淺析粘鋼加固技術(shù)的應(yīng)用
2016-01-25
一、粘鋼加固技術(shù)的產(chǎn)生
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題已越來越引起人們的關(guān)注。巨大的建筑市場(chǎng)，已有的近百億平方米的建筑物、大量的構(gòu)筑物及橋梁、涵洞、隧道結(jié)構(gòu)中，混凝土結(jié)構(gòu)占有很大比重。在這些混凝土建筑物和構(gòu)筑物中，很多由于設(shè)計(jì)、施工的缺陷和長(zhǎng)期使用過程中的老化、損傷及災(zāi)害，造成混凝土結(jié)構(gòu)開裂、抗震性能不良、承載力不足等影響其安全及使用功能的問題。在這樣的市場(chǎng)需要下產(chǎn)生了幾種較有效的辦法，主要有：加大截面加固法、外包鋼加固法、預(yù)應(yīng)力加固法、增設(shè)支撐加固法、粘鋼加固法、托梁拔柱技術(shù)、增設(shè)支撐體系及剪力墻加固法、增設(shè)拉結(jié)連系加固法、裂縫修補(bǔ)技術(shù)等。其中，粘鋼加固法是比較新穎的一種加固方法，它是在混凝土構(gòu)件表面用特別的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板，以提高結(jié)構(gòu)承載力的一種加固方法；是一種在使用荷載下改善結(jié)構(gòu)性能、或提高結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度的有效而簡(jiǎn)便的方法。這種技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是施工時(shí)對(duì)生產(chǎn)和生活影響較小，能在現(xiàn)場(chǎng)不停產(chǎn)的狀態(tài)下施工，操作簡(jiǎn)單而迅速，施工后構(gòu)件尺寸變化很小，往往只有幾毫米，故在許多情況下此法不失為糾正強(qiáng)度不足結(jié)構(gòu)性能不良（有時(shí)為了避免拆除）之經(jīng)濟(jì)合理的辦法之一。
二、適用范圍
1．適用于承受靜力作用的一般受彎及受拉構(gòu)件。
2．使用環(huán)境溫度不超過5～60℃，相對(duì)濕度不大于70﹪。相對(duì)濕度大于70﹪的結(jié)構(gòu)，須有可靠的防護(hù)措施。
3．當(dāng)構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于C15時(shí)，不宜采用本法加固。
三、基本原理
加固機(jī)理是將鋼板采用高性能的粘接劑粘貼與混凝土構(gòu)件表面，鋼板與混凝土形成統(tǒng)一的整體，利用鋼板良好的抗拉強(qiáng)度達(dá)到增強(qiáng)構(gòu)件承載力及剛度的目的。
粘鋼加固的質(zhì)量取決于建筑結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)強(qiáng)度及其內(nèi)聚力通常認(rèn)為：膠粘劑分子運(yùn)動(dòng)遷移到粘接表面，其極性基因逐漸向鋼板、鋼筋混凝土的極性基因部分靠近，在距離極近時(shí)，膠粘劑分子被吸附，與鋼板、鋼筋混凝土間產(chǎn)生作用力。這種力包括化學(xué)鍵、范德華力以及氫鍵等。由于高分子鏈上基團(tuán)很多，分子間基團(tuán)的相互作用力合起來很大，這樣，被粘結(jié)物間的結(jié)合強(qiáng)度就很高，將鋼板及鋼筋混凝土緊密結(jié)合起來達(dá)到共同受力作用的目的。
工藝流程及操作要求
1、工藝流程。
鋼板制作——基地處理——卸荷——配膠——粘貼——固定及加壓——固化——檢驗(yàn)——防腐處理
2、操作要點(diǎn)
?。?）、受彎構(gòu)件正截面受拉區(qū)加固，采用在受拉區(qū)表面粘結(jié)鋼板方法，受彎構(gòu)件正截面受壓區(qū)加固，采用在受壓區(qū)兩側(cè)粘結(jié)鋼板方法。
?。?）、鋼板制作:按設(shè)計(jì)圖紙要求，根據(jù)混凝土構(gòu)件的實(shí)際尺寸對(duì)鋼板進(jìn)行下料、成型、鉆孔（鉆孔以混凝土構(gòu)件上螺栓孔位置為準(zhǔn)）。
?。?）、基底處理:表面處理包括加固構(gòu)件結(jié)合面處理及鋼板貼和面處理。
?。?）、卸荷:為減輕和消除后粘鋼板的應(yīng)力，應(yīng)變滯后現(xiàn)象，粘鋼板前宜對(duì)構(gòu)件適量進(jìn)行卸荷，卸荷方式如下：
?、賹?duì)老建筑采用拆除原有的吊頂，墻面裝飾、地面面層，設(shè)備等方法，以達(dá)到卸荷的目的。
?、谛痘詈奢d。
?。?）、配膠:目前各種結(jié)構(gòu)加固用膠粘劑基本上為甲、已雙組分。使用時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)配制，配制時(shí)按產(chǎn)品說明書規(guī)定進(jìn)行。將甲、已兩組分分別倒入干凈容器，容器內(nèi)不得有油污，利用手提電鉆攪拌，或采用人工攪拌，攪拌至色澤完全均勻?yàn)橹埂?br />
?。?）、粘貼:膠粘劑配制好后，用抹刀添抹至所需厚度（1-3mm），中間厚邊緣薄，然后將鋼板貼于預(yù)定位置。
?。?）、固定與加壓:鋼板粘好后應(yīng)力即固定加壓，如大于8mm鋼板采用膨脹螺栓固定及加壓。如小于8mm厚鋼板采用射釘槍進(jìn)行固定及加壓。
?。?）、固化:結(jié)構(gòu)膠粘劑都是常溫（20℃）下固化，24h即可拆除夾具或支撐，3d即可受力使用，若氣溫低于5℃，應(yīng)采取人工加溫，一般用紅外線或電熱毯加熱保溫，固化期中不得對(duì)鋼板有任何擾動(dòng)。
?。?）、檢驗(yàn):粘鋼結(jié)束后，組織有關(guān)人員驗(yàn)收，發(fā)現(xiàn)問題即時(shí)處理。
?。?0）、防腐處理:外部粘鋼加固鋼板，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行防腐處理。一般采用刷防銹漆、鋼板網(wǎng)抹灰或噴防火涂料的方法進(jìn)行保護(hù)。
五、粘鋼加固的驗(yàn)收及檢測(cè)
拆除固定、加壓設(shè)備后，用小錘輕輕敲擊粘結(jié)鋼板，檢查粘結(jié)鋼板的粘結(jié)密實(shí)度，如粘結(jié)錨固區(qū)粘結(jié)面積少于90%，非錨固區(qū)少于70%，則此粘結(jié)鋼板不合格，應(yīng)重新粘結(jié)。對(duì)于重大工程則必須用超聲波檢查粘結(jié)密實(shí)度。檢查加固鋼板或型鋼是否有變形、翹曲、剝離等缺陷。
對(duì)于加固過的工程，為檢驗(yàn)其加固效果，需抽樣進(jìn)行非破壞性試驗(yàn)，一般僅作標(biāo)準(zhǔn)荷載試驗(yàn)，即將卸去的荷載重新全部加上，其結(jié)構(gòu)的變形和裂縫開展應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。抽樣數(shù)量、部位應(yīng)與建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位商定。
六、總 結(jié)
受我國(guó)經(jīng)濟(jì)政策的影響可以預(yù)料，已有建筑物加固的工程規(guī)模在近年還會(huì)擴(kuò)大。這種趨勢(shì)必然對(duì)加固材料市場(chǎng)專業(yè)改造技術(shù)服務(wù)產(chǎn)生一定的影響。這向我們既提供了機(jī)會(huì)，也提出了挑戰(zhàn)。所謂機(jī)會(huì)，意味著將有大量的新技術(shù)、新材料、專業(yè)的服務(wù)機(jī)構(gòu)，以滿足市場(chǎng)的特殊需要，以此帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)水平的提高；所謂挑戰(zhàn)，即大量新材料、新技術(shù)的涌現(xiàn)勢(shì)必對(duì)工程決策帶來困難，由此可能會(huì)引起更多的新問題。在高度工業(yè)的今天，人們對(duì)建筑物的功能要求越來越高，結(jié)構(gòu)形式越老越復(fù)雜，所處的使用環(huán)境更加惡劣。目前，對(duì)已有建筑進(jìn)行加固改造是一個(gè)極其復(fù)雜的系列工程。這需要負(fù)責(zé)技術(shù)決策的有關(guān)人員具有更高水平綜合解決問題的能力，不但要精通建筑結(jié)構(gòu)理論，掌握各種修補(bǔ)材料的物理力學(xué)性能和耐久性能，同時(shí)還必須了解與使用環(huán)境有關(guān)的各種影響因素。 這對(duì)以后的新世紀(jì)的人才提出了很大的挑戰(zhàn)，我們拭目以待。相信在未來粘鋼加固技術(shù)會(huì)有更好的發(fā)展！
