1. 基本原理
- 粘钢板加固技术是通过使用高性能的胶粘剂,将钢板牢固地粘贴在混凝土或其他结构构件表面,使钢板与原结构形成一个整体,共同承受外部荷载。在结构受力过程中,通过胶粘剂传递钢板与结构之间的剪力和拉力,从而有效提高结构的承载能力、刚度和抗裂性能。
2. 适用范围
- 混凝土结构加固:
- 梁加固:在梁的受拉区粘贴钢板可显著提高梁的抗弯能力。当梁承受的荷载增加(如建筑加层、改变使用功能等情况),或者梁出现裂缝、变形过大等问题时,粘钢板加固是一种有效的解决方案。同时,在梁的箍筋加密区粘贴钢板还可以增强梁的抗剪性能。
- 柱加固:对于柱的抗压、抗弯和抗剪能力不足的情况,粘钢板加固也能发挥作用。在柱的纵筋方向粘贴钢板,能够使钢板与柱内纵筋共同承担压力和弯矩,提高柱的承载能力和抗震性能。在柱的箍筋加密区粘贴环形钢板,可以有效增强柱的抗剪能力和延性。
- 板加固:当混凝土板因长期受载出现裂缝或变形过大时,在板的底面或侧面粘贴钢板,能够增强板的抗弯能力,减小板的变形。对于开洞楼板,在洞口周边粘贴钢板,可以提高洞口周边混凝土的抗剪和抗拉能力。
- 钢结构加固:
- 钢梁加固:在钢梁的受拉翼缘粘贴钢板,可提高钢梁的抗弯强度,适用于钢梁由于疲劳荷载、超载或局部损伤导致强度不足的情况。对于钢梁稳定性不足(如侧向失稳)的情况,在钢梁的侧面粘贴钢板,能够增加钢梁的抗扭和侧向约束能力。
- 钢柱加固:钢柱在受压时可能出现局部屈曲,通过在钢柱的表面粘贴钢板,可以有效提高钢柱的局部稳定性,防止屈曲现象的发生。对于承受较大水平荷载(如风力、地震力)的钢柱,粘贴钢板还可以增强钢柱的抗剪和抗弯能力。
3. 施工流程及要点
- 施工准备:
- 材料准备:
- 钢板:选择合适的钢板,材质一般为Q235或Q345钢,钢板的厚度、尺寸应根据加固设计要求确定。钢板要平整,无明显变形和锈蚀。
- 胶粘剂:选用符合国家标准的结构胶粘剂,其应具有良好的粘结强度、耐老化性能和抗疲劳性能。检查胶粘剂的产品合格证、使用说明书和检验报告等质量证明文件。
- 设备准备:
- 钻孔设备:如电钻,用于在混凝土结构和钢板上钻孔,以便安装锚栓或其他连接件。
- 打磨设备:如角磨机,用于对混凝土表面和钢板表面进行打磨处理。
- 配胶工具:如搅拌器、称量工具,用于配制胶粘剂。
- 现场准备:
- 清理施工现场,设置警示标志,防止无关人员进入。对需要加固的结构构件进行表面清理,去除油污、浮浆、疏松层等杂质。
- 混凝土(或钢结构)表面处理:
- 混凝土表面处理:用打磨设备将混凝土表面的浮浆、油污、疏松层等去除,打磨后的表面粗糙度应符合要求,一般以露出坚实的骨料为宜。然后用压缩空气或吸尘器清理表面灰尘,最后用丙酮等有机溶剂擦拭表面,确保表面清洁、干燥。
- 钢结构表面处理:对于钢结构,要进行除锈处理,可采用喷砂、酸洗等方法,使钢结构表面呈现金属光泽。然后用丙酮清洗表面,去除油污和杂质。
- 胶粘剂配制与涂抹:
- 胶粘剂配制:按照胶粘剂产品说明书规定的比例,将胶粘剂的主剂和固化剂在清洁的容器中用搅拌器搅拌均匀。搅拌时间一般为3 - 5分钟,确保胶粘剂的两组分充分混合。
- 涂抹胶粘剂:将配制好的胶粘剂涂抹在混凝土表面和钢板表面,涂抹厚度一般为2 - 3mm。在混凝土表面涂抹时,应保证胶粘剂均匀、无气泡;在钢板表面涂抹时,中间部分胶粘剂可稍厚,边缘部分稍薄,避免胶粘剂在粘贴过程中挤出过多。
- 钢板粘贴与固定:
- 钢板粘贴:将涂抹好胶粘剂的钢板迅速粘贴在混凝土表面,粘贴过程中要保证钢板位置准确。然后用特制的夹具或支撑工具对钢板进行临时固定,防止钢板在胶粘剂固化过程中移位。
- 钢板固定:对于较大面积的钢板粘贴,可采用锚栓或化学锚栓进行辅助固定,锚栓的数量和间距根据设计要求确定。
- 固化养护:
- 根据胶粘剂的产品说明书,在合适的温度和湿度条件下进行固化养护。一般固化时间不少于7天,期间要保持环境温度在5 - 35℃之间,避免胶粘剂受到振动、冲击和水浸。在固化过程中,可对加固部位进行适当的保护,如覆盖塑料薄膜,防止灰尘污染。
- 质量检查:
- 外观检查:检查钢板与混凝土的粘贴部位,应无空鼓、翘曲、裂缝等现象,钢板边缘的胶粘剂挤出应均匀。
- 粘结强度检测:按照相关标准和规范,采用拉拔试验等方法检测钢板与混凝土之间的粘结强度。抽样比例一般不少于3%且不少于3根,粘结强度应满足设计要求。若检测结果不达标,需要分析原因并采取补救措施,如重新粘贴钢板或更换胶粘剂。