粘贴钢板加固钢筋混凝土施工措施

徐晓红

(鸡西市建筑设计院,　黑龙江　鸡西市　158100)

　　【摘　要】　粘结钢板加固中界面粘结性能受材料性能、表面特性及粘结工艺、贴合面处理等因素的影响,在施工中应根据构件表面的新旧程序,坚实程度,干湿程度区别对待、认真处理、粘贴固化、加压、不断检查才能取得理想效果。

　　【关键词】　粘贴钢板加固;粘结性能;影响因素;施工技术

【中图分类号】　T U755　　　　【文献标识码】　B　　　　【文章编号】　1001-68(2003)06-0057-02

　　粘贴钢板加固法,是指用胶粘剂把薄钢板粘贴在混凝土

构件表面,使薄钢板与混凝土整体协同工作的一种加固方

法。近年来,应用研究发展很快。优点是该加固法几乎不增加

构件的截面尺寸,不影响构件的外观,另外,施工速度快,钢

材利用率高,可大幅度提高承载力。

粘钢加固补强的效果主要取决于新旧面的粘结工艺质量。

本文从多项加固工程的试验经验中总结出粘贴钢加固工程结

构,界面粘结性的影响因素,施工中应注意的加固技术。

1　胶粘剂性能的影响

结构胶粘结强度不应低于混凝土的自身强度。不同品种

的胶粘剂对每种材料表面有不同的粘结性能,只有选择合适

的胶粘剂品种,才能获得理想的粘结效果。不同胶粘剂的钢

-钢粘结抗剪强度实测平均值,见表1。

表1　抗剪强度实测平均值

胶粘剂名称J G N-1J G N-1Y JS-1AC C J-ⅠWS J法31号

平均值ΠMPa18.015.017.016.016.018.015.0

　　为提高胶粘剂的粘结性能,在配制胶粘剂时可添加各种

助剂,如填料,增韧剂等,填料能提高胶的粘结性能,但其用

量有一个最佳范围。在环氧树脂基胶粘剂中加入增韧剂,可

以提高胶的剪切强度,剥离强度和抗冲击强度,加入抗氧化

剂,能提高胶的耐老化性能;加入催化剂,能加快胶的固化速

度。

2　被粘构件表面性能的影响

暴露在大气中的金属表面,因氧化作用而形成氧化物。

混凝土表面因碳化作用,会在表面形成疏松粉层,结构比较

疏松,粘结后容易剥落,导致粘结效果明显下降。

被粘构件表面因在制造、加工、运输安装、使用等过程

中,表面不同强度地吸附了一层污染物,这些污染物往往表

面很低,内聚强度,胶粘剂不易完全浸润,粘结性能明显地下

降。

被粘构件表面过于粗糙时会造成胶层厚薄不均,且容易

存在气泡而影响胶粘剂的浸润,反而会降低粘结性能。

3　粘结工艺的影响

311　水分影响

由于粘贴钢板加固使混凝土结构表面被密封,混凝土中

多余的水分和水化合后生成Ca(OH)

2均向表面移动,在水

和Ca(OH)

2

的共同作用下,使胶粘剂被软化,粘结性能下

降。混凝土含水量越高粘结强度越低,同时水蒸气压与盐析

的作用易引起胶结层剥落。我国加固规范规定,混凝土粘钢

加固时,其含水率不得大于6%,含水量过高时应人工方法

加速干燥。

312　胶粘剂厚度的影响

大多数胶粘剂粘结性能随胶层厚度的增加而降低。但胶

层太薄则会引起缺胶,导致强度下降。一般情况下为1.0～2.

0mm。

313　粘结钢板厚度的影响

粘结钢板的厚度主要根据锚固区长度、结合区混凝土强

度以及施工操作要求而定。钢板愈厚所需锚固区愈长,而且

钢板有一定刚度不易粘结;钢板愈薄,相对用胶量越大不经

济,钢板防腐处理也较难,最佳厚度见表2。

表2　钢板最佳厚度

混凝土强度钢板厚度Πmm2～33～44～5

314　固化温度的影响

固化是指胶粘剂通过缩聚、加聚硫化或高联等化学反应

使物质性变为固体的过程。固化在一定温度、压力和时间等

条件下进行,其中温度是最重要的条件,室温正常,其最佳固

化温度应在10～30℃之间。

315　固化压力的影响

固化加压的作用是:在两个粘结面上加压,使胶粘剂与

被粘物表面浸润,加快胶层与被粘物之间的粘合,提高胶剂

对被粘物表面微孔的渗透和扩散;加压有助于排出胶缝内空

气,防止低分子挥发物产生气泡;加压能保持粘结件的形状,

使胶层厚度均匀一致。粘结压力应根据胶粘剂品种,被粘结

材料及构件形状试验确定,一般为015～011MPa。

3.6　固化时间的影响

在固化温度下保持一定的时间,有利于胶粘剂分子向被

粘材料扩散,利于固化反应完全,从而导致粘结力具有随时

间的延长而增长的趋势。固化时间主要取决于胶粘剂的性

质、固化温度、固化压力、固化进度等。

4　施工技术

411　施工工艺流程

75徐晓红:粘贴钢板加固钢筋混凝土施工措施412　混凝土和钢板表面处理

对原混凝土构件的粘合面进行清洁,打磨处理,去掉1～2mm厚表层,用压缩空气除去粉尘待完全干燥。钢板粘结面须进行除锈和粗糙处理,然后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净。413　构件支撑卸荷

粘贴钢板前,应对加固构件进行卸荷。如采用千斤顶顶升方式卸荷,对于承受均布荷截的梁,应采用多点均匀顶升,对于有次梁的主梁,每根次梁下应设一台千斤项。顶升荷载以梁不出现裂缝为准。

拆除临时固定设备后,应用小锤轻轻敲击粘贴钢板,从声响判断粘结效果或用超声波法探测粘结密实度,如锚固区粘结面积小于90%,非锚固区粘结面积小于70%,则此粘结无效。对于重大工程,一般作标准使用荷载试验。粘结钢板加固法,主要应用于承受静载的受弯和受拉构件;对于承受动荷载的结构构件尚缺乏全面充分的疲劳性能试验资料,应慎重采用。

参考文献

[1]　混凝土结构加固技术规范[S].

[2]　建筑结构试验检测技术与鉴定加固修复实用手册[M].

[收稿日期]　2003-09-25

[作者简介]　徐晓红(1962-),女,黑龙江鸡西人,高级工程师,

设计院总工,从事工民建专业。

大体积连续梁混凝土施工温度控制措施

籍凤秋1,　李相国1,　吕　岩2

(1.石家庄铁道学院交通工程系,　石家庄　050043;　2.黑龙江省寒地建筑科学研究院,　哈尔滨　150080)

　　【摘　要】　分析了温度对大体积混凝土结构的影响,并结合北京城市轻轨铁路工程—北三环西路桥连续浇筑的混凝土梁的施工,提出了大体积混凝土施工温度控制措施及具体的设计方案,解决了温度引起的大体积混凝土的开裂问题。

　　【关键词】　大体积混凝土;温度控制措施;防开裂

【中图分类号】　T U755　　　　【文献标识码】　A　　　　【文章编号】　1001-68(2003)06-0058-02

1　工程概况

北三环西路桥位于北京市北三环路交通要道上,它是北京城市轻轨铁路一期工程之一。该桥设计为6跨连续钢筋混凝土板桥,桥面宽1016m,梁板底宽612m,梁高1.17m,梁面两侧悬臂长212m,线路为平坡。根据梁体断面尺寸和桥梁施工方案,其施工有以下特点:①梁的混凝土体积较大;②施工时室外温度较高,估计达28℃;③C40混凝土水泥用量较大;

④梁体结构钢筋用量多,每m3混凝土达200kg,对混凝土集料和坍落度都受到控制;⑤其桥梁地处交通要道,是窗口工程,混凝土质量要求高。从上述特点分析可看出,梁体施工质量的好坏,主要取决于混凝土施工质量,而养护的关键是如何控制混凝土温度,防止温度过高而引起的混凝土开裂。对此进行了理论分析和实践探讨,在施工中确定出了梁体混凝土施工温度控制措施和最优设计方案,达到了预期效果,取得了显著的社会经济效益,为大体积混凝土施工积累了宝贵的经验。

2　温度对混凝土结构的影响分析

211　混凝土温度升高的原因

(1)　水泥水化热

水泥在水化过程中要发出一定热量,尤其是大体积混凝土,水泥发出的热能聚集在结构物内部不易散失。经验得知,水泥水化热引起的温升,在建筑工程中一般为20～30℃,甚至更高。水泥水化热引起的绝热温升,是与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种(主要是水化热值)有关,并随混凝土的龄期(时间)按指数关系增长,但由于结构物有一个自然散热条件,混凝土内部的最高温度是发生在混凝土浇筑后的最初3～5d。

(2)　外界气温变化的影响

混凝土在施工阶段,因外界气温愈高,混凝土的浇筑温度也愈高,在高温条件下,混凝土本身不易散热,这样会使混凝土内部的最高温度高达60～70℃。

212　温度过高对混凝土的影响

由于混凝土的导热性能较差,浇筑初期强度和弹性模量都很低,对温度变化引起的变形约束不明显。但随着温度龄期的增长,混凝土的强度和弹性模量都得以提高。对混凝土变形的约束则越来越大,以至产生很大的拉应力,当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时,便开始出现温度裂缝。

气温的昼夜变化对混凝土的影响也很大,特别是温度突降时,混凝土在硬化期间,水泥会放出大量的水化热,内部温度不断上升,由于混凝土内部最高温度与外界气温相差大,温度梯度很陡,因温度变化引起的体积膨胀,在结构物表面

85　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　低　温　建　筑　技　术　　　　　　　　　　　　　　2003年第6期(总第96期)