°
，选择的磨料为铁渣磨料，所选取喷砂距离为30cm，喷砂机所使用的空气压力大小为0.5mpa。
74.实施例7
75.本实施例与实施例1相比，整体施工流程与基材选择完全相同。
76.其不同之处在于，喷砂机所采用的喷砂角度为35
°
，选择的磨料为海绵磨料，所选取喷砂距离为30cm，喷砂机所使用的空气压力大小为0.3mpa。
77.实施例8
78.本实施例与实施例1相比，整体施工流程与基材选择完全相同。
79.其不同之处在于，喷砂机所采用的喷砂角度为35
°
，选择的磨料为海绵磨料，所选取喷砂距离为30cm，喷砂机所使用的空气压力大小为0.7mpa。
80.实施例9
81.本实施例与实施例1相比，整体施工流程与基材选择完全相同。
82.其不同之处在于，喷砂机所采用的喷砂角度为35
°
，选择的磨料为海绵磨料，所选取喷砂距离为20cm，喷砂机所使用的空气压力大小为0.5mpa。
83.实施例10
84.本实施例与实施例1相比，整体施工流程与基材选择完全相同。
85.其不同之处在于，喷砂机所采用的喷砂角度为35
°
，选择的磨料为海绵磨料，所选取喷砂距离为40cm，喷砂机所使用的空气压力大小为0.5mpa。
86.实施例11
87.基材同样选择玄武岩纤维网格，不对纤维网格进行喷砂，整体施工流程与实施例1完全相同。
88.实施例12
89.基材同样选择玄武岩纤维网格，不对纤维网格进行喷砂，不对纤维网格上涂抹粘结剂，通过扎带进行捆绑固定，其余施工流程与实施例1完全相同。
90.实施例13
91.基材选择碳纤维网格，整体施工流程与实施例1完全相同。
92.实施例14
93.基材选择碳纤维网格，施工流程与实施例11完全相同。
94.实施例15
95.基材选择玻璃纤维网格，整体施工流程与实施例1完全相同。
96.实施例16
97.基材选择玻璃纤维网格，施工流程与实施例11完全相同。
98.待所有实施例中的预制件浇筑完全成型后，对各种不同喷砂方式的湿接缝进行测试，测试规程按照《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》(cecs146:2003)，接缝梁并采用四点加载的方式进行试件梁受弯试验，试验中观察湿接缝区受拉区裂缝形态，同时通过获取开裂弯矩、抗弯承载力和跨中挠度3个指标。
99.基于上述实验，基材选用玄武岩纤维网格、碳纤维网格和玻璃纤维网格，并对喷砂的距离、角度、磨料、空气压力大小进行调整，得到了各实施例中混凝土拼接件湿接缝的开裂弯矩、抗弯承载力、跨中挠度、裂缝形态和裂缝宽度的数据，实验结果如下表所示：
100.[0101][0102]
经过多次的实验，根据实验数据可以得出，与进行未喷砂处理的实施例11和直接使用扎带进行捆绑的实施例12相比，经喷砂处理后的纤维网格与不进行喷砂和使用捆绑固定的限位网格相比，各项实施例的接缝处开裂弯矩、抗弯承载力、跨中挠度和裂纹宽度形态均有较大的提升。
[0103]
原因是基材的表面有一定粗糙度，胶液易渗入凹孔中，固化后会生成小胶钩子，起到嵌合的作用。
[0104]
对比实施例2与实施例7，在一定范围内，粗糙度增大，接缝力学性能也会随之增加。
[0105]
但是对比实施例2与实施例8后发现，当粗糙度超过一定值后，试样就变得“凹凸不平”，两片试样不能很好地啮合，粘合时易出现裂隙，对于开裂弯矩、抗弯承载力、跨中挠度和裂纹宽度形态的提升效果反而没有较低粗糙度时更好。
[0106]
因为在粗糙面的凹处容易残留污物和空气而产生气泡，形成应力集中点，在凸处由于缺胶而出现胶层的不连续，粘结面积减小，造成了粘附强度下降。因此，涂层与基体之间的结合强度并非随粗糙度的增大而增大。
[0107]
喷砂的距离和角度同样对于喷砂的效果会造成影响，例如实施例1-4和实施例9-10，这几组分别对角度与喷砂距离进行了测试，喷砂角度的改变较为直接的改变了粗糙面凹槽的朝向，凹槽的角度过大与过小都会对粘结剂的效果造成影响，但影响并不大。而喷砂的距离则会扩大喷砂的范围，喷砂的范围过大也会造成凹槽的深浅不一，同样会降低喷砂对于粘结的效果。
[0108]
而对于磨料的选择则是会影响到粗糙面的均匀程度，海绵磨料自身便具有低尘性和低弹性，在有效抑制砂尘产生的同时还使喷砂处理后构建的粗糙面更加均匀。
[0109]
所以选择合适的磨料、喷砂角度、喷砂距离、工作气压等喷砂工艺参数，能让材料表面拥有最佳粗糙度，拥有最佳的粗糙度才可以使后续与环氧树脂粘结剂的结合更加牢固。
[0110]
但不论喷砂各项数值的变动，只要进行了表面喷砂处理，所获得的开裂弯矩、抗弯承载力、跨中挠度和裂纹宽度形态都比不喷砂直接进行粘合的纤维网格有着较大的提升。
[0111]
并且除开玄武岩纤维网格，实施例13-16，依次又对碳纤维网格和玻璃纤维网格进行了测试，能够很清楚的看出即使替换成其他的纤维网格，进行了喷砂工序的各项数值都会优于未经喷砂而直接进行粘合的数值，因此本工艺并不会仅局限于玄武岩纤维网格这一种纤维网格，市面所见的其他网格也能够通过本工艺来提升其湿接缝的强度。而本发明中所着重对玄武岩纤维网格进行测试，原因则是采用同样的喷砂工艺，玄武岩纤维网格在各方性能上都会优于其他网格，实际施工中使用的更多，更贴合实际施工的需求。
[0112]
通过上述的实验，得出的对于玄武岩纤维网格最佳施工工艺是采用35
°
～40
°
的喷砂角度，磨料的种类选择海绵磨料，喷距为30cm，喷射空气压力大小为0.5mpa，与不进行喷砂工艺的纤维网格相比，开裂弯矩、抗弯承载力、跨中挠度分别提升32.35％、23.72％和40％。
[0113]
预埋网格的混凝土预制件施工流程与普通混凝土预制件的施工流程基本相同，仅多了使用粘结剂粘结纤维网格的步骤，其喷砂的步骤在混凝土预制件出厂时已经完成，对实际施工时的人员技术要求低，工艺流程变化不大，却能够显著提高纤维网格与粘结剂的粘结强度和纤维网格之间的粘结强度，提升整梁接缝处的开裂弯矩、抗弯承载力和跨中挠度性能，克服了传统工艺施工中导致湿接缝易开裂、抗拉强度不够等缺点。

技术特征：

1.一种纤维网格预埋型混凝土预制件拼接工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)测量出需要喷砂部分的尺寸，并画出需要喷砂部分面积，做好标记；2)使用喷砂机对标记处的纤维网格进行喷砂处理，获得带有粗糙面的纤维网格；3)将纤维网格以粗糙面朝上和粗糙面朝下两种朝向，分别预埋至需要相互拼接的装配式预制件上；4)对装配式预制件进行拼装，将粗糙面朝上网格的预制件和粗糙面朝下网格的预制件进行对接拼装，对预埋至混凝土预制件部分的纤维网格进行第一次浇筑混凝土，然后在两片网格上涂粘结剂进行粘结；5)粘结剂风干或硬化后对纤维网格接缝部分进行第二次浇筑混凝土，完成预制件的拼接。2.根据权利要求1所述的一种纤维网格预埋型混凝土预制件拼接工艺，其特征在于，所述的磨料为海绵磨料。3.根据权利要求1所述的一种纤维网格预埋型混凝土预制件拼接工艺，其特征在于，所述的喷砂时喷砂机相对于纤维网格的倾斜角度为35
°
～40
°
。4.根据权利要求1所述的一种纤维网格预埋型混凝土预制件拼接工艺，其特征在于，所述的纤维网格为玄武岩纤维网格。5.根据权利要求1所述的一种纤维网格预埋型混凝土预制件拼接工艺，其特征在于，所述的装配式预制件为桥面板。6.根据权利要求1所述的一种纤维网格预埋型混凝土预制件拼接工艺，其特征在于，所述的装配式预制件为混凝土梁。7.根据权利要求1所述的一种纤维网格预埋型混凝土预制件拼接工艺，其特征在于，所述的粘结剂风干方式为自然风干。8.根据权利要求1所述的一种纤维网格预埋型混凝土预制件拼接工艺，其特征在于，所述的粘结剂风干方式为机械风干。9.根据权利要求1所述的一种纤维网格预埋型混凝土预制件拼接工艺，其特征在于，所述的喷砂机距离纤维网格的距离为30cm。10.根据权利要求1所述的一种纤维网格预埋型混凝土预制件拼接工艺，其特征在于，所述的喷砂机所使用的的空气压力大小为0.5mpa。

技术总结

本发明公开了一种纤维网格预埋型混凝土预制件拼接工艺，属于混凝土施工领域。本拼接工艺包括制作混凝土预制件时预埋纤维网格、对纤维网格进行喷砂打磨、涂抹粘合剂、风干粘合剂。本拼接工艺与传统的纤维网格湿接缝施工方案相比，对操作人员技术水平要求低，但是能够显著提升BFRP网格布搭接区域之间和BFRP网格布-粘结剂之间界面粘结强度，增强BFRP-混凝土复合构件整体抗弯拉性能，克服传统湿接缝容易开裂等诸多问题。另外，以往在现场喷砂架设组装等施工环节可交予制作混凝土预制件的工厂完成，这样实际施工时整体施工流程变化小，施工更方便。工更方便。工更方便。