文章从粘钢加固的适用范围、工艺流程到检验措施及质量保证措施;主要工序施工方法、粘结面表面处理、加固构件卸荷、钢板预贴、粘贴加压等方面,全面阐述了粘钢加固的施工过程。
关键词:粘钢加固 适用范围 固化养护 质量保证 钢板
1、工艺简介
粘钢加固亦称粘贴钢板加固,是将钢板采用高性能的环氧类粘接剂粘结于混凝土构件的表面,使钢板与混凝土形成统一的整体,利用钢板良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。具有施工简便、快捷、基本不增加被加固构件断面尺寸和重量、结构胶固化时间短,完全固化后即可以正常受力工作等特点。
2、适用范围
(1)本方法适用于承受静力作用的一般受弯及受拉构件。(2)本方法以环境温度不超过60℃,相对湿度不大于70%及无化学腐蚀的适用条件为限,否则应采取有效防护措施。(3)本方法所用胶粘剂是指有充分试验依据且性能满足使用要求的,并经过国家有关部门鉴定的结构胶。(4)当构件的混凝土强度低于 C15,不宜采用本方法进行加固。
粘钢加固适用于如下情况。
(1)钢筋焊接点断裂加固;(2)施工中漏放钢筋加固;(3)混凝土标号达不到,提高结构强度加固;(4)加层抗震加固;(5)阳台根部断裂加固;(6)牛腿接点加固;(7)悬挂式吊车梁提高荷载加固;(8)楼面荷载集中力加固;(9)火灾后梁柱砼烧坏加固;(10)混凝土柱子牛腿断裂加固;(11)桥式吊车梁加固;(12)薄腹梁断裂加固;(13)爆炸冲击波破坏梁体加固;(14)提高楼面荷载加固;(15)屋架梁下弦腐蚀严重露筋加固;(16)断梁加固;(17)截柱加固;(18)减震加固;(19)梁柱受化学腐蚀的粘钢加固;(20)旧房改造综合加固;(21)生命线建筑物抗震加固;(22)剪力墙开1.6m以下的圆洞加固,开1000×2000以下的门洞加固;(23)桥梁断裂、旧桥维修加固;(24)提高柱子承载力解决柱子轴压比超标加固。
3、材料要求
进场钢板(Q235、Q345)需在监理见证情况下按设计施工图纸要求做材料复试并提交复试报告。化学锚栓需提供厂家资质证书复印件加盖红章、规格型号说明书、合格证等
4、粘钢工艺流程
被粘混凝土表面处理→加固构件卸荷→定位放线→钢板焊接、打磨、钻孔→钢板预贴→配胶→涂胶→粘贴加压→固化养护。
4.1 粘结面表面处理
(1)混凝土面应凿除粉饰层,油垢、污物,然后用角磨机打磨除去1mm～2mm厚表层,较大凹陷处用找平胶修补平整,打磨完毕用压缩空气吹净浮尘,最后用棉布沾丙酮拭净表面,待粘贴面完全干燥后备用。混凝土表面处理后粘钢前地面及固定钢板植化学锚栓孔需做现场隐检记录。(2)钢板粘结面,须进行除锈和粗糙处理。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。打磨粗糙度越大越好,打磨纹路应与钢板受力方向垂直其后,必要时用脱脂棉沾丙酮擦拭干净。待完全干燥后备用。如钢板锈蚀严重,须先用适度盐酸浸泡20min,使锈层脱落,再用石灰水冲洗,中和酸离子,最后用平砂轮打磨除纹道。
4.2 加固构件卸荷
(1)加固构件所承受的活荷载如人员、办公机具宜暂时移去,并尽量减小施工临时荷载。(2)加压固定宜采用千斤顶、垫板、顶杆所组成的系统,该系统不仅能产生较大压力,而且加压固定的同时卸去了部分加固构件承担的荷载,能更好的使后粘钢板与原构件协同受力,加固效果最好,施工效率较高。(3)加压固定也可采用膨胀螺栓、角钢、垫板所组成的系统,该系统需要在加固构件上合适位置钻孔固定膨胀螺栓,仅能产生较小压力,不能产生卸荷效果,适合侧面钢板的粘。
4.3 定位放线
根据设计图纸要求并结合现场实际情况,弹出粘贴钢板位置线。
4.4 钢板预贴
在涂胶、粘胶前,先将钢板进行试安装,钢板应与砼面吻合;根据钢板钻孔情况在混凝土结构上用电锤钻孔,并安装好化学螺栓;检查钢板粘贴位置及螺栓孔位是否对正,否则要进行调整。钻孔后需采用吹风机清除孔内灰层后采用丙酮檫试植栓孔方可植栓。
4.5 配胶
建筑结构胶为A、B两组份,取洁净容器(塑料或金属盆,不得有油污、水、杂质)和称重衡器按说明书配合比混合,并用搅拌器搅拌约5min～10min至色泽均匀为止。搅拌时最好沿同一方向搅拌,尽量避免混入空气形成气泡,配置场所宜通风良好。随用随配。
4.6 涂胶
胶粘剂配制好后用腻刀涂抹在已处理好钢板面上(或混凝土表面),胶断面宜成三角形,中间厚边缘薄。中间厚3mm左右,边缘厚1mm左右,然后将钢板粘贴在混凝土表面。
4.7 粘贴加压
将钢板贴于预定位置,化学锚栓紧固,施压,并采用钢支撑配合木方将钢板整体加压,并用手锤沿粘贴面轻轻敲击钢板,如无空洞声,表示已粘贴敷实。以胶液刚从钢板边缝挤出为宜。
4.8 固化养护
结构胶在常温下(5℃～20℃)可自然固化。夏季施工,1d后即可加载施工,3d后可以达到最大设计使用荷载。加固后,固化期内严禁扰动。
5、检验
(1)结构胶操作性能极好,正常操作可达到100%的饱满度。检验时可用小锤轻击粘贴钢板,从音响判断粘贴效果,也可采用超生仪检测。若锚固区有效粘结面积少于90%,非锚固区有效粘结面积少于70%,应剥离钢板,重新粘贴。(2)对重要构件也可采用载荷检验,一般采用分级加载至正常荷载的标准值,检测结果较直观、可靠,但费用较高,耗时也较长。需要千斤顶或配重(常用沙袋、砖块)、百分表、裂缝显微镜、衡器。
6、质量保证措施
(1)加固后钢板宜采用20mm厚M15水泥砂浆抹面保护,也可采用涂防锈漆保护,以避免钢材的腐蚀。(2)在粘钢胶体固化期间,应避免对涂胶钢板的扰动。(3)施工期间,若温度太低,应采取加温措施,以加速固化。(4)质量检验允许误差:尺寸位置偏差≤20mm,粘贴空鼓率≤5%,且单个空鼓面积 ≤100cm2若大于100cm2,宜将空鼓处的片材切除,重新粘贴。(5)必要时可在现场进行正拉粘结强度试验。
7、结语
粘钢加固工艺与传统加固方法比较具有施工简便、快捷、基本不增加被加固构件断面尺寸和重量、结构胶固化时间短,完全固化后即可以正常受力工作等优点。运用粘钢加固工艺降低工程成本,加快施工进度,并且通过施工技术方案的实施,粘钢加固胡施工质量取得了良好的效果,并且得到了业主、监理的一致好评。