建筑加固用胶粘剂与加固工程

摘要：本文介绍了建筑加固胶粘剂的性能特点、工作机理，并与传统的加固连接方式进行了有针对性的比较。同时根据不同的破坏类型将加固工程又进行了较细划分，从而对胶粘剂在各工况下的优良性能进行了更为细致说明。
    关键词：胶粘剂、粘接、加固
   
    目前，钢筋混凝土结构在全世界的各色的结构形式中扮演着举足轻重的角色。然而，由于使用年限的延长或其他如自然灾害等多种原因造成钢筋混凝土建筑构件强度、刚度不足引起的开裂、破损等情况频繁出现。在我国，许多建国后建成的建筑物经过数十年的使用已到了维修加固的高峰期，如何保证建筑物继续正常、安全的使用，是建筑行业经常碰到的问题。另一方面，近年来因用途变更而对建筑物原有结构、构件进行改造、加固补强的工程也日增多。经过工程技术人员长时期的努力，逐渐形成了一套较为完善的切实可行的工程加固方法，在实际的加固工程中的到广泛的应用和发展。与此同时，随着科学技术的飞速发展，各种各样的新型建材的出现也为加固技术、方法的不断创新、升级提供了有利的条件。
    利用建筑结构胶粘剂对需补强、加固的建筑物进行加固，就是近来应用比较广泛的一类加固方法。这类方法主要是采用结构胶这一粘接材料，将补强用的钢板或型材，或是其他补强材料牢固的粘接于各种钢筋混凝土的构件上，使补强材料和原有构件形成协同工作模式从而满足结构、构件原有设计强度、刚度、耐久性要求。应用建筑结构胶粘剂对各类构件进行连接、加固或修补，相比传统的连接加固方法有很多突出的优点：
    1、用合成树脂胶粘剂来连接、加固构件，比一般的铆、焊法受力均匀，材料不会产生应力集中现象（如焊接时的热应力等），使之更耐疲劳，尤其能更好地保证构件的整体性和提高抗裂性，而整体性在基本程度上关系着构件的承载能力和稳定性。
    2、结构粘剂可以将不同性质的材料牢固地连接起来，这对建材多样化的今天，也是传统方法无法比拟的优点。
    3、使用胶粘剂进行施工，工艺简便，可大大缩短工期，往往在1—2天或更短时间就可以使用，尤其在各类构件的加固方面更是如此，可使一些传统方法无法加固的构件得以修复加固；对于某些重要军事工程、交通设施尤为重要。且其耐老化性能优良，能满足各种要求；在施工中还可以提高效率、降低成本、节约能源等。
    长用的加固胶粘剂按照其基本性能分为A级胶和B级胶，对重要结构、悬挑构件、承受动力作用的结构、构件，采用A级胶；对一般结构构件可采用B级胶。同时按照胶粘剂索粘接材质的不同大致可分为，碳纤维复合材料浸渍/粘结用胶粘剂安全性能指标、粘钢及外粘型钢用胶粘剂和锚固用胶粘剂等。表1中归纳了几种常用加固胶粘剂的性能指标。
   
    表1
    性能项目 碳纤维用胶粘剂 粘钢用胶粘剂 锚固用胶粘剂
    A级 B级 A级 B级 A级 B级
    抗拉强度(MPa) ≥40 ≥30 ≥30 ≥25 ≥8.5 ≥7.0
    受拉弹性模量(MPa) ≥2500 ≥1500 ≥3.5×103(3.0×103)
    伸长率(%) ≥1.5 ≥1.3 ≥1.0
    抗弯强度(MPa) ≥50 ≥40 ≥45 ≥35 ≥50 ≥40
    抗压强度(MPa) ≥70 ≥65 60
   
    建筑结构胶粘剂从20世纪80年代问世以来，已经有二十多年的发展历程，开辟了越来越广阔的应用领域：
    1、建筑结构胶粘剂在粘接加固中的应用
    这类应用范围主要是用结构胶作为一种粘接材料，讲补强用的钢板或型材，或者是其他补强材料（如碳纤维、芳纶、氯纶）牢固粘接在各种钢筋混凝土的构件上，如梁、柱、节点、托架板面、隧道及拱形顶等，已施工完成的加固工程均获得满意结果。以梁为例，可以是建筑物上的普通承重梁，也可以是起重吊车用梁，还可以是公路桥梁的梁及板梁、铁路桥的钢筋混凝土梁等。通过精心设计施工加固补强厚的效果非常良好。
    2、建筑结构胶粘剂在化学栓或锚筋上的应用
    这是另一个广泛应用的领域，是作为后锚固技术中的化学胶粘材料，它将螺栓、钢筋、塑料杆及其他锚固用材，埋于混凝土、岩石、砖、石材等基材中，发挥建筑结构胶粘剂的粘接强度，使后锚固件牢牢地埋植于基材里，在外力作用下，起到承载作用。这是近几年来发展和快的应用领域之一，大到抗震用钢筋的植牢，小到一个装修用螺杆的粘接埋入，建筑结构胶粘剂都有用武之地。
    3、建筑结构胶粘剂在灌注与修补粘接上的应用
    它可以是对外包钢加固用钢板，与混凝土构件之间灌胶粘接应用，建筑结构胶粘剂将钢板与混凝土牢固的连成一体，起到共同工作的效果。也可以用于一般构件中裂纹的封堵，使之达到原来的设计要求，并且防止了裂缝继续扩大。这类应用同样是量大面广的一个领域，不但可以在建筑构件中应用，同样可以用在水力工程和军事工程等各种结构上的修补和修复。
    4、建筑结构胶粘剂在现场施工粘接构件中的应用
    此项应用范围是结构胶刚刚开始不久的。在澳大利亚悉尼歌剧院混凝土屋盖的拼接拼装中曾经使用过，在我国也有柱子接长和地基桩接长的实际事例，但因其设计理论与计算方法的基础研究尚属起步阶段，目前还处于使用期，但这个领域的方展和应用前景是非常广阔的。
    5、建筑结构胶粘剂在粘接修补各类建筑物上的应用
    胶粘剂还可以对各类老建筑、古建筑（木结构、混凝土结构、石结构及砖结构等）进行粘接修复，也可以对某一单元构件进行修补修复。其修复工艺简便，修补修复效果良好。此种应用实例是比较多的。另外在公路面、机场跑道的修复中已有几十年的应用历史。水工水下中的粘接也有广阔前景。
    6、建筑结构胶粘剂在其他方面的应用
    这方面是在建筑及工程上的应用。如各类工程的应急抢险、防水堵漏、密封防潮以及防腐蚀等方面的应用。
    建筑结构胶粘剂综合了化学、力学、材料、结构、光电测等先进技术的成果，应用于建筑结构粘钢补强、锚栓植筋、现场灌注施工上，显示出其突出的优点与重要性。国内公司经过多年不懈的努力，已成功的掌握了它们的技术，并应用于实际建筑施工中，解决了一些建筑加固中用传统方法难以解决的课题，创造了巨大的经济效益和社会效益。相信建筑结构胶粘剂此类材料与技术会有美好的发展前景。
   
    参考文献：
    1、 黄世强 彭慧 孙争光，胶粘剂及其工程应用，机械工程出版社，2006.7。
    2、 贺曼罗，建筑结构胶粘剂施工应用技术，化学工业出版社，2001.1。
    3、 GB 50367-2006混凝土结构加固设计规范2006.6。 来源: 《www.jianzhu518.com》.