本技术方案属于土木工程领域,特别是一种混凝土梁预应力增强与防腐一体化装置及其应用方法。该装置由形状记忆合金、外部电源和外包砂浆构成,形状记忆合金预伸长后固定于梁受拉侧,外包砂浆包裹合金。加固时,通过电源与合金形成预应力体系,热激励产生预应力;防腐时,电源正极连合金,负极连钢筋,构成阴极保护系统。该技术将合金作为预应力补强和阴极保护阳极,实现加固与防腐的协同效应。
背景技术
通常情况下,混凝土结构的破坏都是从混凝土或钢筋的材料劣化开始的,而大多数材料劣化是由环境条件引起的,包括混凝土碳化、冻融破坏、化学侵蚀、表面磨损、钢筋锈蚀等,在材料劣化的过程中,既有环境条件的影响,又有材料自身因素的影响。其中,最为重要的就是钢筋锈蚀问题,而钢筋锈蚀主要是由于混凝土碳化和氯离子侵入造成钢筋表面钝化膜破坏而引起的。这种锈蚀会导致混凝土结构的力学性能不断衰减,给结构的安全性带来潜在风险。因此,防止混凝土结构中的钢筋腐蚀是确保混凝土结构耐久性和安全性的有效方法。
在治理钢筋腐蚀问题上,针对混凝土结构的力学性能和腐蚀控制分别采取不同的措施。一方面,通过采用增大截面、外贴钢板、外贴纤维复材等方法提升结构的承载力,保证腐蚀结构继续安全使用;另一方面,通过采用防锈措施阻止钢筋继续腐蚀,如防腐涂层法,使结构性能不再因腐蚀而衰减。
传统加固方法虽然能提升结构的短期力学性能,但难以降低结构的下挠变形,也不能抑制甚至闭合混凝土表面的裂缝,这为外部腐蚀介质侵入结构内部形成快速的通道,加剧了钢筋的腐蚀进程,进而导致结构的安全耐久性受到威胁。目前常用的混凝土梁加固技术往往只能起到被动的修复效果,不能抑制混凝土内部的损伤和裂缝发展。
此外,结构加固和钢筋防腐这两种治理措施隶属不同的学科领域,拥有各自的设计理念和技术手段,缺乏合适的联系难以实现协同工作,即同时达到提升混凝土梁结构性能、抑制混凝土开裂保障耐久性和保护钢筋免受腐蚀的修复效果。
实现思路