建筑膠粘劑在加固工程中的應(yīng)用

時間：2020-08-21作者：上海固湘建筑科技有限公司瀏覽：216

文章從建筑加固膠粘劑的性能特點、工作機(jī)理等方面與傳統(tǒng)的加固連接方式進(jìn)行了有針對性的比較，同時根據(jù)不同的破壞類型將加固工程又進(jìn)行了較細(xì)劃分，從而對膠粘劑在各工況下的優(yōu)良性能進(jìn)行了較為細(xì)致說明。    

    鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于使用年限的延長或自然災(zāi)害等原因，會造成鋼筋混凝土建筑構(gòu)件強度、剛度不足引起的開裂、破損等情況。如何保證建筑物繼續(xù)正常、安全的使用，是建筑行業(yè)經(jīng)常碰到的問題。另一方面，近年來因用途變更而對建筑物原有結(jié)構(gòu)、構(gòu)件進(jìn)行改造、加固補強的工程也日增多。經(jīng)過工程技術(shù)人員長時期的努力，逐漸形成了一套較為完善的切實可行的工程加固方法，在實際的加

    加固工程中的到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。與此同時，各種各樣的新型建材的出現(xiàn)也為加固技術(shù)、方法的不斷創(chuàng)新提供了有利的條件。

    膠粘劑的性能優(yōu)勢及化學(xué)組成

    利用建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑對需補強、加固的建筑物進(jìn)行加固，就是近來應(yīng)用比較廣泛的一類加固方法。這類方法主要是采用結(jié)構(gòu)膠這一粘接材料，將補強用的鋼板或型材，或是其他補強材料牢固地粘接于各種鋼筋混凝土的構(gòu)件上，使補強材料和原有構(gòu)件形成協(xié)同工作模式從而滿足結(jié)構(gòu)、構(gòu)件原有設(shè)計強度、剛度、耐久性要求。應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑對各類構(gòu)件進(jìn)行連接、加固或修補，相比傳統(tǒng)的連接加固方法有很多**的優(yōu)點。

    (1)用合成樹脂膠粘劑來連接、加固構(gòu)件，比一般的鉚、焊法受力均勻，材料不會產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象(如焊接時的熱應(yīng)力等)，使之較耐疲勞，尤其能較好地保證構(gòu)件的整體性和提高抗裂性，而整體性在很大程度上關(guān)系著構(gòu)件的承載能力和穩(wěn)定性。

    (2)建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑可以將不同性質(zhì)的材料牢固地連接起來，這對建材多樣化的今天，也是傳統(tǒng)方法無法比擬的優(yōu)點。

    (3)使用膠粘劑進(jìn)行施工，工藝簡便，可大大縮短工期，往往在\~2d或較短時間就可以使用。尤其在各類構(gòu)件的加固方面較是如此，可使一些傳統(tǒng)方法無法加固的構(gòu)件得以修復(fù)加固，對于某些重要軍事工程、交通設(shè)施尤為重要。且其耐老化性能優(yōu)良，能滿足各種要求，在施工中還可以提高效率、降低成本、節(jié)約能源等。

(4)常用的加固膠粘劑按照其基本性能分為A級膠和B級膠。對重要結(jié)構(gòu)、懸挑構(gòu)件、承受動力作用的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件，采用A級膠；對一般結(jié)構(gòu)構(gòu)件可采用B級膠。同時按照膠粘劑所粘接材質(zhì)的不同大致可分為：碳纖維復(fù)合材料浸漬/粘結(jié)用膠粘劑安全性能指標(biāo)、粘鋼及外粘型鋼用膠粘劑和錨固用膠粘劑等。表中歸納了幾種常用加固膠粘劑的性能指標(biāo)。

幾種常用加固膠粘劑的性能指標(biāo)

    (5)按化學(xué)成分分類可將結(jié)構(gòu)膠分為：**膠、無機(jī)膠。**類結(jié)構(gòu)膠是當(dāng)前加固領(lǐng)域*量采用的膠結(jié)材料，它有環(huán)氧樹脂和改性環(huán)氧樹脂類、聚氨基甲酸脂類、不飽和聚酯樹脂類等。大部分是以環(huán)氧樹脂或改性環(huán)氧樹脂為主配制而成。以環(huán)氧樹脂為主劑的結(jié)構(gòu)膠，粘接力強，力學(xué)性能穩(wěn)定，是一種比較成熟的粘接加固用結(jié)構(gòu)膠。

    無機(jī)類結(jié)構(gòu)膠有硅酸鹽類、磷酸鹽類和陶瓷類等。無機(jī)類結(jié)構(gòu)膠強度較低，品種不太多，但其膠層在長期荷載作用下強度穩(wěn)定性好、徐變小、耐高溫性強，是研究發(fā)展的方向。

  2建筑結(jié)構(gòu)膠在加固領(lǐng)域的工程應(yīng)用

    2.1在粘接加固中的應(yīng)用

    這類應(yīng)用范圍主要是用結(jié)構(gòu)膠作為一種粘接材料，將補強用的鋼板或型材，或者是其他補強材料(如碳纖維、芳綸、氯綸)牢固粘接在各種鋼筋混凝土的構(gòu)件上，如梁、柱、節(jié)點、托架板面、隧道及拱形**等，已施工完成的加固工程均獲得滿意結(jié)果。以梁為例，可以是建筑物上的普通承重梁，也可以是起重吊車用梁，還可以是公路橋梁的梁及板梁、鐵路橋的鋼筋混凝土梁等，通過精心設(shè)計施工，加固補強的效果非常好。

    2.2在化學(xué)栓或錨筋上的應(yīng)用

    作為后錨固技術(shù)中的化學(xué)膠粘材料，將螺栓、鋼筋、塑料桿及其他錨固用材，埋于混凝土、巖石、磚、石材等基材中，發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑的粘接強度，使后錨固件牢牢地埋植于基材里，在外力作用下，起到承載作用，這是近幾年來發(fā)展很快的應(yīng)用領(lǐng)域之一。

    2.3在灌注與修補粘接上的應(yīng)用

    可以是對外包鋼加固用鋼板與混凝土構(gòu)件之間灌膠粘接應(yīng)用，建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑將鋼板與混凝土牢固的連成一體，起到共同工作的效果。也可以用于一般構(gòu)件中裂紋的封堵，使之達(dá)到原來的設(shè)計要求，并且防止了裂縫繼續(xù)擴(kuò)大。這類應(yīng)用同樣是量大面廣的一個領(lǐng)域，不但可以在建筑構(gòu)件中應(yīng)用，同樣可以用在水力工程和軍事工程等各種結(jié)構(gòu)上的修補和修復(fù)。

    2.4在現(xiàn)場施工粘接構(gòu)件中的應(yīng)用

    在澳大利亞悉尼歌劇院混凝土屋蓋的拼接拼裝中曾經(jīng)使用過，在我國也有柱子接長和地基樁接長的實際事例，但因其設(shè)計理論與計算方法的基礎(chǔ)研究尚屬起步階段，目前還處于試用期。

 2.5在粘接修補各類建筑物上的應(yīng)用

    膠粘劑還可以對各類老建筑、古建筑(木結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、石結(jié)構(gòu)及磚結(jié)構(gòu)等)進(jìn)行粘接修復(fù)，也可以對某一單元構(gòu)件進(jìn)行修補修復(fù)。其修復(fù)工藝簡便，修補修復(fù)效果良好，此種應(yīng)用實例是比較多的。另外在公路面、機(jī)場跑道的修復(fù)中已有幾十年的應(yīng)用歷史，水工水下中的粘接也有廣闊前景。

    2.6在其他方面的應(yīng)用

    這方面是指在建筑及工程上的應(yīng)用，如各類工程的應(yīng)急搶險、防水堵漏、密封防潮以及防腐蝕等方面的應(yīng)用。

    3結(jié)構(gòu)膠的選用

    選用結(jié)構(gòu)膠時，除了工作環(huán)境條件和耐久性能之外，主要考慮膠結(jié)材料本身的強度和與被粘接物體之間的粘接強度兩項重要指標(biāo)。

    確定結(jié)構(gòu)膠本身需要的強度，由被粘結(jié)的對象而定，是鋼與鋼粘結(jié)，還是碳纖維與混凝土之間或鋼板與混凝土之間的粘結(jié)。但結(jié)構(gòu)膠本身的各項強度指標(biāo)必須大于粘結(jié)和被粘結(jié)物體材料強度中較小的強度，并留有一定的安全余量就可滿足要求。例如，混凝土結(jié)構(gòu)粘鋼加固，結(jié)構(gòu)膠的強度只要大于混凝土的拉伸、剪切強度，并留有一定安全儲備就可以，*太高。因為三種材料協(xié)同工作時，結(jié)構(gòu)膠的作用是傳遞應(yīng)力，處于受剪和拉伸狀態(tài)，首先破壞的是強度較低的材料，混凝土的抗剪、抗拉強度都不高，膠結(jié)材料強度太高沒有意義。

    粘結(jié)強度是指結(jié)構(gòu)膠與被粘結(jié)物結(jié)合面上的粘合強度。并不是膠本身強度高，它與被粘結(jié)物的粘結(jié)強度就高，它還與被粘結(jié)構(gòu)體的不同材料有關(guān)。但粘結(jié)強度必須大于被粘結(jié)物體中強度較弱一方材料本身的強度，并留有一定安全余量。碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)時，GB50367―2006《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》*9..2條中規(guī)定：碳纖維正拉伸強度應(yīng)不小于2.5MPa，并同時要求破壞面發(fā)生在混凝土內(nèi)部。

    4結(jié)語

    建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑綜合了化學(xué)、力學(xué)、材料、結(jié)構(gòu)、光電測試等**技術(shù)的成果，應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)粘鋼補強、錨栓植筋、現(xiàn)場灌注施工上，顯示出其**的優(yōu)點與重要性。





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