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快速了解粘貼鋼板加固施工工藝和施工流程?
2023-08-01
1.工藝流程:
粘貼鋼板加固施工工藝流程見圖1-9.
2.操作要點:
(1)標定位置
被加固構件表面清理、修整后,應按設計圖紙進行放線確定鋼板粘貼位置,錨栓位置若錨孔位置有大的變化,應經設計單位同意后進行調整。
(2)鉆孔:
鋼板鉆孔位置與混凝土構件上鉆孔位置應一致,鉆孔不應傷及原鋼筋,允許偏差應符合設計要求,且應進行試裝配。
(3)界面處理:
1)混凝土粘結面修補:粘結面上的蜂窩、孔洞、凹陷應用結構膠粘劑摻水泥或石英砂配制的膠泥進行修補;修補后表面平整度偏差不應大于1. 5mm/m。對于粘結面上大的缺陷,施工單位應制定專門的修復措施,經過設計單位核定后實施。
2)混凝土粘結面糙化:混凝土粘結面糙化能提高粘結強度,不同的粗糙度對粘結的影響,取決于膠粘劑的性質。如果膠粘劑的稠度比較大,內聚力比較大,采用粗糙度比較大的粘結面,容易獲得較大的粘結強度;如果膠粘劑的稠度比較小,要獲得較大的粘結強度,則需采用粗糙度比較小的粘結面。
對很舊很臟的混凝土構件,應先用硬毛刷沾高效洗滌劑,刷除表面油垢污物后用水沖洗,再對粘結面用電動砂輪打磨除去2一3mm厚的表層,直至完全露出新鮮平整面,并用無油空壓機吹除粉塵,若表面嚴重凹凸不平,可用環氧砂漿補平;若混凝土表面不是很臟很舊,則可直接對粘結面進行打磨,去掉1一2mm厚的表層,用壓縮空氣除去粉塵;對新混凝土粘結面,先用鋼絲刷將表面松散浮渣刷去,再打磨。
混凝土粘結面的糙化一般采用砂輪打磨或噴砂處理,角部應打磨成圓弧狀,糙化或打磨的紋路應均勻,且應盡量垂直于受力方向。
3)鋼板粘結面上膠前,應進行除銹、糙化和展平。先對鋼板用噴砂或砂輪打磨除銹,直至表面顯露出金屬光澤;打磨紋路,盡量與鋼板受力方向垂直;若鋼板銹蝕嚴重,須先用稀鹽酸浸泡20min,使銹層脫落再用石灰水沖淡,中和酸離子,再打磨出紋道;展平后的鋼板與混凝土表面應平整服貼,且輪廓尺寸與粘貼線基本吻合。
4)雜質、粉塵的清潔:混凝土和鋼板粘結面經上述方法處理后,打磨混凝土構件和金屬構件表面產生的雜質、粉塵,極易粘附在處理后的構件表面,若清洗不干凈,直接影響粘結的質量。因此,應在打磨工序已經完成,塵埃基本落定之后,分別用白布或棉紗沾丙酮擦拭干凈。然后,應立即進行下道工序施工,不應長時間放置,以免粘貼面上再粘上水漬、油漬和粉塵。
5)干燥處理:對于濕度較大的混凝土構件,因一般樹脂類膠粘劑在潮濕的基層上粘結強度會大幅度降低,故除滿足上述要求外,尚須進行人工干燥處理。
(4)配膠:
目前,各種結構加固用的膠粘劑基本上為A, B雙組分,須在使用時于現場臨時配制,配制比例應按其產品使用說明書規定進行,但由于膠的時限性較強,使用前還須進行現場試配,根據當時當地氣溫條件及存放時間進行適當調整,選擇各項力學指標最優的配比。按選定配比稱量,將A, B兩組分分別倒人干凈容器,按同一方向進行機械攪拌,至色澤完全均勻為止。利用手提電鉆,焊制一個攪拌葉片并安裝,即是一個最簡單有效的膠料攪拌機。
下面以常用的A, B雙組分環氧樹脂類建筑結構膠為例闡述具體的配膠方法:
A, B雙組分結構膠,須在現場按比例混合均勻才能固化。配膠前準備好案秤、配膠用的干凈容器(一般用塑料盆或鐵桶)、丙酮、干棉紗、抹刀、攪拌器具等。稱料前應對A, B雙組分分別進行充分的上下攪拌。注意A, B取膠器具不能混用。每次配膠都必須稱量,隨配隨用,且配膠量不宜過多,否則難以攪拌均勻且有可能造成不必要的浪費。配好的膠需在適用期(夏天約為50min,冬季約為90min 內用完。在潔凈容器中,按產品包裝上標注的配膠比例分別稱量A, B雙組分,采用手工或膠料攪拌器按同一方向進行攪拌至色澤完全均勻一致,以確保沒有混合不勻的死角。采用膠料攪拌器時,攪拌轉速應采用慢速(400-600/min ),攪拌時間3一5 min。應特別注意:配膠比例不正確或攪拌不均勻會嚴重影響結構膠性能。
(5)刷膠:
1)刷膠就是用專用刷子或滾筒將膠液涂布到被粘構件表面上。涂布時最好順一個方向,不要往復,速度要慢,以防帶進氣泡,盡可能均勻一致,中間稍多點,邊緣可少些。
涂膠量和涂膠遍數是影響粘結強度很重要的因素。一般剪切強度隨膠層厚度減小而提高;而剝離強度則相反。涂刷遍數與膠粘劑的性質和膠層厚度有關,如無溶劑的環氧膠只涂一遍即可,而多數的溶液膠粘劑都要涂膠1一3遍。對于混凝土構件這種多孔材料的被粘物,要適當地增加涂膠量和涂膠遍數。
2)對于配有底膠的膠粘劑,應首先在混凝土基材表面涂刷底膠。底膠應涂刷均勻飽滿,涂刷范圍應超出粘貼范圍四周20一30mm。
3)拌合好的膠粘劑應依次反復刮壓在已處理好的混凝土表面和鋼板貼合面,為使膠能充分浸潤、滲透、擴散、粘附于結合面,宜先用少量膠于結合面來回刮抹數遍,再添抹至所需厚度(1一3mm)。俯貼時,膠層宜中間厚、邊緣薄;豎貼時,膠層宜上厚下薄;仰貼時,膠液的下垂度不應大于3mm。豎貼、仰貼時,為防止膠液流淌,可加一層玻璃絲布。經檢查膠粘劑無漏抹后即可將鋼板與混凝土粘貼。
(6)涂膠后晾置:
涂膠后到粘合前的時間段稱為晾置。無溶劑液體膠粘劑在涂膠后,可立即進行膠合,但最好在室溫下稍加晾置,有利于排出空氣、流勻膠層、初步反應、增加豁性。含溶劑的膠粘劑必須晾置以揮發溶劑,否則固化后的膠層結構較松散,會有氣孔,使粘結強度下降。
在鋼板和混凝土構件表面涂刷膠粘劑,以及搬運粘合前的整個過程,一般時間比較長,實際已有晾置的作用。但在施工中應注意這一過程的時間掌握,不要使膠出現初固化才粘合,從而影響粘貼質量。
(7)鋼板粘貼、固定與加壓:
鋼板粘貼好后立即用卡具、支撐或膨脹螺栓等固定,并適當加壓。膨脹螺栓一般兼作鋼板的永久附加錨固措施,其埋設孔洞與鋼板一道于涂膠前配鉆。
加壓有利于膠粘劑的擴散滲透及與被粘物的緊密接觸;有助于排除氣體、水分等低分子物,防止產生空洞和氣孔;有益于膠層的均勻和被粘物位置的固定。加壓大小一般以0. 2一0. 5 MPa為宜。加壓大小須適當,并應均勻,小則不起作用,大則會擠出太多的膠粘劑,造成缺膠,降低粘結強度。粘合加壓應注意以下幾點:
1)鋼板粘貼應均勻加壓,順序由鋼板的一端向另一端加壓,或由鋼板中間向兩端加壓,以利于空氣的順利排除,不得由鋼板兩端向中間加壓。
2)鋼板粘合后可用木錘敲打,壓平排除空氣使之緊密接觸,保證鋼板粘貼表面平整,高低轉角過渡平滑,沒有折角。
3)在粘貼的鋼板表面上固定加壓時,不應采用點加壓或線加壓的方法,應在粘貼的鋼板面上均勻加壓,以增加接觸,調勻膠層。鋼板周邊有少量膠液擠出,是調整膠層、相互緊密接觸的措施。
4)加壓時最好是逐步增壓,開始時因膠粘劑戮度較低,壓力可小些,然后再逐步升到規定壓力。
(8)固化養護:
在固化過程中,溫度、壓力、時間是固化工藝的三個重要參數,其中溫度是最重要的一個參數。每一種膠粘劑都有一特定的固化溫度,而溫度和時間又有依賴關系,固化溫度高,需要時間短,反之亦然。但要注意,若低于固化溫度,即使時間再長,固化過程也無法完成;若高于固化溫度太多,雖然時間縮短,卻因固化速度太快,膠層硬脆,性能變壞。室溫固化的膠粘劑如果條件允許可以加熱固化,不僅時間縮短,而且粘結強度提高,
尤其是耐高溫和耐老化性能會更好。膠粘劑固化養護應注意幾點:
1)混凝土與鋼板粘結的養護溫度不低于15℃時,固化24h后即可卸除夾具或支撐;72h后可進行下一工序。養護溫度低5℃時,應適當延長養護時間。養護溫度低于5℃時,應采取人工升溫措施,如采用紅外線燈(或碘鎢燈)加溫。
2)無論采用化學反應或物理作用完成固化,為了固化完全,得到最大的粘結強度,必須保證足夠的固化時間。
3)每一種膠粘劑都有它的最佳固化條件,必須按其規定進行固化,方能獲得預期效果。
(9)多層粘貼:
當粘貼多層鋼板時,首層鋼板粘貼按上述工序完成后,以下每層鋼板粘貼施工前應定位放線,錨栓鉆孔孔位應準確;粘貼施工按上述第(3)一(7)條的要求進行。
(10)檢驗:
粘鋼的同時必須以相同條件配制鋼一鋼拉伸剪切試件及鋼一混凝土雙剪試件各5個,進行粘貼抗剪強度試驗。鋼一鋼粘結抗剪強度設計值不得低于該種膠粘劑的相應規定,鋼一混凝土抗剪破壞必須發生在混凝土上。
加固構件的粘鋼質量,一般采用非破損檢驗,即先查看其外觀,檢查鋼板邊緣溢膠色澤、硬化程度,并以小錘輕輕敲擊粘結鋼板,從聲音判斷粘結效果,或用超聲波探測粘貼密實度,若錨固區有效粘結面積小于90%,非錨固區的有效粘結面積小于70%,則此粘結件無效,應剝下重粘。
對重大工程,需抽樣進行荷載試驗,施加標準使用荷載,檢測其變形和裂縫寬度是否滿足設計要求。
(11)防腐處理:
外部粘鋼加固鋼板,應按設計要求進行防腐處理。當外抹砂漿保護層防腐時,為利于砂漿粘結,可于鋼板表面粘結或外包一層鋼絲網,也可涂刮結構膠后點粘一層豆石,并在抹灰時涂刷一道混凝土界面劑。
粘貼鋼板加固施工工藝流程見圖1-9.
2.操作要點:
(1)標定位置
被加固構件表面清理、修整后,應按設計圖紙進行放線確定鋼板粘貼位置,錨栓位置若錨孔位置有大的變化,應經設計單位同意后進行調整。
(2)鉆孔:
鋼板鉆孔位置與混凝土構件上鉆孔位置應一致,鉆孔不應傷及原鋼筋,允許偏差應符合設計要求,且應進行試裝配。
(3)界面處理:
1)混凝土粘結面修補:粘結面上的蜂窩、孔洞、凹陷應用結構膠粘劑摻水泥或石英砂配制的膠泥進行修補;修補后表面平整度偏差不應大于1. 5mm/m。對于粘結面上大的缺陷,施工單位應制定專門的修復措施,經過設計單位核定后實施。
2)混凝土粘結面糙化:混凝土粘結面糙化能提高粘結強度,不同的粗糙度對粘結的影響,取決于膠粘劑的性質。如果膠粘劑的稠度比較大,內聚力比較大,采用粗糙度比較大的粘結面,容易獲得較大的粘結強度;如果膠粘劑的稠度比較小,要獲得較大的粘結強度,則需采用粗糙度比較小的粘結面。
對很舊很臟的混凝土構件,應先用硬毛刷沾高效洗滌劑,刷除表面油垢污物后用水沖洗,再對粘結面用電動砂輪打磨除去2一3mm厚的表層,直至完全露出新鮮平整面,并用無油空壓機吹除粉塵,若表面嚴重凹凸不平,可用環氧砂漿補平;若混凝土表面不是很臟很舊,則可直接對粘結面進行打磨,去掉1一2mm厚的表層,用壓縮空氣除去粉塵;對新混凝土粘結面,先用鋼絲刷將表面松散浮渣刷去,再打磨。
混凝土粘結面的糙化一般采用砂輪打磨或噴砂處理,角部應打磨成圓弧狀,糙化或打磨的紋路應均勻,且應盡量垂直于受力方向。
3)鋼板粘結面上膠前,應進行除銹、糙化和展平。先對鋼板用噴砂或砂輪打磨除銹,直至表面顯露出金屬光澤;打磨紋路,盡量與鋼板受力方向垂直;若鋼板銹蝕嚴重,須先用稀鹽酸浸泡20min,使銹層脫落再用石灰水沖淡,中和酸離子,再打磨出紋道;展平后的鋼板與混凝土表面應平整服貼,且輪廓尺寸與粘貼線基本吻合。
4)雜質、粉塵的清潔:混凝土和鋼板粘結面經上述方法處理后,打磨混凝土構件和金屬構件表面產生的雜質、粉塵,極易粘附在處理后的構件表面,若清洗不干凈,直接影響粘結的質量。因此,應在打磨工序已經完成,塵埃基本落定之后,分別用白布或棉紗沾丙酮擦拭干凈。然后,應立即進行下道工序施工,不應長時間放置,以免粘貼面上再粘上水漬、油漬和粉塵。
5)干燥處理:對于濕度較大的混凝土構件,因一般樹脂類膠粘劑在潮濕的基層上粘結強度會大幅度降低,故除滿足上述要求外,尚須進行人工干燥處理。
(4)配膠:
目前,各種結構加固用的膠粘劑基本上為A, B雙組分,須在使用時于現場臨時配制,配制比例應按其產品使用說明書規定進行,但由于膠的時限性較強,使用前還須進行現場試配,根據當時當地氣溫條件及存放時間進行適當調整,選擇各項力學指標最優的配比。按選定配比稱量,將A, B兩組分分別倒人干凈容器,按同一方向進行機械攪拌,至色澤完全均勻為止。利用手提電鉆,焊制一個攪拌葉片并安裝,即是一個最簡單有效的膠料攪拌機。
下面以常用的A, B雙組分環氧樹脂類建筑結構膠為例闡述具體的配膠方法:
A, B雙組分結構膠,須在現場按比例混合均勻才能固化。配膠前準備好案秤、配膠用的干凈容器(一般用塑料盆或鐵桶)、丙酮、干棉紗、抹刀、攪拌器具等。稱料前應對A, B雙組分分別進行充分的上下攪拌。注意A, B取膠器具不能混用。每次配膠都必須稱量,隨配隨用,且配膠量不宜過多,否則難以攪拌均勻且有可能造成不必要的浪費。配好的膠需在適用期(夏天約為50min,冬季約為90min 內用完。在潔凈容器中,按產品包裝上標注的配膠比例分別稱量A, B雙組分,采用手工或膠料攪拌器按同一方向進行攪拌至色澤完全均勻一致,以確保沒有混合不勻的死角。采用膠料攪拌器時,攪拌轉速應采用慢速(400-600/min ),攪拌時間3一5 min。應特別注意:配膠比例不正確或攪拌不均勻會嚴重影響結構膠性能。
(5)刷膠:
1)刷膠就是用專用刷子或滾筒將膠液涂布到被粘構件表面上。涂布時最好順一個方向,不要往復,速度要慢,以防帶進氣泡,盡可能均勻一致,中間稍多點,邊緣可少些。
涂膠量和涂膠遍數是影響粘結強度很重要的因素。一般剪切強度隨膠層厚度減小而提高;而剝離強度則相反。涂刷遍數與膠粘劑的性質和膠層厚度有關,如無溶劑的環氧膠只涂一遍即可,而多數的溶液膠粘劑都要涂膠1一3遍。對于混凝土構件這種多孔材料的被粘物,要適當地增加涂膠量和涂膠遍數。
2)對于配有底膠的膠粘劑,應首先在混凝土基材表面涂刷底膠。底膠應涂刷均勻飽滿,涂刷范圍應超出粘貼范圍四周20一30mm。
3)拌合好的膠粘劑應依次反復刮壓在已處理好的混凝土表面和鋼板貼合面,為使膠能充分浸潤、滲透、擴散、粘附于結合面,宜先用少量膠于結合面來回刮抹數遍,再添抹至所需厚度(1一3mm)。俯貼時,膠層宜中間厚、邊緣薄;豎貼時,膠層宜上厚下薄;仰貼時,膠液的下垂度不應大于3mm。豎貼、仰貼時,為防止膠液流淌,可加一層玻璃絲布。經檢查膠粘劑無漏抹后即可將鋼板與混凝土粘貼。
(6)涂膠后晾置:
涂膠后到粘合前的時間段稱為晾置。無溶劑液體膠粘劑在涂膠后,可立即進行膠合,但最好在室溫下稍加晾置,有利于排出空氣、流勻膠層、初步反應、增加豁性。含溶劑的膠粘劑必須晾置以揮發溶劑,否則固化后的膠層結構較松散,會有氣孔,使粘結強度下降。
在鋼板和混凝土構件表面涂刷膠粘劑,以及搬運粘合前的整個過程,一般時間比較長,實際已有晾置的作用。但在施工中應注意這一過程的時間掌握,不要使膠出現初固化才粘合,從而影響粘貼質量。
(7)鋼板粘貼、固定與加壓:
鋼板粘貼好后立即用卡具、支撐或膨脹螺栓等固定,并適當加壓。膨脹螺栓一般兼作鋼板的永久附加錨固措施,其埋設孔洞與鋼板一道于涂膠前配鉆。
加壓有利于膠粘劑的擴散滲透及與被粘物的緊密接觸;有助于排除氣體、水分等低分子物,防止產生空洞和氣孔;有益于膠層的均勻和被粘物位置的固定。加壓大小一般以0. 2一0. 5 MPa為宜。加壓大小須適當,并應均勻,小則不起作用,大則會擠出太多的膠粘劑,造成缺膠,降低粘結強度。粘合加壓應注意以下幾點:
1)鋼板粘貼應均勻加壓,順序由鋼板的一端向另一端加壓,或由鋼板中間向兩端加壓,以利于空氣的順利排除,不得由鋼板兩端向中間加壓。
2)鋼板粘合后可用木錘敲打,壓平排除空氣使之緊密接觸,保證鋼板粘貼表面平整,高低轉角過渡平滑,沒有折角。
3)在粘貼的鋼板表面上固定加壓時,不應采用點加壓或線加壓的方法,應在粘貼的鋼板面上均勻加壓,以增加接觸,調勻膠層。鋼板周邊有少量膠液擠出,是調整膠層、相互緊密接觸的措施。
4)加壓時最好是逐步增壓,開始時因膠粘劑戮度較低,壓力可小些,然后再逐步升到規定壓力。
(8)固化養護:
在固化過程中,溫度、壓力、時間是固化工藝的三個重要參數,其中溫度是最重要的一個參數。每一種膠粘劑都有一特定的固化溫度,而溫度和時間又有依賴關系,固化溫度高,需要時間短,反之亦然。但要注意,若低于固化溫度,即使時間再長,固化過程也無法完成;若高于固化溫度太多,雖然時間縮短,卻因固化速度太快,膠層硬脆,性能變壞。室溫固化的膠粘劑如果條件允許可以加熱固化,不僅時間縮短,而且粘結強度提高,
尤其是耐高溫和耐老化性能會更好。膠粘劑固化養護應注意幾點:
1)混凝土與鋼板粘結的養護溫度不低于15℃時,固化24h后即可卸除夾具或支撐;72h后可進行下一工序。養護溫度低5℃時,應適當延長養護時間。養護溫度低于5℃時,應采取人工升溫措施,如采用紅外線燈(或碘鎢燈)加溫。
2)無論采用化學反應或物理作用完成固化,為了固化完全,得到最大的粘結強度,必須保證足夠的固化時間。
3)每一種膠粘劑都有它的最佳固化條件,必須按其規定進行固化,方能獲得預期效果。
(9)多層粘貼:
當粘貼多層鋼板時,首層鋼板粘貼按上述工序完成后,以下每層鋼板粘貼施工前應定位放線,錨栓鉆孔孔位應準確;粘貼施工按上述第(3)一(7)條的要求進行。
(10)檢驗:
粘鋼的同時必須以相同條件配制鋼一鋼拉伸剪切試件及鋼一混凝土雙剪試件各5個,進行粘貼抗剪強度試驗。鋼一鋼粘結抗剪強度設計值不得低于該種膠粘劑的相應規定,鋼一混凝土抗剪破壞必須發生在混凝土上。
加固構件的粘鋼質量,一般采用非破損檢驗,即先查看其外觀,檢查鋼板邊緣溢膠色澤、硬化程度,并以小錘輕輕敲擊粘結鋼板,從聲音判斷粘結效果,或用超聲波探測粘貼密實度,若錨固區有效粘結面積小于90%,非錨固區的有效粘結面積小于70%,則此粘結件無效,應剝下重粘。
對重大工程,需抽樣進行荷載試驗,施加標準使用荷載,檢測其變形和裂縫寬度是否滿足設計要求。
(11)防腐處理:
外部粘鋼加固鋼板,應按設計要求進行防腐處理。當外抹砂漿保護層防腐時,為利于砂漿粘結,可于鋼板表面粘結或外包一層鋼絲網,也可涂刮結構膠后點粘一層豆石,并在抹灰時涂刷一道混凝土界面劑。
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