胶粘剂在大型钢结构建筑工程施工中的应用

王庆龙

摘 要：钢铁制品随着国家商业建筑的发展，在轻型钢筋结构、多层、小型高楼等领域有了很大的发展机会。在用户访问并得到回音后，有一个普遍存在的问题是金属房面板具有漏水现象。因此，一个重要的主题将是如何提高钢结构的科学和技术含量，并解决钢结构产品的缺陷。重点探究在在大型钢结构建筑工程施工中胶粘剂的应用。

关键词：钢结构;胶粘剂;应用;建筑工程

中图分类号：TQ431       文献标识码：A文章编号：1001-5922（2022）01-0192-04

Application of adhesive in large steel structure

construction engineering

WANG Qinglong

（Beijing Urban Construction Group Co.，Ltd.，Beijing 100143，China）

Abstract：

With the rapid development of large-scale steel structures，the problem of water leakage in the construction of steel structures has become a research hotspot.The theme is how to improve the scientific and technological content of steel structure and solve the defects of steel structure products.This paper discussed the specific application ideas of adhesives in building waterproofing and construction，made the adhesives better play and improved the bonding effect according to different application scenarios.The application innovation of adhesives in the construction of large-scale steel structure construction projects was introduced，which provided a reference for promoting the better development of large-scale steel structures.

Key words：

steel structure;adhesive;application;construction engineering

虽然中国的钢铁建设起步较晚，但钢结构是目前建筑设计各个领域中最重要的建筑形式，特别是在大型体育场馆的建设中，钢结构发挥了巨大的优势，受到了各方的好评。钢厂金属屋面漏水现象是影响钢厂发展的重要因素，科学选择和使用胶粘剂对钢厂进行良好的防水处理具有重要的现实意义，有效促进钢结构的健康发展[1-2]。

1 胶粘剂在大型钢结构建筑工程施工中的应用

1.1 胶粘剂

被粘物和胶粘剂之间的界面具有粘性相互作用，主要来源于离子键、金属键以及共价键产生的化学键，其中存在于所有粘连体系中最普遍的作用力便是分子间的作用力，不可否认的是其他作用力也是存在于粘接体系中的，但是只有在特殊情况下，其他作用力才能发挥粘接力的作用。

一般来说，胶粘剂在粘接前和粘接后是不同的状态，粘接前是液体，粘接后成为更坚固的固体。且并非所有胶粘剂均是同一类型的固化方式，特殊粘结剂需根据具体说明采取相应的固化模式和涂胶以达到应用效果。全面考虑每种胶粘剂的成分和附着力，在这种情况下，可以获得相对较好的粘接效果并充分发挥其粘胶的作用。

胶粘剂主要以3种应用模式存在：

1.1.1 填缝胶

填缝胶最重要的技術要求是填充部件之间的间隙，无需提供技术抗拉力、或抗剪力以及抗拉强度。抗拉力、或抗剪力仅仅用来维持自身结构的稳定性。但是，大多数填缝胶必须具有一定的阻挡水的性能以及密封的性能。

1.1.2 密封胶

密封剂类似于填缝胶剂，主要用于空气密封、或者阻止水的需求，但它可以应用于更复杂、更强的酸碱性、高粉尘以及高压力的环境当中。因此，与填缝胶相比，其强度对酸碱度要求较高，自身的抗拉和抗剪能力也有更高的要求。

1.1.3 结构胶

结构胶主要用于粘合技术结构，当今，胶粘剂发展迅速，结构粘结剂已经取代了更多的栓接、铆钉连接、焊接以及其他连接工艺，或通过固定、铆接和其他结构形式使系统具有足够的抗剪能力以及抗拉能力。在确保稳定性的前提下，对于抗剪能力以及抗拉能力有了更高的需求[3]。

1.2 胶粘剂在建筑工程施工中的选用

材料之间的粘接强度取决于材料的物理和化学性质。粘结剂的选择必须适合建筑材料，在粘接过程中，必须进行充分的表面预处理[4]。在水泥粘接中，粘结剂必须长期承受水和天气的影响，并且能够承受内外的热循环。对于水泥砂浆或环氧粘结剂的改性，可以使用在涂胶之前，必须彻底清洁粘结剂表面，以去除表面污染。不饱和聚酯粘结剂和环氧树脂粘结剂可用于石材的涂胶。由促进剂、触发器和材料组成的粘结剂组成。可用于非结构插座连接，如石材的定位和维护。用于石材粘接的干悬浮粘结剂，作为结构支架的粘结剂，主要树脂一般为环氧树脂[5]。改性环氧树脂粘结剂用于超薄石材复合板。不饱和树脂具有耐紫外线老化、耐碱性和耐水性差的特点。在光和水的作用下，会出现变色、开裂和膨胀等质量问题。因此，被环氧树脂取代了它。在石材粘接的情况下，石材的耐久性几乎是无限的，环氧树脂的耐久性可达50年。因此，应每30年或至少每30年修订一次[6]。石材背面必须在粘接前彻底清洁。粗糙的背面可以提高机械粘接性能。多数是建筑材料，其必须使用具有足够弹性的粘结剂，以防止玻璃破裂。因此，常用的粘结剂是硅胶，对粘结剂的伸长率为20%。断裂伸长率为25%～40%。适用于玻璃粘接的粘结剂是环氧树脂、聚氨酯等，有时需要硅烷底漆。木材在干燥和吸湿过程中会收缩和膨胀，使用的粘结剂也必须是柔性的。环氧树脂、聚氨酯粘结剂可用于粘接使用氰化物和丙烯酸胶。环氧树脂是金属粘接的最佳粘结剂。此外，在粘接前，粘结剂表面应彻底清洁。结合化学表面处理，塑料和增强塑料可与聚氨酯和聚丙烯酸酯胶结合，有时还可与特殊材料结合溶剂型粘结剂，如PVC管及其附件，是胶合的。环氧粘结剂通常用于胶合碳纤维增强粘结剂。

1.3 大型钢结构

1.3.1 大型钢结构特点

与其他材料相比，高强度钢结构材料具有明显的弹性和密度性等方面比值比较小，且在相同的受力下，材料的截面积比较小，质量大，便于运输、施工和安装。钢结构内部部门组织一致，整体效果好，实用性强，且性能计算的可靠性是显而易见的。大型钢结构的精度和生产率均满足设计要求，装配速度快，施工周期短，在进行焊接的过程中，需保障密封效果，钢结构可以焊接成高压容器。钢结构的耐腐蚀性较差，尤其是在潮湿环境中，一般来说，钢结构必须镀锌和防锈，需定期的对其进行维护，从而防腐蚀和进一步膨胀。钢结构具有低碳和环保的特点，可重复使用，主要是回收利用特点较突出。

1.3.2 大型钢结构施工

在施工组织方面，钢结构接管组装，不需要钢筋、板和柱的模板钢板。钢构件在工厂制造，精度高，质量可控，到货便可以对其进行安装，需要投入的周转材料较少。当地安装材料为标准产品，易于组装的比率很高，可以显著降低现场运输的组织压力，降低内部和外部风险。在工艺流程方面，混凝土结构需要进行原材料加工、整个房间安装等8种流程才能完整的完成一套结构，但是钢结构只需要工厂预制、现场安装和钢结构桁架板的铺放以及混凝土的浇筑等4种流程。施工工艺建筑技术比混凝土结构更快。此外，钢结构可同时用于大空间建筑和双层建筑，能快速安装。在此过程中，还可以插进来幕墙的内置构件和机器以及电气外壳的安装，比较容易交叉作业。一般在施工雨季时，工件的安装和地面混凝土的浇筑对于楼板建筑影响不大，有利于提升工期的速度。在与混凝土施工相同的条件下，计算完工工程后与施工时间相比，钢结构仅为混凝土的1/3～1/2。

1.3.3 大型钢结构应用

以医院建筑某一栋楼为例，对大型钢结构的应用进行分析。

建筑功能包含门诊室、病房、手术室等建筑。其高度等可根据实际情况设定，当初抗震系数尤为重要。

1.3.3.1 大型钢结构在医院建设中的主体结构

本次工程采用钢结构计算模型主要是框架结构体系。柱为箱形截面400 mm×600 mm，梁为H型截面，主梁为500 mm×300 mm×8 mm×6 mm，次梁为400 mm×250 mm×8 mm×6 mm，材料主要为Q345B。此次尺寸参考某医院设计。

1.3.3.2 大型钢结构在医院建设中的连接节点

本次工程钢架钢筋以及柱子均采用高强度螺栓将梁进行焊接，主次梁主要采用摩擦型螺栓来对其进行连接，施工现场距梁顶约1.2 m进行接头拼接，节点施工方便，确保力惊进行传递的合理性，从而更好的展现出医院大楼的装配程度。

1.3.3.3 大型钢结构在医院建设中的管线和板材体系

在此次工程当中，大型钢梁程度开孔方式采用机电管线的模式，矩形钻孔工程主要应用加劲肋补强的方式，圆孔采用环形板焊缝的形式，为保护施工质量，开孔和加固将在专业工厂进行。钢结构的管线综合增加了房间的高度，减少了弯线的数量，降低了能源消耗。墙体中材料主要是蒸压、轻质、多孔混凝土板、水泥和砾石砂等。且经过防腐防锈处理后，钢筋的张拉效果增强，特别是经过高温、高压蒸汽处理后，混凝土板具有多孔效应，且混泥土板的质量更轻，具有隔绝声音的功能。建筑外墙采用150 mm厚ALC板+保温装饰集成板，采用专用砂浆和锚固胶粘在ALC底墙上。填充防风雨硅胶，外墙采用滑动螺栓连接安装预制，建筑内壁采用200 mm厚ALC板安装，主体结构采用夹管法来进行预制，工艺比较成熟，焊接量比较小，施工舒适，预制和装配度比较高，大大减少了湿作业，施工舒适快速。

1.3.3.4 大型钢结构在医院建设中的内部装饰品，防火防腐方式

施工部分采用预制门墙、预制活动地板、预制栏杆、预制整体吊顶、整体卫生间、预制护理单元、診断单元等等，后期集成部分可以整体进行移动，可以在预制构件之间进行拆装重组，从而为医院区域的可持续发展提供了大大的便利[7]。

2 胶粘剂在大型钢结构建筑工程施工中具备极好的防水作用

2.1 大型钢结构在建筑工程中漏水原因

在实践过程中，我们发现金属板屋面渗漏的原因很多。金属板的材料特性或热传导问题均是导致漏水问题的原因，且金属板热传导产生位移是因为它受到黄金板块表面弹性变形的影响，也是造成水外流的一个重要原因。此外，房屋的建造以及设计均是造成金属板屋面渗漏的原因，漏水量不仅影响施工质量，它也会损坏现有的室内设备，严重影响室内生活以及居民们的生活，所以做好金属面板的防水工作尤为重要。

2.2 大型钢结构在建筑工程中漏水的解决方案

在过去，硅酮胶主要用于钢结构的防水以及密封的处理，施工后一段时间，这种材料具有一定的防水功能，但一段时间之后，该材料容易出现老化、强度低以及施工中不确定人为因素的影响等缺点。说明硅酮胶用于钢结构的防水以及密封的处理并不理想。此外，一家公司在施工中使用密封剂。这些材料的耐久性很短，而且容易老化，所以很难达到防水需求。目前，除施工设计因素的影响外，丁基橡胶防水处理是钢结构中防水效果较好的材料，丁基橡胶主要由聚异丁烯以及混合丁基橡胶组成。是一种新型绿色、环保、无溶剂的粘接材料，该材料是通过特殊的制造工艺生产出来的。该技术先进，已在钢结构企业中得到很好的应用。该材料的主要特点是化学稳定性好，使用年限可达20年，机械性能好，应用过程中具有良好的水密性和耐低温性，施工过程中工艺相对简单，环境适应性相对较好。目前，它似乎具有良好的应用前景。

2.3 丁基橡胶在大型钢结构在建筑工程中防水粘接作用

对于新的金属钢结构建筑来说，首先根据彩板的形状与丁基橡胶密封防水粘连的应用节点进行设计，然后在根据大型钢结构彩板之间的连接情况，选择不同规格的胶粘剂进行粘接[8]。清洁装订被粘物体的表面，此次操作要在施工开始之前。在正式施工时，首先一端连接板，然后慢慢打开，其次沿着防粘钢筋位置将密封胶粘剂粘接到指定的彩板位置。用手按压胶带处，胶带粘接处便可以更牢固。最后将胶带上面的分隔纸撕掉，使其按照顺序粘住，拧紧螺钉，使得胶带上下粘接面连接密实。

在大型金属钢结构屋面修补工程的防水过程中，应明确钢屋面的大部分渗漏主要发生在水泥墙和屋面之间的连接。应根据渗漏情况进行有针对性的举措。

修理屋面构件时，必须去除原有的防水粘结剂，并仔细清洁要修理的部件。然后选择合适丁基橡胶进行密封防水粘接，在对需要覆盖的地方进行覆盖，最终按压至牢固便可以。在修补混凝土即水泥墙与屋面板连接时，先清理混凝土与混凝土板之间的粘结，擦洗干净，然后按相应规格的防水密度单面丁基橡胶进行粘接，覆盖维修部位，然后依次压牢。[9]

清洁工作屋顶和水泥墙，最终选择规范中的丁基橡胶级单层玻璃。按照防水和防粘密封的平面顺序，使各个地方牢固粘接。

2.4 胶粘剂在大型轻钢结构植筋中的作用

对大型钢建筑植筋技术是一种以化学药剂为增强剂的技术。混凝土胶确保钢筋和混凝土之间具有良好的粘结性，减少对原部件损坏的施工技术它被用于建筑加固和功能改造领域，是解决这一问题新的结构保护方法。

2.4.1 胶粘剂在轻钢结构建筑植筋的工艺流程

一般情况下，先定位，然后钻孔，紧接着做好一个良好的钢材清理孔以及除锈的任务，然后配置锚固胶，植筋，紧接着采取保护与固化措施，并最终进行必要的检验，以确保施工后的安全及效果。

2.4.2 胶粘剂在轻钢结构建筑植筋中的关键环节

2.4.2.1 钻孔深度及孔径

钻孔直径d为4～8 mm（其中d为钢筋和螺栓直径;小直径钢筋取较小值，大直径钢筋取较大值）。强度等级需等于或大于C20，HRB400、HRB335（Ⅱ级）、RRB400（Ⅲ级）均采用螺纹钢筋，而Q345、Q235螺栓以及5.6级螺杆钻孔的深度均为15 d，因此深孔15 d的锚固力通常比钢材的锚固力更好。而对于非重载钢筋或螺钉（即光学圆形钢筋）为增加5 D的钻孔深度。实际钻孔深度可根据实际锚固力后的15 d为基准，并考虑实际需求，通过现场拉伸试验或者根据相应规范和标准计算确定[10]。

如果在建材强度等级少于C20，或者在岩石或在混泥土上进行植筋，则相应增加锚固深度。钻孔深度因根据表面实心混凝土的有效钻孔深度进行计算。

2.4.2.2 锚固胶的配置

在进行植筋胶时，可将其分为两个组A和B，这两个组在进行配胶时应使用机械搅拌的方式进行粘合，但在在特殊情况下使用手动搅拌，手动搅拌是人工完成的。然后通常使用干净的容器，可以选择一个干净的塑料盆或金属盆。使用搅拌器混合这两种成分胶体混合均匀通常需要10 min左右。混合时必须朝一个方向进行，注意不要尽可能多地混合空气，因为混入空气容易产生气泡。配对的粘结剂应使用一次，而不是下一次使用剩余膠。在生产胶粘剂时，建议每次胶的用量不超过5 kg，以免造成浪费。

2.4.2.3 抽检植筋

植筋后3～4 d可进行随机检查。测试可从千斤顶、锚具以及反力架形成的系统中进行检验。当钢结构设计达到功率值时，检测结果直观可靠。

2.4.2.4 重要事项

（1）锚固胶的配制应始终符合《混凝土结构加固设计规范CB50367—2006》中关于加强配制说明的相关要求;

（2）孔内灰尘、杂物是否清除，钢筋、螺钉是否脱落，胶配比是否准确，搅拌部位是否均匀，孔内粘结是否密实，均决定锚固效果是否良好;

（3）在结构胶中加入纳米防沉材料，但每次使用前需检查胶是否有沉淀的现象。如果有沉淀，用细棒均匀搅拌;在冬季，当温度较低时，成分会结晶并变厚。在通过结晶除去混合物之前，只需将粘结剂浴加热到大约50 ℃，它对胶粘剂的效果没有影响。如果现场的平均温度低于0 ℃;可使用碘钨灯，可提前预热30～50 ℃，或使用电炉或水浴加热等增加温度的方式;

（4）千万小心不要将水混合至桶中。现场平均温度一般低于-5 ℃;，建议锚固加温至0 ℃以上且持续超过24 h;

（5）结构粘结剂的性能不断提高，因此操作手册也在不断变化。根据具体情况为准。

3 结语

大型钢结构在建筑学领域具有质量轻、耐久性强、抗震性能好、性价比高、耐久性好等优点，尤其是在大型施工现场施工中，大型钢结构的优点更加突出。随着大型钢结构的快速发展，解决了钢结构的施工中的漏水问题已成为一个研究热点。本文主要从建筑工程施工的实践出发，探讨了胶粘剂在建筑防水和建筑中的具体应用的思路。针对不同应用场景分别进行描述，为了使胶粘剂更好地发挥胶的作用，对胶粘剂在大型钢结构建筑工程施工的应用进行探讨，从而促进了大型钢结构的更好的发展。

【参考文献】

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[6] 姜丽萍.国内结构胶粘剂的研究进展[J].应用化工，2016（S2）：211-215.

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[8] 谢植伟，吴盛培，冯艳.胶粘剂在钢结构建筑工程中的应用分析[J].商品与质量（学术观察），2013（5）：55.

[9] 张文菁，黄伟斌.医院改造中钢结构技术的巧妙应用[J].建筑工程技术与设计，2018（34）：643.