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詳解粘鋼加固技術:原理、工藝與施工要點
粘鋼加固技術作為一種高效、經濟的結構加固方法,近年來在加固改造工程中得到了廣泛應用。使用粘鋼膠將鋼板粘貼于混凝土構件表面,使其共同受力,從而提高結構強度。粘鋼加固不僅施工簡便,工期短,還能避免傳統(tǒng)加固方法造成的停工停產。本文將詳細介紹粘鋼加固的原理、施工工藝、適用范圍以及施工中應注意的關鍵問題,幫助大家更好地理解和掌握這一技術。
粘鋼加固簡介
粘鋼加固技術,顧名思義,是通過將鋼板粘貼于混凝土構件表面來提升其結構強度與剛度。這一方法利用高性能環(huán)氧樹脂類膠粘劑將鋼板與混凝土牢固粘接,形成一個共同受力的復合截面,利用鋼板的高抗拉強度有效增強了構件的承載能力。
隨著建筑物使用年限的增加,一些結構往往不能滿足安全性、適用性與耐久性的要求,這時就需要通過加固手段進行補強。傳統(tǒng)的加固方法如增大截面、預應力加固和增設支點法等,通常需要占用大量空間、較長的施工周期,甚至會導致周圍管線、設備的遷移或停產。
粘鋼加固具備空間占用小、技術難度低、材料消耗少等優(yōu)勢,不僅能夠在不改變原有構件尺寸的情況下有效提高結構性能,還能大幅度縮短施工時間,減少對生產和使用的影響。盡管我國對這一技術的研究和應用起步較晚,但隨著行業(yè)的發(fā)展,粘鋼加固已逐漸成為工程建設領域的重要技術,應用前景廣闊。
工藝特點
粘鋼加固工藝簡單且高效,加固后的鋼板厚度為 2~6mm,粘鋼膠厚度為1~3mm,基本不增加原有構件的截面尺寸和重量。通過環(huán)氧樹脂粘鋼膠將鋼板與混凝土緊密粘合,使其共同受力、 變形協(xié)調,從而提高結構整體強度。粘鋼膠固化時間較短,常溫下24小時后拆除夾具或支撐,72小時即可正常受力。加固后不影響室內原有的使用空間。
與傳統(tǒng)的加固方法相比,粘鋼加固有許多獨特的優(yōu)點和先進性。粘鋼膠的粘接強度高,固化后的強度遠超原有構件的混凝土強度,且具有優(yōu)良的耐水性、耐介質性和物理力學性能。相比于焊接、鉚接的構件在連接處受力更均勻,避免了應力集中現(xiàn)象,也具有更強的耐疲勞性和抗裂性能。此外,粘鋼加固的工藝簡單,施工快速,能夠大大提高施工效率,縮短工期并降低成本。
適用范圍
① 粘鋼加固法廣泛應用于鋼筋混凝土受彎構件的正截面和斜截面加固,以及受拉或大偏心受壓的構件加固。
② 使用環(huán)境溫度不應超過60℃,相對濕度不應大于70%。在有化學腐蝕、高溫或放射性等特殊環(huán)境中使用時,應采取有效的保護措施,以確保加固效果。
③ 原構件的縱向受力鋼筋一側配筋率不應小于0.2%,現(xiàn)場實測的混凝土強度不得低于C15,且混凝土表面粘結受拉強度不得低于1.5N/mm2。
施工措施
構件表面處理
在進行粘鋼加固前,首先需要對混凝土構件的表面進行處理。通過打磨去除表層約3mm的混凝土,露出堅實的混凝土骨料新面,用壓縮空氣徹底清除表面粉塵,也可采用清水沖洗,確保沒有雜質殘留。待表面完全干燥后,使用丙酮擦拭鋼板粘貼區(qū)域。
若混凝土表面有劣化和病害,應予以鑿除,并采用環(huán)氧樹脂進行修補找平。
鋼板表面處理
鋼板應根據設計要求的化學錨栓位置進行打孔,在使用前還需要進行除銹處理。如果鋼板表面沒有銹蝕或只有輕微銹蝕,可使用砂布或磨光機打磨,直到露出金屬光澤。處理后的鋼板要用丙酮擦拭干凈,確保表面無油污、雜質。
卸除荷載
為了降低鋼板的滯后應變,減輕二次受力影響,需要盡量卸除加固構件的活荷載,以提高加固效果。常見的卸荷措施包括:
① 對老建筑拆除原有裝飾、抹灰層等。
② 移走辦公用具、設備等。
③ 使用千斤頂、墊板和頂桿等工具進行支撐固定。這些措施不僅能夠產生足夠的壓力固定鋼板,還能在加壓過程中卸去部分荷載,進一步提高加固效果。
種植化學錨栓
根據設計要求的錨栓孔位對構件進行鉆孔,鉆孔時要避免傷及混凝土和鋼筋。鉆孔完成后用吹風機和毛刷將孔內灰塵清理干凈。
將玻璃管插入錨孔,用電錘以小于750r/min的速度將錨栓旋入至錨固深度,目測以有少量膠粘劑外溢為合格。
配制粘鋼膠
粘鋼膠使用前需進行質檢,合格后才能使用。粘鋼膠應嚴格按照產品說明要求的A、B組分配比進行混合,配制時應盡量避免污水、油污、粉塵等雜質進入容器,采用低速攪拌機充分攪拌直至色澤均勻。使用粘鋼膠時必須遵守以下規(guī)定:
① 配制粘鋼膠的原料應密封儲存,并遠離火源與陽光直射。
② 粘鋼膠的配制和使用場所,必須保持良好通風。
③ 施工人員應穿工作服,戴防護口罩和手套。
④ 施工場地內配備滅火器等安全設備。
粘貼鋼板
配制好的粘鋼膠需要用抹刀均勻涂抹在處理好的混凝土和鋼板表面,涂層厚度一般為1~3mm,中間厚兩邊薄,豎貼施工時膠層上厚下薄。涂膠后,將鋼板粘貼在混凝土表面,并沿粘貼面輕輕敲擊鋼板,如果聽到空洞聲,表明粘貼不實,需要立即拆下鋼板,補膠后重新粘貼。鋼板粘貼好后,應使用化學錨栓進行錨固,并及時用夾具或頂撐適當加壓,加壓力度保持在0.1MPa左右,以粘鋼膠從鋼板邊縫擠出為度。
固化養(yǎng)護
20℃時24小時左右即可拆除夾具或頂撐,3天可受力使用。固化期間嚴禁擾動。若氣溫較低應采取人工加溫,一般用紅外線燈加熱。
切除錨栓頭
加固驗收合格后,切除錨固螺栓頭,錨栓頭的切除必須采用冷切工藝,不得采用氧割或氣割,避免高溫對粘鋼膠產生負面影響。
表面防護
為防止鋼板在使用過程中發(fā)生銹蝕,一般采用20mm厚的M15水泥砂漿抹面保護,也可以涂刷專用的防銹劑,確保鋼板長期穩(wěn)定耐用。
在未來,我們將繼續(xù)致力于建筑結構加固與維護的創(chuàng)新研究,不斷提升我們的材料品質。每一個工程項目都是對我們承諾的延續(xù),也是對行業(yè)標準的踐行。我們深信,通過努力和創(chuàng)新,結構加固將迎來更加可靠和持久的明天。
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