浅述高钛重矿渣混凝土在抗震加固中的应用

摘要：通过中国建筑科学研究院开发的pkpm软件，建立多层结构模型，并采用pmsap\sap2000模块对以高钛重矿渣混凝土为主要建筑材料的建筑物进行结构分析、模拟及研究，证明了高钛重矿渣混凝土的特殊性能:高钛重矿渣混凝土与天然砂石配制的普通混凝土在胶凝材料用量相同的条件下，不仅28d立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度前者较后者要高,而且该混凝土为抗震加固材料的选择，提供了一条新的解决方法。


高钛重矿渣混凝土是攀枝花地区为了解决炼钢矿渣的环保利用，而诞生的一种特殊混凝土，由于其骨料来源广泛，使用方便，符合环保要求，现已广泛使用于地方建设工程。受2008年汶川5.12的8级强震波及以及2008年攀枝花8.30的6.1及地震影响，在该区域出现了大量需要待加固的房屋建筑物，经过几年的灾后重建和房屋加固，逐渐证明该混凝土材料在抗震加固上有着显著且由于普通混凝土材料的优势，本文就该特点及优势做下初步的对比，供后期及类似情况参考使用。
2 加固方法的证
由于地震影响，很多上世纪70-80年代的建筑结构，尤其学校医院等公共建筑，出
现承重墙体开裂、梁柱铰接处开裂，使得承载力出现不同程度的降低，危及人身财产安、
全，根据国家颁布的抗震加固规范，结构加固多采用混凝土结构加固主要可分为直接加
固与间接加固两大类：根据地震影响情况，目前在该地区多采用直接加固方法，为了做
好对比工作，在加固材料的选择上，主要骨料采用了高钛重矿渣混凝土，以下将对直接加固方法做简要阐述：
2.1 直接加固方法
增大截面法是钢筋混凝土结构加固中最常采用的方法，通过一定程度地增大构件截面尺寸、增加受力配筋数量活等级达到提高构件结构承载力效果。适用于梁、板、柱等多类结构构件。增大截面法的优点在于施工技术较成熟，施工方便，施工质量易于控制，可靠性高，特别地，能够较大地提高柱稳定性，特别是采用高钛重矿渣混凝土作为加固骨料后，其可靠性和稳定性都显著提高，以下是根据试验室配置的普通混凝土和高钛重矿渣混凝土在加固使用过程中的性能对比：
高钛重矿渣混凝土与天然砂碎石配制的混凝土力学性能的对比

根据加固后的强度测试及后期检测反馈的数据，高钛重矿渣混凝土与天然砂石配制的普通混凝土在胶凝材料用量相同的条件下，不仅28d立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度前者较后者要高 ,而且该混凝土为抗震加固材料的选择，提供了一条新的解决方法。
置换混凝土加固法常用于受压区混凝土强度偏低、密实度不足等有严重质量缺陷的梁、柱等主要承重构件的加固。把原有的缺陷部位局部清除后填上新的混凝土，该方法使构件在加固后能够恢复原貌，且不改变原有空间和结构布置，但该方法的缺点和不适用性则表现在施工的湿作业时间较长、旧混凝土的清除工作量大且要对周边可能受影响的原有结构进行支撑或者临时性的加固，特别是对原有混凝土的抗折强度有着很大的考验，若采用高钛重矿渣混凝土，根据试验凝土的抗折强度随水胶比增大而减小，尤其是早期抗折强度，但随着龄期增加至28天后，0.48、0.45、0.43、0.40水胶比所对应混凝土的抗折强度趋于接进，0.43、0.40水胶比28天抗折强度均大于7.0mpa，7天抗折强度在6.0-6.4mpa之间，大大超过普通混凝土的强度值，可以说高钛重矿渣混凝土在一定程度上能对该种加固方法能起到普通混凝土无法替代的辅助作用。
通过中国建筑科学研究院pkpm软件分别对同样的加固房屋采用不同的混凝土性能、位移等参数：
普通混凝土：x方向最大值层间位移角:1/1330.
y方向最大值层间位移角:1/1001.
高钛重矿渣土：x方向最大值层间位移角:1/900.
y方向最大值层间位移角:1/870
通过以上数据对比，采用高钛重矿渣混凝土加固的房屋及构件在地震力作用下产生的位移比通过普通混凝土加固的构件更小，建筑物的加固效果更为理想。
3 结论
高钛重矿渣混凝土与天然砂石配制的普通混凝土在胶凝材料用量相同的条件下，不仅28d立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度前者较后者要高 ；28天抗折强度均大于7.0mpa，大大超过相同标号普通混凝土的强度值；用高钛重矿渣混凝土作为加固材料的加固效果也优于普通混凝土，且该混凝土的原料来源广泛、成本较低，不失为一种结构加固材料。
参考文献
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