建筑胶粘剂在加固工程中的应用
作者:admin   日期:2015-5-8
钢筋混凝土结构由于使用年限的延长或自然灾害等原因,会造成钢筋混凝土建筑构件强度、刚度不足引起的开裂、破损等情况。如何保证建筑物继续正常、安全的使用,是建筑行业经常碰到的问题。另一方面,近年来因用途变更而对建筑物原有结构、构件进行改造、加固补强的工程也日增多。经过工程技术人员长时期的努力,逐渐形成了一套较为完善的切实可行的工程加固方法,在实际的加固工程中的到广泛的应用和发展。与此同时,各种各样的新型建材的出现也为加固技术、方法的不断创新提供了有利的条件。

胶粘剂的性能优势及化学组成

利用建筑结构胶粘剂对需补强、加固的建筑物进行加固,就是近来应用比较广泛的一类加固方法。这类方法主要是采用结构胶这一粘接材料,将补强用的钢板或型材,或是其他补强材料牢固地粘接于各种钢筋混凝土的构件上,使补强材料和原有构件形成协同工作模式从而满足结构、构件原有设计强度、刚度、耐久性要求。应用建筑结构胶粘剂对各类构件进行连接、加固或修补,相比传统的连接加固方法有很多突出的优点。

 

几种常用加固胶粘剂的性能指标

(1)用合成树脂胶粘剂来连接、加固构件,比一般的铆、焊法受力均匀,材料不会产生应力集中现象(如焊接时的热应力等),使之更耐疲劳,尤其能更好地保证构件的整体性和提高抗裂性,而整体性在很大程度上关系着构件的承载能力和稳定性。

(2)建筑结构胶粘剂可以将不同性质的材料牢固地连接起来,这对建材多样化的今天,也是传统方法无法比拟的优点。

(3)使用胶粘剂进行施工,工艺简便,可大大缩短工期,往往在\~2d或更短时间就可以使用。尤其在各类构件的加固方面更是如此,可使一些传统方法无法加固的构件得以修复加固,对于某些重要军事工程、交通设施尤为重要。且其耐老化性能优良,能满足各种要求,在施工中还可以提高效率、降低成本、节约能源等。

(4)常用的加固胶粘剂按照其基本性能分为A级胶和B级胶。对重要结构、悬挑构件、承受动力作用的结构、构件,采用A级胶;对一般结构构件可采用B级胶。同时按照胶粘剂所粘接材质的不同大致可分为:碳纤维复合材料浸渍/粘结用胶粘剂安全性能指标、粘钢及外粘型钢用胶粘剂和锚固用胶粘剂等。表中归纳了几种常用加固胶粘剂的性能指标。

(5)按化学成分分类可将结构胶分为:有机胶、无机胶。有机类结构胶是当前加固领域中大量采用的胶结材料,它有环氧树脂和改性环氧树脂类、聚氨基甲酸脂类、不饱和聚酯树脂类等。大部分是以环氧树脂或改性环氧树脂为主配制而成。以环氧树脂为主剂的结构胶,粘接力强,力学性能稳定,是一种比较成熟的粘接加固用结构胶。

无机类结构胶有硅酸盐类、磷酸盐类和陶瓷类等。无机类结构胶强度较低,品种不太多,但其胶层在长期荷载作用下强度稳定性好、徐变小、耐高温性强,是研究发展的方向。

2建筑结构胶在加固领域的工程应用

2.1在粘接加固中的应用

这类应用范围主要是用结构胶作为一种粘接材料,将补强用的钢板或型材,或者是其他补强材料(如碳纤维、芳纶、氯纶)牢固粘接在各种钢筋混凝土的构件上,如梁、柱、节点、托架板面、隧道及拱形顶等,已施工完成的加固工程均获得满意结果。以梁为例,可以是建筑物上的普通承重梁,也可以是起重吊车用梁,还可以是公路桥梁的梁及板梁、铁路桥的钢筋混凝土梁等,通过精心设计施工,加固补强的效果非常好。

2.2在化学栓或锚筋上的应用

作为后锚固技术中的化学胶粘材料,将螺栓、钢筋、塑料杆及其他锚固用材,埋于混凝土、岩石、砖、石材等基材中,发挥建筑结构胶粘剂的粘接强度,使后锚固件牢牢地埋植于基材里,在外力作用下,起到承载作用,这是近几年来发展很快的应用领域之一。

2.3在灌注与修补粘接上的应用

可以是对外包钢加固用钢板与混凝土构件之间灌胶粘接应用,建筑结构胶粘剂将钢板与混凝土牢固的连成一体,起到共同工作的效果。也可以用于一般构件中裂纹的封堵,使之达到原来的设计要求,并且防止了裂缝继续扩大。这类应用同样是量大面广的一个领域,不但可以在建筑构件中应用,同样可以用在水力工程和军事工程等各种结构上的修补和修复。

2.4在现场施工粘接构件中的应用

在澳大利亚悉尼歌剧院混凝土屋盖的拼接拼装中曾经使用过,在我国也有柱子接长和地基桩接长的实际事例,但因其设计理论与计算方法的基础研究尚属起步阶段,目前还处于试用期。

2.5在粘接修补各类建筑物上的应用

胶粘剂还可以对各类老建筑、古建筑(木结构、混凝土结构、石结构及砖结构等)进行粘接修复,也可以对某一单元构件进行修补修复。其修复工艺简便,修补修复效果良好,此种应用实例是比较多的。另外在公路面、机场跑道的修复中已有几十年的应用历史,水工水下中的粘接也有广阔前景。

2.6在其他方面的应用

这方面是指在建筑及工程上的应用,如各类工程的应急抢险、防水堵漏、密封防潮以及防腐蚀等方面的应用。

3结构胶的选用

选用结构胶时,除了工作环境条件和耐久性能之外,主要考虑胶结材料本身的强度和与被粘接物体之间的粘接强度两项重要指标。

确定结构胶本身需要的强度,由被粘结的对象而定,是钢与钢粘结,还是碳纤维与混凝土之间或钢板与混凝土之间的粘结。但结构胶本身的各项强度指标必须大于粘结和被粘结物体材料强度中最小的强度,并留有一定的安全余量就可满足要求。例如,混凝土结构粘钢加固,结构胶的强度只要大于混凝土的拉伸、剪切强度,并留有一定安全储备就可以,无需太高。因为三种材料协同工作时,结构胶的作用是传递应力,处于受剪和拉伸状态,首先破坏的是强度最低的材料,混凝土的抗剪、抗拉强度都不高,胶结材料强度太高没有意义。

粘结强度是指结构胶与被粘结物结合面上的粘合强度。并不是胶本身强度高,它与被粘结物的粘结强度就高,它还与被粘结构体的不同材料有关。但粘结强度必须大于被粘结物体中强度较弱一方材料本身的强度,并留有一定安全余量。碳纤维片材加固修复混凝土结构时,GB503672006《混凝土结构加固设计规范》第9..2条中规定:碳纤维正拉伸强度应不小于2.5MPa,并同时要求破坏面发生在混凝土内部。

4结语

建筑结构胶粘剂综合了化学、力学、材料、结构、光电测试等先进技术的成果,应用于建筑结构粘钢补强、锚栓植筋、现场灌注施工上,显示出其突出的优点与重要性。

 

我们的微信号:zhanjiezixun

《粘接》杂志邮发代号:38-40

联系电话:

上海(021)57747887

湖北(0710)3820811

投稿邮箱:zhanjzz@263.net

粘接官网:www.zhanjie.com.cn