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建筑加固用膠粘劑與加固工程分析

2010-02-26 13:01    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  摘要:介紹了建筑加固膠粘劑的性能特點(diǎn)、工作機(jī)理,并與傳統(tǒng)的加固連接方式進(jìn)行了有針對(duì)性的比較。同時(shí)根據(jù)不同的破壞類型將加固工程又進(jìn)行了較細(xì)劃分,從而對(duì)膠粘劑在各工況下的優(yōu)良性能進(jìn)行了更為細(xì)致說明。

  關(guān)鍵詞:膠粘劑;粘接;加固

  目前,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在全世界的各色的結(jié)構(gòu)形式中扮演著舉足輕重的角色。然而,由于使用年限的延長或其他如自然災(zāi)害等多種原因造成鋼筋混凝土建筑構(gòu)件強(qiáng)度、剛度不足引起的開裂、破損等情況頻繁出現(xiàn)。在我國,許多建國后建成的建筑物經(jīng)過數(shù)十年的使用已到了維修加固的高峰期,如何保證建筑物繼續(xù)正常、安全的使用,是建筑行業(yè)經(jīng)常碰到的問題。另一方面,近年來因用途變更而對(duì)建筑物原有結(jié)構(gòu)、構(gòu)件進(jìn)行改造、加固補(bǔ)強(qiáng)的工程也日增多。經(jīng)過工程技術(shù)人員長時(shí)期的努力,逐漸形成了一套較為完善的切實(shí)可行的工程加固方法,在實(shí)際的加固工程中的到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。與此同時(shí),隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,各種各樣的新型建材的出現(xiàn)也為加固技術(shù)、方法的不斷創(chuàng)新、升級(jí)提供了有利的條件。

  利用建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑對(duì)需補(bǔ)強(qiáng)、加固的建筑物進(jìn)行加固,就是近來應(yīng)用比較廣泛的一類加固方法。這類方法主要是采用結(jié)構(gòu)膠這一粘接材料,將補(bǔ)強(qiáng)用的鋼板或型材,或是其他補(bǔ)強(qiáng)材料牢固的粘接于各種鋼筋混凝土的構(gòu)件上,使補(bǔ)強(qiáng)材料和原有構(gòu)件形成協(xié)同工作模式從而滿足結(jié)構(gòu)、構(gòu)件原有設(shè)計(jì)強(qiáng)度、剛度、耐久性要求。應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑對(duì)各類構(gòu)件進(jìn)行連接、加固或修補(bǔ),相比傳統(tǒng)的連接加固方法有很多突出的優(yōu)點(diǎn):

 。1)用合成樹脂膠粘劑來連接、加固構(gòu)件,比一般的鉚、焊法受力均勻,材料不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象(如焊接時(shí)的熱應(yīng)力等),使之更耐疲勞,尤其能更好地保證構(gòu)件的整體性和提高抗裂性,而整體性在基本程度上關(guān)系著構(gòu)件的承載能力和穩(wěn)定性。

 。2)結(jié)構(gòu)粘劑可以將不同性質(zhì)的材料牢固地連接起來,這對(duì)建材多樣化的今天,也是傳統(tǒng)方法無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。

 。3)使用膠粘劑進(jìn)行施工,工藝簡便,可大大縮短工期,往往在1-2天或更短時(shí)間就可以使用,尤其在各類構(gòu)件的加固方面更是如此,可使一些傳統(tǒng)方法無法加固的構(gòu)件得以修復(fù)加固;對(duì)于某些重要軍事工程、交通設(shè)施尤為重要。且其耐老化性能優(yōu)良,能滿足各種要求;在施工中還可以提高效率、降低成本、節(jié)約能源等。

  常用的加固膠粘劑按照其基本性能分為A級(jí)膠和B級(jí)膠,對(duì)重要結(jié)構(gòu)、懸挑構(gòu)件、承受動(dòng)力作用的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件,采用A級(jí)膠;對(duì)一般結(jié)構(gòu)構(gòu)件可采用B級(jí)膠。同時(shí)按照膠粘劑索粘接材質(zhì)的不同大致可分為,碳纖維復(fù)合材料浸漬/粘結(jié)用膠粘劑安全性能指標(biāo)、粘鋼及外粘型鋼用膠粘劑和錨固用膠粘劑等。

  建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑從20世紀(jì)80年代問世以來,已經(jīng)有二十多年的發(fā)展歷程,開辟了越來越廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域:

 。1)建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑在粘接加固中的應(yīng)用。

  這類應(yīng)用范圍主要是用結(jié)構(gòu)膠作為一種粘接材料,講補(bǔ)強(qiáng)用的鋼板或型材,或者是其他補(bǔ)強(qiáng)材料(如碳纖維、芳綸、氯綸)牢固粘接在各種鋼筋混凝土的構(gòu)件上,如梁、柱、節(jié)點(diǎn)、托架板面、隧道及拱形頂?shù)龋咽┕ね瓿傻募庸坦こ叹@得滿意結(jié)果。以梁為例,可以是建筑物上的普通承重梁,也可以是起重吊車用梁,還可以是公路橋梁的梁及板梁、鐵路橋的鋼筋混凝土梁等。通過精心設(shè)計(jì)施工加固補(bǔ)強(qiáng)厚的效果非常良好。

 。2)建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑在化學(xué)栓或錨筋上的應(yīng)用。

  這是另一個(gè)廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域,是作為后錨固技術(shù)中的化學(xué)膠粘材料,它將螺栓、鋼筋、塑料桿及其他錨固用材,埋于混凝土、巖石、磚、石材等基材中,發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑的粘接強(qiáng)度,使后錨固件牢牢地埋植于基材里,在外力作用下,起到承載作用。這是近幾年來發(fā)展和快的應(yīng)用領(lǐng)域之一,大到抗震用鋼筋的植牢,小到一個(gè)裝修用螺桿的粘接埋入,建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑都有用武之地。

  (3)建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑在灌注與修補(bǔ)粘接上的應(yīng)用。

  它可以是對(duì)外包鋼加固用鋼板,與混凝土構(gòu)件之間灌膠粘接應(yīng)用,建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑將鋼板與混凝土牢固的連成一體,起到共同工作的效果。也可以用于一般構(gòu)件中裂紋的封堵,使之達(dá)到原來的設(shè)計(jì)要求,并且防止了裂縫繼續(xù)擴(kuò)大。這類應(yīng)用同樣是量大面廣的一個(gè)領(lǐng)域,不但可以在建筑構(gòu)件中應(yīng)用,同樣可以用在水力工程和軍事工程等各種結(jié)構(gòu)上的修補(bǔ)和修復(fù)。

 。4)建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑在現(xiàn)場施工粘接構(gòu)件中的應(yīng)用。

  此項(xiàng)應(yīng)用范圍是結(jié)構(gòu)膠剛剛開始不久的。在澳大利亞悉尼歌劇院混凝土屋蓋的拼接拼裝中曾經(jīng)使用過,在我國也有柱子接長和地基樁接長的實(shí)際事例,但因其設(shè)計(jì)理論與計(jì)算方法的基礎(chǔ)研究尚屬起步階段,目前還處于試用期,但這個(gè)領(lǐng)域的方展和應(yīng)用前景是非常廣闊的。

 。5)建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑在粘接修補(bǔ)各類建筑物上的應(yīng)用。

  膠粘劑還可以對(duì)各類老建筑、古建筑(木結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、石結(jié)構(gòu)及磚結(jié)構(gòu)等)進(jìn)行粘接修復(fù),也可以對(duì)某一單元構(gòu)件進(jìn)行修補(bǔ)修復(fù)。其修復(fù)工藝簡便,修補(bǔ)修復(fù)效果良好。此種應(yīng)用實(shí)例是比較多的。另外在公路面、機(jī)場跑道的修復(fù)中已有幾十年的應(yīng)用歷史。水工水下中的粘接也有廣闊前景。

  (6)建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑在其他方面的應(yīng)用。

  這方面是在建筑及工程上的應(yīng)用。如各類工程的應(yīng)急搶險(xiǎn)、防水堵漏、密封防潮以及防腐蝕等方面的應(yīng)用。

  建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑綜合了化學(xué)、力學(xué)、材料、結(jié)構(gòu)、光電測等先進(jìn)技術(shù)的成果,應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)粘鋼補(bǔ)強(qiáng)、錨栓植筋、現(xiàn)場灌注施工上,顯示出其突出的優(yōu)點(diǎn)與重要性。國內(nèi)公司經(jīng)過多年不懈的努力,已成功的掌握了它們的技術(shù),并應(yīng)用于實(shí)際建筑施工中,解決了一些建筑加固中用傳統(tǒng)方法難以解決的課題,創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。相信建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑此類材料與技術(shù)會(huì)有美好的發(fā)展前景。

  參考文獻(xiàn):

  [1]黃世強(qiáng),彭慧,孫爭光。膠粘劑及其工程應(yīng)用[M]。北京:機(jī)械工程出版社,2006,(7)。

 。2]賀曼羅。建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑施工應(yīng)用技術(shù)[M]。北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001,(1)。

延伸閱讀:膠粘劑 工程 加固
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