隨著混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展,混凝土結(jié)構(gòu)的加固處理技術(shù)也出現(xiàn)了。外部粘鋼對(duì)于一般的受彎及受拉構(gòu)件加固效果良好,現(xiàn)在在加固工程中有著廣泛的應(yīng)用。我公司在加固工程實(shí)踐中積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。
我公司為了加強(qiáng)粘鋼加固施工技術(shù)的管理,提高工程施工質(zhì)量,提高工效,規(guī)范施工,根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合我公司施工實(shí)踐,總結(jié)出本套施工工法。
1. 特點(diǎn)
1.1 工藝簡(jiǎn)單,安全可靠,經(jīng)濟(jì),實(shí)用,可操作性強(qiáng),施工工期短。
1.2 粘結(jié)劑的粘結(jié)強(qiáng)度高于混凝土,使加固體系與原構(gòu)件形成一個(gè)良好的整體,受力均勻。
1.3 粘貼鋼板所占的空間很小,基本不影響結(jié)構(gòu)外形。
1.4 大幅度提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗裂性,抑制裂縫開展,提高承載能力。
1.5 施工時(shí)對(duì)生產(chǎn)和生活影響較小。
2. 適用范圍
2.1 適用于承受靜力作用的一般受彎及受拉構(gòu)件,被加固構(gòu)件混凝上強(qiáng)度等級(jí)不低于Cl5。
2.2 使用環(huán)境溫度不超過60℃,相對(duì)濕度不大于70%及無化學(xué)腐蝕,否則應(yīng)采取有效防護(hù)措施。
3. 工藝原理
3.1 粘鋼加固的原理是將鋼板采用高性能的環(huán)氧類粘接劑粘結(jié)于混凝土構(gòu)件的表面,使鋼板與混凝土形成統(tǒng)一的整體,能夠共同受力,利用鋼板良好的抗拉強(qiáng)度達(dá)到增強(qiáng)構(gòu)件承載能力的目的。
4. 工藝流程
5. 施工要點(diǎn)
5.1 混凝土粘合面處理: 對(duì)于原混凝土構(gòu)件粘合面,應(yīng)按下列方法進(jìn)行處理:
5.1.1 對(duì)表面有油垢污物的原混凝土構(gòu)件的粘合面,應(yīng)用硬毛刷沾高效洗滌劑刷除表面油垢污物后用冷水沖洗,再對(duì)粘合面進(jìn)行打磨,除去2~3mm 厚表層,直至完全露出新面,并用無油壓縮空氣吹除粉粒,處理后,若表面嚴(yán)格凹凸不平,可用高強(qiáng)樹脂砂漿修補(bǔ)。
5.1.2 對(duì)表面不是很臟很舊原混凝土構(gòu)件的粘合面,則可直接對(duì)粘合面進(jìn)行打磨,去掉1~2mm 厚表層,用無油壓縮空氣除去粉塵或用清水沖洗干凈,待完全干燥后用脫脂棉沾丙酮擦拭表面即可。
5.1.3 對(duì)于新混凝土粘合面,先用鋼絲刷將表面松散浮渣刷去,再用硬毛刷沾洗滌劑洗刷表面,或用清水沖洗,待完全干后即可。
5.1.4 對(duì)于濕度較大的混凝土構(gòu)件或齡期在3 個(gè)月內(nèi)的混凝上構(gòu)件,故除滿足上述要求外,尚須進(jìn)行人工干燥處理。
5.2 鋼板制作:根據(jù)設(shè)計(jì)的規(guī)格、尺寸進(jìn)行下料。
5.3 鋼板粘合面處理:對(duì)鋼板預(yù)貼面進(jìn)行除銹打磨,直至出現(xiàn)金屬光澤,打磨粗糙度越大越好,打磨紋路垂直于受力方向,其后,用脫脂棉沾丙酮擦拭干凈。
5.4 預(yù)貼混凝土面及鋼板打孔:在預(yù)貼混凝土面及鋼板的相應(yīng)位置打孔,以備用膨脹螺栓(或化學(xué)螺栓,由設(shè)計(jì)確定)對(duì)鋼板進(jìn)行錨固。
5.5 加固構(gòu)件卸荷:粘鋼前應(yīng)對(duì)被加固梁進(jìn)行卸荷??刹捎靡韵聝煞N方法。
5.5.1 直接卸荷:即全部或部分的直接搬走作用于原結(jié)構(gòu)上的可卸荷載。
5.5.2 間接卸荷:采用油壓千斤頂頂升方式卸荷,對(duì)于承受均布荷載的梁多點(diǎn)均勻頂升卸荷;對(duì)于有次梁作用的主梁,每根次梁下要設(shè)一臺(tái)千斤頂,頂升噸位以頂面不出現(xiàn)裂縫為準(zhǔn)。
5.6 配制粘結(jié)劑:按說明比例配膠。攪拌時(shí)嚴(yán)禁水進(jìn)入容器,攪拌按同一方向攪拌均勻,容器內(nèi)不得有油污。
5.7 粘貼鋼板并固定加壓:粘結(jié)劑配制好后,用抹刀涂抹在已處理好的鋼板面上,厚1~3mm,中間厚邊緣薄,然后將鋼板貼于預(yù)定位置。如果是立面粘貼,為防止粘結(jié)劑流淌,可加一層脫蠟玻璃絲布。鋼板粘貼好后,立即用夾具夾緊或用支撐固定,并適當(dāng)加壓,以使粘結(jié)劑剛從鋼板邊縫擠出為宜。
5.8 固化:結(jié)構(gòu)膠粘劑都是常溫(20℃)下固化,24h 即可拆除夾具或支撐,3d 即可受力使用,若氣溫低于5℃,應(yīng)采取人工加溫,一般用紅外線燈或電熱毯加熱保溫,固化期中不得對(duì)鋼板有任何擾動(dòng)。
5.9 檢驗(yàn): 粘鋼結(jié)束后,組織有關(guān)人員驗(yàn)收,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。
5.10 防腐處理: 外部粘鋼加固鋼板,應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行防腐處理。一般采用刷防銹漆、鋼板網(wǎng)抹灰或噴防火涂料的方法進(jìn)行保護(hù)。
6. 材料
6.1混凝土
6.1.1 原構(gòu)件混凝土基材強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15。
6.1.2 混凝土的抗剪試驗(yàn)值。標(biāo)準(zhǔn)值及設(shè)計(jì)值按表1采用;混凝上的軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值及設(shè)計(jì)值,按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010規(guī)定采用。
6.2 粘結(jié)劑
6.2.1 加固所用粘結(jié)劑,必須是粘結(jié)強(qiáng)度高、耐久性好、具有一定彈性。
6.2.2 JGN型建筑結(jié)構(gòu)膠,其各項(xiàng)強(qiáng)度指標(biāo)可按表2采用。
6.3 鋼板
6.3.1 加固用鋼板,一般采用Q235或16Mn鋼為宜。鋼板。連接螺栓及焊縫強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值,應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定采用。
6.3.2 加固用鋼板厚度一般取2~6mm為宜。
7. 其它材料
膨脹螺栓或化學(xué)螺栓(由設(shè)計(jì)確定)、丙酮或酒精(用于清洗混凝土預(yù)粘面和鋼板預(yù)粘面)、
8. 機(jī)具設(shè)備
無油空氣壓縮機(jī)、電錘、手持風(fēng)機(jī)、角向磨光機(jī)、臺(tái)鉆、無齒鋸、氣割、電焊機(jī)、毛刷、板手、切割鋸、鏟刀、臺(tái)秤、配膠盆、等離子切割機(jī)(用于加工鋼板)。
9. 勞動(dòng)力組織及安全
9.1 勞動(dòng)力組織。視現(xiàn)場(chǎng)工期及施工面積確定班組數(shù),每班組約5~8人。
9.2 安全。
9.2.1 配制粘結(jié)劑用的原料應(yīng)密封貯存,遠(yuǎn)離火源避免陽光直接照射。
9.2.2 配制和使用場(chǎng)所,必須保持通風(fēng)良好。操作人員應(yīng)穿工作服,戴防護(hù)口罩和手套。施工人員嚴(yán)禁在現(xiàn)場(chǎng)吸煙。工作場(chǎng)所應(yīng)配備各種必要的滅火器以備救護(hù)。
9.2.3 要定期對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行檢查維修。
9.2.4 丙酮(或酒精)必須遠(yuǎn)離火源操作或放置。
10. 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
10.1 工程驗(yàn)收時(shí)必須有鋼板及建筑結(jié)構(gòu)膠的材質(zhì)證明、復(fù)試報(bào)告。
10.2 每一道工序結(jié)束后均應(yīng)按工藝要求及時(shí)進(jìn)行檢查,做好相關(guān)的驗(yàn)收記錄,如出現(xiàn)質(zhì)量問題,應(yīng)立即返工。
10.3 加固構(gòu)件的粘鋼質(zhì)量,一般采用非破損檢驗(yàn),即從外觀檢查鋼板邊緣溢膠色澤,硬化程度,用小錘敲擊鋼板表面,以回音來判斷有效粘接面積,如出現(xiàn)空鼓等粘貼不密實(shí)的現(xiàn)象采用壓力灌膠的方法進(jìn)行補(bǔ)救,若粘結(jié)面積錨固區(qū)少于90%,非錨固區(qū)少于70%(錨固區(qū)由設(shè)計(jì)計(jì)算確定),則判定粘結(jié)無效,需重新施工。
10.4 對(duì)于重大工程,為真實(shí)檢驗(yàn)其加固效果,尚需抽樣進(jìn)行荷載試驗(yàn),一般僅作標(biāo)準(zhǔn)使用荷載試驗(yàn),即將卸去的荷載重新全部加上,其結(jié)構(gòu)的變形和裂縫開展應(yīng)滿足設(shè)計(jì)使用要求。
10.5 大面積粘貼前需做樣板,待有關(guān)方面驗(yàn)證后,再大面積施工。
10.6 注意事項(xiàng):
10.6.1 由于膠本身的性能要求工作環(huán)境和操作時(shí)溫度在5~60℃之間。
10.6.2 工作環(huán)境的相對(duì)濕度不大于70%。
10.6.3 基底處理是關(guān)鍵工序,基底處理不應(yīng)只停留在構(gòu)件的表面處理,尤其對(duì)于老結(jié)構(gòu),更應(yīng)對(duì)其本身檢查是否有空鼓,裂縫現(xiàn)象,以便采取相應(yīng)措施保證粘貼質(zhì)量。
10.6.4 粘貼時(shí),一定要避免先粘后焊粘因焊接溫度過高過容易引起結(jié)構(gòu)膠老化而失效失。
10.6.5 粘貼鋼板與原構(gòu)件宜采用膨脹螺栓(或化學(xué)螺栓)連接。
11. 效益分析
11.1 采用本工法進(jìn)行粘鋼施工均能達(dá)到設(shè)計(jì)和國(guó)家有關(guān)規(guī)范要求。
11.2 為既有建筑物加固改造、增加荷載、功能調(diào)整的設(shè)計(jì)施工提供了新途徑。
11.3 采用粘鋼施工幾乎不增加原有構(gòu)件的幾何尺寸。
11.4 采用粘鋼加固取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。