谈粘钢加固法及检验方法

王冠 奚江琳 孙威

(解放军理工大学国防工程学院，江苏南京 210007)

谈粘钢加固法及检验方法

王冠 奚江琳 孙威

(解放军理工大学国防工程学院，江苏南京 210007)

阐述了粘钢加固的技术特性，总结了粘钢加固的优点和不足，分析了粘钢加固结构胶的性能及检验方法，指出粘钢加固作为一种操作方便、质量可靠的加固技术，具有广泛的运用前景。

粘钢加固，结构胶，粘结强度，粘结剂

0 引言

时代的发展，社会的进步，新的技术不断的涌现，其中加固方法就有很多新方式，粘钢加固法从众多加固方式中脱颖而出，是加固手段的佼佼者，当今，粘钢加固法运用在各个不同领域，尤其是在既有建筑物的加固方面起到至关重要的作用，并且在古建筑的加固修缮方面也起到一定的运用价值，因此，这种加固法的前景十分光明，这种方法之所以运用广泛，主要是因为这种方法有很多自身所特有的优势，例如加固后的结构坚实并且耐久性较好，完全避免了其他加固法中需要改变建筑结构外形的不利因素，有利于保持建筑外形的美观，施工工期比较短，施工中不用动火，比较安全，而且对建筑物结构的不利影响几乎为零，例如这种方法几乎不会对建筑结构增加不必要的重量而影响结构的安全性，因此对建筑物的加固改造十分有实践价值。

1 概述

粘钢加固法一般首先要用到重要的粘贴材料即建筑结构胶，这种结构胶一般以环氧树脂为主配成，然后通常的做法一般是用比较薄的钢板，并对薄钢板表面进行一定的处理，再将薄钢板用粘结剂粘贴到结构需要加固的部位，通过这种粘结剂使薄钢板与混凝土协同一致工作的一种加固方式［1］。这种加固方式于21世纪80年代在我国大量推广，此种加固方式不仅能够用于一般构筑物上，并且也可以广泛用于道路、桥梁等的加固。

1.1 粘钢加固法的优点

与传统加固方法比较，它有以下特点:1)工艺简便，施工方便。只要对需要加固构件的部位进行一般性的处理，钢板与所需加固的结构构件通过结构胶的粘结性牢固粘结成整体，这样可以使钢板和原结构构件相互间有效的协调一致的工作，而且此过程中不需要什么特殊设备，使用的人力资源比较少，施工比较方便［2］。2)加固施工不但对场所地点的大小无需过高要求，而且结构胶硬化速度十分快，一般情况下，钢板粘贴到构件上仅仅需要3 d就可承受一定的荷载，因而加固过程中不需要停产。3)粘钢加固法所用的钢板比较薄，一般为4 mm，钢板所占的空间比较小，基本上不会增加结构构件的重量和空间大小，加固后不影响构件外观。4)加固效果十分明显。粘钢加固法不仅有效的解决了原有建筑结构钢筋不满足结构承载力要求的问题，而且通过采用大批量的钢板与构件有效粘贴，从而保护了原有建筑部位的混凝土，使得需要加固的构件部位不再继续产生裂缝或使已产生裂缝的构件部位得到有效控制，从而使裂缝不再继续延伸扩展，有效的加强了结构构件的稳定性，提高了结构构件的整体承载力［3］。

1.2 粘钢加固法的不足

粘钢加固技术是一项成熟不久的技术，人们从理论上去研究粘钢加固法还不够深入彻底，并且有很多问题还未完全解决，例如我们使用的粘结剂的抗老化性能还不够强，导致结构加固后的使用年限不长;其次建筑结构物在自然徐变的作用下必然对加固后的粘结强度存在十分不利的影响，导致加固后的结构可能因结构自然徐变而再次遭到破坏;最后，粘钢加固的结构在动荷载作用下也有可能遭受破坏，如何准确定量何时遭受破坏或遭到破坏的概率，目前还没有适合的方法和手段，对此研究的试验也比较少。

2 粘钢加固法中结构胶的基本性能及检验方法

结构胶的种类很多，近年来，我国对粘钢技术及建筑结构胶的研究和运用有了较快的进展，使用较多的结构胶有JGN型建筑结构胶、YJS-1型建筑结构胶、WSJ建筑结构胶、ET型建筑结构胶及TN胶等。

建筑结构胶必须要有很强的粘结力保证钢板与混凝土之间的有效粘结，同时它的耐老化性能要高于一般的胶，它的弹性模量相对一般的胶要高很多，并要求建筑结构胶的线膨胀系数要小，结构胶要具有一定弹性，为实现这个要求，目前国内外均以环氧树脂作为主剂，并采用各种方式进一步降低变形，主要是通过在配方和工艺方面的措施。

2.1 粘结剂本身强度

1)抗拉强度及弹性模量，采用10 mm×30 mm×360 mm构件，如图1所示。拉断所需荷载N除以受拉截面面积At称为胶本身的抗拉强度。

图1 抗拉试验

2)抗压强度，采用φ25 mm×30 mm圆柱体或25 mm×25 mm× 30 mm立方体试件进行抗压试验，如图2所示。加压破坏荷载N除以受压截面面积A称为胶本身的抗压强度。

图2 抗压试验

2.2 粘结剂粘结强度

1)粘结抗剪强度，如图3所示，用2根2 mm×20 mm× 70 mm钢片相互搭粘，粘结面积Aj=(15×20)mm2，以10 mm/min速度加载，直至破坏。破坏荷载N除以粘结面积，称为钢与钢的粘结抗剪强度。

图3 拉伸剪切试验

2)粘结抗拉强度，采用2个φ25 mm钢件进行对粘抗拉，其破坏荷载N除以粘结面积At称为钢与钢的粘结抗拉强度。

3)剥离强度，试验如图4所示。加荷速度为100 mm/min，以剥离破坏荷载N除以粘结面宽度b，称为剥离强度。

图4 剥离强度试验

4)不均匀扯离强度，试验如图5所示。采用1 mm×30 mm× 280 mm薄钢片，于中部粘结一块10 mm×25 mm×40 mm钢片，试验时将钢片两端夹紧固定，净距I=200 mm，钢块中部施加荷载，加载速率10 mm/min，以钢块扯离时的最大荷载值N除以薄钢片宽度b，为不均匀扯离强度。

图5 不均匀扯离强度试验

3 钢与混凝土粘结强度的检验

如何判断粘结是否合格，可以通过试验方式检验破坏是否首先发生在混凝土即可。

1)粘结抗剪强度，采用强度等级为C40或C40以上的高强度混凝土试块与钢块粘结做双剪试验，如图6所示。破坏荷载为N，钢块与混凝土试块之间的粘结面积Aj=2×15 mm×20 mm，fy=N/A。混凝土抗剪强度试验值fcv0、标准值fcvk及设计值fcv，可按表1采用。

表1 混凝土抗剪强度

图6 双剪试验

图7 轴拉试验

2)粘结抗拉强度，如图7所示。钢块与混凝土试块之间的粘结面积At=(15×20)mm2，ft=N/At，破坏发生在混凝土方属合格。

4 结语

粘钢加固法具有施工速度快，施工方法易被掌握，劳动力的需求量相对其他加固方法来讲比较少，成本比较低的特点，并且在建筑构件加固施工过程中能满足结构强度的需求，能够保证加固构件的质量要求，所以，粘钢加固技术近年来在实际加固工程中和对既有建筑物改造中得到普遍的运用。因此，在结构加固中得到大家广泛的好评。

［1］ 雷开贵，邓子辰，陈顺祥.粘钢加固钢筋混凝土梁的动态有限元建模与分析［J］.四川建筑科学研究，2003(3):74-76.

［2］ 王 丽，杨建超.谈建筑工程结构加固技术［J］.城市建设理论研究，2015(24):7737-7738.

［3］ 吴 淞.混凝土裂缝的事后修补及加固技术研究［J］.城市建设，2010(10):446-447.

Discussion on the reinforcement method of bonding steel

Wang Guan Xi Jianglin Sun Wei

(PLA Univ.of Sci.＆Tech.，College of Defense Engineering，Nanjing 210007，China)

Describes the technical characteristic of steel reinforcement，summarizes the advantages and disadvantages of steel reinforcement，performance analysis and detection method of structural adhesive bonded steel reinforcement，pointed out that the steel bonded reinforcement as a convenient operation，reliable quality of the reinforcement technology，wide application prospect.

bonded steel reinforcement，structural adhesive，bonding strength，binder

TU392

A

1009-6825(2016)35-0039-02

2016-10-08

王 冠(1987-)，男，在读硕士; 奚江琳(1969-)，女，博士，副教授; 孙 威(1981-)，男，讲师