粘钢技术介绍与可行性分析
发布时间：2024-01-13 23:25:58
1．技术及特点
粘钢加固法是在混凝土构件表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板以提高结构承载力的一种加固方法。该方法优点是简单、快速、不影响结构外形，施工影响较小。外包钢加固法分湿式与干式两种。干式外包钢施工简便，但承载力提高量、整体工作性能及受力特点不如湿式外包钢有效。现将外包钢加固技术与粘钢加固技术结合起来，用新型结构胶代替乳胶水泥和环氧树脂化学灌浆，同时发挥了外包钢加固技术与粘钢加固技术的优点。本文通过对这种新型结构胶的外包粘钢柱的模型试验，探讨这种加固技术的受力性能，并以万益钢结构加工厂厂房作为工程加固研究实例，进一步说明该技术用于工程结构加固的可行性。
粘钢加固技术与传统加固技术相比，具有以下优点:
(1)胶粘剂硬化时间短。一般构件加固33天后即可受力使用，加固时不必停产或少停产，只需卸除构件承担的全部或部分荷载，施工工期很短，特别适用于应急的加固工程。
(2)工艺简单，施工方便。只需对被加固构件的表面进行处理，用粘结剂将钢板与之牢固地粘结成一个整体，就能使钢板与原构件很好地共同工作，且不需特殊设备，所需劳动力少，易于操作。
(3)胶粘剂的粘结强度高于混凝土、石材等，可以使加固体与原构件形成一个良好的整体，受力较均匀，不会在混凝土中产生应力集中现象。
(4)粘贴钢板所占空间小、几乎不增加构件的断面尺寸和重量，不影响建筑物的使用净空间、不影响构件的外观。
(5)加固效果显著，不仅相当于补充了原构件的配筋，可较大幅度地提高其承载能力，而且通过粘贴钢板可有效地保护原构件的混凝土不再产生裂缝或使已有的裂缝得到控制而不继续扩展，加强了结构的整体性，提高了原构件的整体刚度。?
(6)节约成本，它具有良好的经济效益。
基于上述特点，该技术近年来在实际工程加固中得到广泛地应用，发展很快，已成为诸多加固方案中优先考虑的方案。
2．技术原理
粘钢加固技术20世纪五六十年代在国外发达国家兴起，80年代初引进国内，发展非常迅速，现已列入技术规范，是一项较成熟的加固补强技术。所谓粘钢加固技术，是指在混凝土构件外部粘贴钢板以提高承载力和满足正常使用的一种加固方法，它适用于承受静力作用的一般受弯、受拉构件，且温度不高于600C,相对湿度不大于7000，无化学腐蚀影响，对环境污染较小.常用的粘贴钢板的胶粘剂是以环氧树脂为基料，加人适量的固化剂、增韧剂、填充剂配制而成的“结构胶”。
近年来，粘钢加固技术在加固、修复结构工程中的应用发展较快，将钢板粘贴在混凝土受拉区，对提高构件的抗拉强度和弯曲抗拉强度效果显著。粘钢加固技术的基本原理就是利用高强度建筑结构胶将钢板与被加固构件混凝土表面牢固粘合，使粘钢结构在荷载作用下，粘接面上的混凝土和钢板具有基本相同的应变值，使两者协和共同工作，以达到提高混凝土构件承载能力的目的。
粘钢加固技术使加固体与原构件形成一个整体均匀受力，同时由于粘结剂的强度高于混凝土本体强度，不易在混凝土中产生应力集中的现象。已有试验表明，粘贴在构件上的钢板与钢筋混凝土结构中的钢筋几乎一样地起作用，因此粘钢结构在设计理论上与钢筋混凝土基本相同，其截面受弯承载力计算可按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》规定进行，其受压区高度、受拉钢板锚固长度等可按《混凝土结构加固技术规范》规定进行计算。
2.1技术适用范围
适用于承受静力为主的梁板柱构件受弯、剪、拉、压加固。以及钢筋焊接点断裂加固；施工中漏放钢筋加固；混凝土标号达不到，提高结构强度加固；加层抗震加固；阳台根部断裂加固；悬挂式吊车梁提高荷载加固；楼面荷载集中力加固；火灾后梁柱砼烧坏加固；混凝土柱子牛腿断裂加固；桥式吊车梁加固；薄腹梁断裂加固；爆炸冲击波破坏梁体加固；提高楼面荷载加固；屋架梁下弦腐蚀严重露筋加固；断梁加固；截柱加固；减震加固；梁柱受化学腐蚀的粘钢加固；旧房改造综合加固；生命线建筑物抗震加固；剪力墙开1.6m以下的圆洞加固，开1m*2m以下的门洞加固；桥梁断裂、旧桥维修加固；提高柱子承载力解决柱子轴压比超标加固等结构工程。
将钢板（件）粘结在混凝土或钢结构构件上，对原结构构件进行加固补强，如将钢板粘结在梁的底面，补强正弯矩承载力；粘结在梁的侧面，补强抗剪切承载力；粘结在梁的顶面，补强梁的负弯矩承载力；同时可以对板、柱、屋架、牛腿等结构构件进行相应的加固补强。
其他方面的粘接或补强该结构胶除对混凝土和钢材有良好的粘结性能外，对砖、石、石棉、水泥制品、其他金属、玻璃、陶瓷及合成材料（聚乙烯、聚丙烯、聚氟乙烯除外）也具有较好的粘结性。
可以粘接预制构件。
粘钢加固基层的混凝土强度等级不应低于C20。
这种加固方法适用于环境温度不超过60℃，相对湿度不大于70%及无化学腐蚀的情况。
粘贴钢板加固补强，在室温下固化24小时即可达到最高强度值90%以上，三天完全固化，特别适用于应急工程的加固。
3．技术具体施工工艺
3.1．技术的施工要求
(1)构件表面处理。对老混凝土构件，应在其粘合面位置打磨(约除去2～3mm厚表层)，直至完全露出新面，并用压缩空气吹除粉粒或用清水冲洗干净，待完全干燥后，再用脱脂棉蘸丙酮擦拭表面即可。对于新混凝土面，可直接用钢丝刷刷去表面松浮物，再用有压水冲洗干净并晾干。
(2)钢板粘贴前的处理。钢板粘结面也需进行清污、除锈和打磨等前期处理。可采用喷砂、手砂轮或用砂布直接打磨，直至出现金属光泽，然后用脱脂棉蘸丙酮擦拭干净。
(3)构件卸荷或支撑。粘贴钢板前，应对被加固构件进行合理卸荷或作必要的支撑，待粘结剂完全固化后才可拆卸支撑。?
(4)粘结剂的制备。粘结剂使用前需进行现场质量检验，合格后方可使用。使用时严格按产品使用说明书进行配比混合，并按同一方向搅拌至色泽均匀为止。
(5)钢板粘贴。粘结剂配制好后，用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板表面，厚度1～3mm(中间厚，边缘薄)。将钢板粘贴在已涂抹粘结剂的混凝土表面。贴好钢板后，用木锤沿粘贴面轻轻敲击钢板。如无空洞声，表明已粘贴密实；否则应立即剥下钢板，经补胶后重新粘贴，以确保粘结施工质量。钢板粘贴好后，即用特制U型夹具夹紧，或用木杆顶撑，其压力保持在0.05～0.1MPa，以胶液刚从钢板边缝挤出为度。
(6)钢板防锈。粘结剂一般可在常温下固化24h即可拆除夹具或支撑，3天后即可受力使用。构件粘钢加固后，为防止钢板锈蚀，应对其涂刷防锈剂、水泥砂浆或采用其他措施加以保护。
3.2．技术具体施工工艺
(1)钢板表面处理
钢板粘接面，须进行除锈和粗糙处理。如钢板未生锈或轻微锈蚀，可用喷砂、砂布或平砂轮打磨，直至出现金属光泽。磨粗糙度越大越好，打磨纹路应与钢板受力方向垂直，其后用棉丝沾丙酮擦拭干净。
(2)基层表面处理
混凝土构件表面，应按下列方法进行处理：
对原混凝土构件的粘合面，应凿除粉饰层，油垢、污物，然后用角磨机打磨除去混凝土面1-2mm厚表层，打磨完毕用压缩空气吹净浮尘，最后用棉布蘸丙酮拭净表面，保持干燥备用，较大凹坑处用粘钢加固结构胶修补平整。
所用主要器具：角磨机、金刚石磨片、砂轮片、空压机、棉布、护目镜、防尘口罩。
(3)现场配胶
粘结剂作为建筑结构胶组份，使用前应进行现场质量检验，合格后方能使用，按产品使用说明书规定配制，注意搅拌时应避免雨水进入容器，按同一方向进行搅拌，容器内不得有油污，尽量避免混入空气形成气泡。
(4)配制规则
结构胶严格按结构胶说明书提供的配比配制，搅拌均匀后方可使用。一次配胶量不宜过多，以40～50分钟用完为宜。
所用主要器具：搅拌器、容器、衡器、手套。
(5)粘贴钢材
用小铲刀将配制好的结构胶均匀涂抹在钢材清理面和混凝土清理面上，抹胶厚度1～3
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