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粘鋼技術介紹與可行性分析

發布時間：2014-08-05

1．技術及特點

粘鋼加固法是在混凝土構件表面用特制的建筑結構膠粘貼鋼板以提高結構承載力的一種加固方法。該方法優點是簡單、快速、不影響結構外形，施工影響較小。外包鋼加固法分濕式與干式兩種。干式外包鋼施工簡便，但承載力提高量、整體工作性能及受力特點不如濕式外包鋼有效�，F將外包鋼加固技術與粘鋼加固技術結合起來，用新型結構膠代替乳膠水泥和環氧樹脂化學灌漿，同時發揮了外包鋼加固技術與粘鋼加固技術的優點。本文通過對這種新型結構膠的外包粘鋼柱的模型試驗，探討這種加固技術的受力性能，并以萬益鋼結構加工廠廠房作為工程加固研究實例，進一步說明該技術用于工程結構加固的可行性。

粘鋼加固技術與傳統加固技術相比，具有以下優點:

(1)膠粘劑硬化時間短。一般構件加固33天后即可受力使用，加固時不必停產或少停產，只需卸除構件承擔的全部或部分荷載，施工工期很短，特別適用于應急的加固工程。

(2)工藝簡單，施工方便。只需對被加固構件的表面進行處理，用粘結劑將鋼板與之牢固地粘結成一個整體，就能使鋼板與原構件很好地共同工作，且不需特殊設備，所需勞動力少，易于操作。

(3)膠粘劑的粘結強度高于混凝土、石材等，可以使加固體與原構件形成一個良好的整體，受力較均勻，不會在混凝土中產生應力集中現象。

(4)粘貼鋼板所占空間小、幾乎不增加構件的斷面尺寸和重量，不影響建筑物的使用凈空間、不影響構件的外觀。

(5)加固效果顯著，不僅相當于補充了原構件的配筋，可較大幅度地提高其承載能力，而且通過粘貼鋼板可有效地保護原構件的混凝土不再產生裂縫或使已有的裂縫得到控制而不繼續擴展，加強了結構的整體性，提高了原構件的整體剛度。?

(6)節約成本，它具有良好的經濟效益。

基于上述特點，該技術近年來在實際工程加固中得到廣泛地應用，發展很快，已成為諸多加固方案中優先考慮的方案。

2．技術原理

粘鋼加固技術20世紀五六十年代在國外發達國家興起，80年代初引進國內，發展非常迅速，現已列入技術規范，是一項較成熟的加固補強技術。所謂粘鋼加固技術，是指在混凝土構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、受拉構件，且溫度不高于600C,相對濕度不大于7000，無化學腐蝕影響，對環境污染較小.常用的粘貼鋼板的膠粘劑是以環氧樹脂為基料，加人適量的固化劑、增韌劑、填充劑配制而成的“結構膠”。

近年來，粘鋼加固技術在加固、修復結構工程中的應用發展較快，將鋼板粘貼在混凝土受拉區，對提高構件的抗拉強度和彎曲抗拉強度效果顯著。粘鋼加固技術的基本原理就是利用高強度建筑結構膠將鋼板與被加固構件混凝土表面牢固粘合，使粘鋼結構在荷載作用下，粘接面上的混凝土和鋼板具有基本相同的應變值，使兩者協和共同工作，以達到提高混凝土構件承載能力的目的。

粘鋼加固技術使加固體與原構件形成一個整體均勻受力，同時由于粘結劑的強度高于混凝土本體強度，不易在混凝土中產生應力集中的現象。已有試驗表明，粘貼在構件上的鋼板與鋼筋混凝土結構中的鋼筋幾乎一樣地起作用，因此粘鋼結構在設計理論上與鋼筋混凝土基本相同，其截面受彎承載力計算可按照現行國家標準《混凝土結構設計規范》規定進行，其受壓區高度、受拉鋼板錨固長度等可按《混凝土結構加固技術規范》規定進行計算。

2.1技術適用范圍

適用于承受靜力為主的梁板柱構件受彎、剪、拉、壓加固。以及鋼筋焊接點斷裂加固；施工中漏放鋼筋加固；混凝土標號達不到，提高結構強度加固；加層抗震加固；陽臺根部斷裂加固；懸掛式吊車梁提高荷載加固；樓面荷載集中力加固；火災后梁柱砼燒壞加固；混凝土柱子牛腿斷裂加固；橋式吊車梁加固；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；屋架梁下弦腐蝕嚴重露筋加固；斷梁加固；截柱加固；減震加固；梁柱受化學腐蝕的粘鋼加固；舊房改造綜合加固；生命線建筑物抗震加固；剪力墻開1.6m以下的圓洞加固，開1m*2m以下的門洞加固；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加固等結構工程。

將鋼板（件）粘結在混凝土或鋼結構構件上，對原結構構件進行加固補強，如將鋼板粘結在梁的底面，補強正彎矩承載力；粘結在梁的側面，補強抗剪切承載力；粘結在梁的頂面，補強梁的負彎矩承載力；同時可以對板、柱、屋架、牛腿等結構構件進行相應的加固補強。

其他方面的粘接或補強該結構膠除對混凝土和鋼材有良好的粘結性能外，對磚、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）也具有較好的粘結性。

可以粘接預制構件。

粘鋼加固基層的混凝土強度等級不應低于C20。

這種加固方法適用于環境溫度不超過60℃，相對濕度不大于70%及無化學腐蝕的情況。

粘貼鋼板加固補強，在室溫下固化24小時即可達到最高強度值90%以上，三天完全固化，特別適用于應急工程的加固。

3．技術具體施工工藝

3.1．技術的施工要求

(1)構件表面處理。對老混凝土構件，應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。

(2)鋼板粘貼前的處理。鋼板粘結面也需進行清污、除銹和打磨等前期處理�？刹捎脟娚�、手砂輪或用砂布直接打磨，直至出現金屬光澤，然后用脫脂棉蘸丙酮擦拭干凈。

(3)構件卸荷或支撐。粘貼鋼板前，應對被加固構件進行合理卸荷或作必要的支撐，待粘結劑完全固化后才可拆卸支撐。?

(4)粘結劑的制備。粘結劑使用前需進行現場質量檢驗，合格后方可使用。使用時嚴格按產品使用說明書進行配比混合，并按同一方向攪拌至色澤均勻為止。

(5)鋼板粘貼。粘結劑配制好后，用抹刀同時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。如無空洞聲，表明已粘貼密實；否則應立即剝下鋼板，經補膠后重新粘貼，以確保粘結施工質量。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。構件粘鋼加固后，為防止鋼板銹蝕，應對其涂刷防銹劑、水泥砂漿或采用其他措施加以保護。

3.2．技術具體施工工藝

(1)鋼板表面處理

鋼板粘接面，須進行除銹和粗糙處理。如鋼板未生銹或輕微銹蝕，可用噴砂、砂布或平砂輪打磨，直至出現金屬光澤。磨粗糙度越大越好，打磨紋路應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

混凝土構件表面，應按下列方法進行處理：

對原混凝土構件的粘合面，應鑿除粉飾層，油垢、污物，然后用角磨機打磨除去混凝土面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構膠修補平整。

所用主要器具：角磨機、金剛石磨片、砂輪片、空壓機、棉布、護目鏡、防塵口罩。

(3)現場配膠

粘結劑作為建筑結構膠組份，使用前應進行現場質量檢驗，合格后方能使用，按產品使用說明書規定配制，注意攪拌時應避免雨水進入容器，按同一方向進行攪拌，容器內不得有油污，盡量避免混入空氣形成氣泡。

(4)配制規則

結構膠嚴格按結構膠說明書提供的配比配制，攪拌均勻后方可使用。一次配膠量不宜過多，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構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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