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粘鋼技術(shù)介紹與可行性分析
發(fā)布時(shí)間：2014-08-05
1．技術(shù)及特點(diǎn)
粘鋼加固法是在混凝土構(gòu)件表面用特制的建筑結(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。該方法優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、快速、不影響結(jié)構(gòu)外形，施工影響較小。外包鋼加固法分濕式與干式兩種。干式外包鋼施工簡(jiǎn)便，但承載力提高量、整體工作性能及受力特點(diǎn)不如濕式外包鋼有效�，F(xiàn)將外包鋼加固技術(shù)與粘鋼加固技術(shù)結(jié)合起來(lái)，用新型結(jié)構(gòu)膠代替乳膠水泥和環(huán)氧樹(shù)脂化學(xué)灌漿，同時(shí)發(fā)揮了外包鋼加固技術(shù)與粘鋼加固技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。本文通過(guò)對(duì)這種新型結(jié)構(gòu)膠的外包粘鋼柱的模型試驗(yàn)，探討這種加固技術(shù)的受力性能，并以萬(wàn)益鋼結(jié)構(gòu)加工廠廠房作為工程加固研究實(shí)例，進(jìn)一步說(shuō)明該技術(shù)用于工程結(jié)構(gòu)加固的可行性。
(1)膠粘劑硬化時(shí)間短。一般構(gòu)件加固33天后即可受力使用，加固時(shí)不必停產(chǎn)或少停產(chǎn)，只需卸除構(gòu)件承擔(dān)的全部或部分荷載，施工工期很短，特別適用于應(yīng)急的加固工程。
(2)工藝簡(jiǎn)單，施工方便。只需對(duì)被加固構(gòu)件的表面進(jìn)行處理，用粘結(jié)劑將鋼板與之牢固地粘結(jié)成一個(gè)整體，就能使鋼板與原構(gòu)件很好地共同工作，且不需特殊設(shè)備，所需勞動(dòng)力少，易于操作。
(3)膠粘劑的粘結(jié)強(qiáng)度高于混凝土、石材等，可以使加固體與原構(gòu)件形成一個(gè)良好的整體，受力較均勻，不會(huì)在混凝土中產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。
(4)粘貼鋼板所占空間小、幾乎不增加構(gòu)件的斷面尺寸和重量，不影響建筑物的使用凈空間、不影響構(gòu)件的外觀。
(5)加固效果顯著，不僅相當(dāng)于補(bǔ)充了原構(gòu)件的配筋，可較大幅度地提高其承載能力，而且通過(guò)粘貼鋼板可有效地保護(hù)原構(gòu)件的混凝土不再產(chǎn)生裂縫或使已有的裂縫得到控制而不繼續(xù)擴(kuò)展，加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的整體性，提高了原構(gòu)件的整體剛度。?
(6)節(jié)約成本，它具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
基于上述特點(diǎn)，該技術(shù)近年來(lái)在實(shí)際工程加固中得到廣泛地應(yīng)用，發(fā)展很快，已成為諸多加固方案中優(yōu)先考慮的方案。
2．技術(shù)原理
粘鋼加固技術(shù)20世紀(jì)五六十年代在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家興起，80年代初引進(jìn)國(guó)內(nèi)，發(fā)展非常迅速，現(xiàn)已列入技術(shù)規(guī)范，是一項(xiàng)較成熟的加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)。所謂粘鋼加固技術(shù)，是指在混凝土構(gòu)件外部粘貼鋼板以提高承載力和滿足正常使用的一種加固方法，它適用于承受靜力作用的一般受彎、受拉構(gòu)件，且溫度不高于600C,相對(duì)濕度不大于7000，無(wú)化學(xué)腐蝕影響，對(duì)環(huán)境污染較小.常用的粘貼鋼板的膠粘劑是以環(huán)氧樹(shù)脂為基料，加人適量的固化劑、增韌劑、填充劑配制而成的“結(jié)構(gòu)膠”。
近年來(lái)，粘鋼加固技術(shù)在加固、修復(fù)結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用發(fā)展較快，將鋼板粘貼在混凝土受拉區(qū)，對(duì)提高構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度和彎曲抗拉強(qiáng)度效果顯著。粘鋼加固技術(shù)的基本原理就是利用高強(qiáng)度建筑結(jié)構(gòu)膠將鋼板與被加固構(gòu)件混凝土表面牢固粘合，使粘鋼結(jié)構(gòu)在荷載作用下，粘接面上的混凝土和鋼板具有基本相同的應(yīng)變值，使兩者協(xié)和共同工作，以達(dá)到提高混凝土構(gòu)件承載能力的目的。
粘鋼加固技術(shù)使加固體與原構(gòu)件形成一個(gè)整體均勻受力，同時(shí)由于粘結(jié)劑的強(qiáng)度高于混凝土本體強(qiáng)度，不易在混凝土中產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象。已有試驗(yàn)表明，粘貼在構(gòu)件上的鋼板與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋幾乎一樣地起作用，因此粘鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)理論上與鋼筋混凝土基本相同，其截面受彎承載力計(jì)算可按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定進(jìn)行，其受壓區(qū)高度、受拉鋼板錨固長(zhǎng)度等可按《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。
2.1技術(shù)適用范圍
適用于承受靜力為主的梁板柱構(gòu)件受彎、剪、拉、壓加固。以及鋼筋焊接點(diǎn)斷裂加固；施工中漏放鋼筋加固；混凝土標(biāo)號(hào)達(dá)不到，提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度加固；加層抗震加固；陽(yáng)臺(tái)根部斷裂加固；懸掛式吊車(chē)梁提高荷載加固；樓面荷載集中力加固；火災(zāi)后梁柱砼燒壞加固；混凝土柱子牛腿斷裂加固；橋式吊車(chē)梁加固；薄腹梁斷裂加固；爆炸沖擊波破壞梁體加固；提高樓面荷載加固；屋架梁下弦腐蝕嚴(yán)重露筋加固；斷梁加固；截柱加固；減震加固；梁柱受化學(xué)腐蝕的粘鋼加固；舊房改造綜合加固；生命線建筑物抗震加固；剪力墻開(kāi)1.6m以下的圓洞加固，開(kāi)1m*2m以下的門(mén)洞加固；橋梁斷裂、舊橋維修加固；提高柱子承載力解決柱子軸壓比超標(biāo)加固等結(jié)構(gòu)工程。
將鋼板（件）粘結(jié)在混凝土或鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，對(duì)原結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，如將鋼板粘結(jié)在梁的底面，補(bǔ)強(qiáng)正彎矩承載力；粘結(jié)在梁的側(cè)面，補(bǔ)強(qiáng)抗剪切承載力；粘結(jié)在梁的頂面，補(bǔ)強(qiáng)梁的負(fù)彎矩承載力；同時(shí)可以對(duì)板、柱、屋架、牛腿等結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行相應(yīng)的加固補(bǔ)強(qiáng)。
其他方面的粘接或補(bǔ)強(qiáng)該結(jié)構(gòu)膠除對(duì)混凝土和鋼材有良好的粘結(jié)性能外，對(duì)磚、石、石棉、水泥制品、其他金屬、玻璃、陶瓷及合成材料（聚乙烯、聚丙烯、聚氟乙烯除外）也具有較好的粘結(jié)性。
可以粘接預(yù)制構(gòu)件。
3．技術(shù)具體施工工藝
3.1．技術(shù)的施工要求
(1)構(gòu)件表面處理。對(duì)老混凝土構(gòu)件，應(yīng)在其粘合面位置打磨(約除去2～3mm厚表層)，直至完全露出新面，并用壓縮空氣吹除粉�；蛴们逅疀_洗干凈，待完全干燥后，再用脫脂棉蘸丙酮擦拭表面即可。對(duì)于新混凝土面，可直接用鋼絲刷刷去表面松浮物，再用有壓水沖洗干凈并晾干。
(3)構(gòu)件卸荷或支撐。粘貼鋼板前，應(yīng)對(duì)被加固構(gòu)件進(jìn)行合理卸荷或作必要的支撐，待粘結(jié)劑完全固化后才可拆卸支撐。?
(4)粘結(jié)劑的制備。粘結(jié)劑使用前需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢驗(yàn)，合格后方可使用。使用時(shí)嚴(yán)格按產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行配比混合，并按同一方向攪拌至色澤均勻?yàn)橹埂?/span>
(5)鋼板粘貼。粘結(jié)劑配制好后，用抹刀同時(shí)涂抹在已處理好的混凝土表面和鋼板表面，厚度1～3mm(中間厚，邊緣薄)。將鋼板粘貼在已涂抹粘結(jié)劑的混凝土表面。貼好鋼板后，用木錘沿粘貼面輕輕敲擊鋼板。如無(wú)空洞聲，表明已粘貼密實(shí)；否則應(yīng)立即剝下鋼板，經(jīng)補(bǔ)膠后重新粘貼，以確保粘結(jié)施工質(zhì)量。鋼板粘貼好后，即用特制U型夾具夾緊，或用木桿頂撐，其壓力保持在0.05～0.1MPa，以膠液剛從鋼板邊縫擠出為度。
(6)鋼板防銹。粘結(jié)劑一般可在常溫下固化24h即可拆除夾具或支撐，3天后即可受力使用。構(gòu)件粘鋼加固后，為防止鋼板銹蝕，應(yīng)對(duì)其涂刷防銹劑、水泥砂漿或采用其他措施加以保護(hù)。
3.2．技術(shù)具體施工工藝
(1)鋼板表面處理
鋼板粘接面，須進(jìn)行除銹和粗糙處理。如鋼板未生銹或輕微銹蝕，可用噴砂、砂布或平砂輪打磨，直至出現(xiàn)金屬光澤。磨粗糙度越大越好，打磨紋路應(yīng)與鋼板受力方向垂直，其后用棉絲沾丙酮擦拭干凈。
(2)基層表面處理
混凝土構(gòu)件表面，應(yīng)按下列方法進(jìn)行處理：
對(duì)原混凝土構(gòu)件的粘合面，應(yīng)鑿除粉飾層，油垢、污物，然后用角磨機(jī)打磨除去混凝土面1-2mm厚表層，打磨完畢用壓縮空氣吹凈浮塵，最后用棉布蘸丙酮拭凈表面，保持干燥備用，較大凹坑處用粘鋼加固結(jié)構(gòu)膠修補(bǔ)平整。
所用主要器具：角磨機(jī)、金剛石磨片、砂輪片、空壓機(jī)、棉布、護(hù)目鏡、防塵口罩。
(3)現(xiàn)場(chǎng)配膠
粘結(jié)劑作為建筑結(jié)構(gòu)膠組份，使用前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢驗(yàn)，合格后方能使用，按產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)規(guī)定配制，注意攪拌時(shí)應(yīng)避免雨水進(jìn)入容器，按同一方向進(jìn)行攪拌，容器內(nèi)不得有油污，盡量避免混入空氣形成氣泡。
(4)配制規(guī)則
結(jié)構(gòu)膠嚴(yán)格按結(jié)構(gòu)膠說(shuō)明書(shū)提供的配比配制，攪拌均勻后方可使用。一次配膠量不宜過(guò)多，以40～50分鐘用完為宜。
所用主要器具：攪拌器、容器、衡器、手套。
(5)粘貼鋼材
用小鏟刀將配制好的結(jié)構(gòu)膠均勻涂抹在鋼材清理面和混凝土清理面上，抹膠厚度1～3
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