钢筋混凝土结构粘钢加固技术及施工工艺.doc

钢筋混凝土结构粘钢加固技术及施工工艺钢筋混凝土结构粘钢加固技术及施工工艺一、化工企业钢筋混凝土构筑物遭受的腐蚀机理分析钢筋混凝土是由水泥、粗骨料、细骨料和水等材料配制而成的，经硬化后形成具有堆聚结构的复合材料，在组合材料中，水泥石中的Ca(OH)2是混凝土中最易受腐蚀的部分。如果在腐蚀作用时产生水溶性的反应物，则凝结的水泥就从表面开始溶解，这就是溶解性腐蚀。引起溶解性腐蚀的介质有酸、离子交换的盐类、软水、有机油及脂肪。如果腐蚀作用时在凝结水泥内部产生大量几乎不能溶解的反应产物，使体积发生膨胀，在混凝土内部产生应力，从而导致混凝土结构松散，这种现象称为膨胀性腐蚀。引起膨胀性腐蚀的介质有硫酸盐、镁离子、非结晶的SiO2等。在钢筋混凝土中，硬化水泥石中的Ca(OH)2溶液使钢筋表面形成保护性的氧化膜使其钝化。然而，大气中的CO2侵入混凝土内部，降低了混凝土的碱性，钢筋保护膜破坏，大气中的水汽和氧的侵入又引起了钢筋的锈蚀，氯离子的侵入加速了钢筋的锈蚀速度，钢筋锈蚀后体积胀大。这样不仅钢筋被腐蚀，还会从内部对混凝土保护层产生向外的破坏应力，从而造成保护层的鼓泡、脱落、粉化，这是钢筋混凝土遭到破坏的又一重大因素。二、钢筋混凝土结构加固技术1、构筑物的可靠性鉴定遭受长期腐蚀的钢筋混凝土结构加固前，应该先进行可靠性鉴定。依据的现行国家标准有工业厂房可靠性鉴定标准GBJ144-90、建筑结构荷载规范GBJ9-87、混凝土结构设计规范GBJ10-89、危险房屋鉴定标准JGJ125-99等，检测的内容及仪器有：柱外观评定，采用混凝土超声波测试仪，读数显微镜读取裂缝宽度。柱纵筋直径，采用测标卡尺，钢筋直径/保护层厚度测试仪。柱倾斜度，采用经纬仪，测倾标尺。梁外观评定（同柱）板外观评定（同柱）混凝土强度评定，采用取芯机取芯样法。构筑物的可靠性鉴定理应委托有鉴定资格的权威科研单位进行。鉴定单位在调查和检测过程中实际的内容要丰富的多。如，结构的基本情况调查，（基本结构及细部尺寸等），使用环境调查，（气候条件、方位、降雨量、大气温度、土地冻结深度等），工业环境（酸、碱、盐及其他腐蚀介质等），结构上永久作用、可变作用及偶然作用的调查，地基基础调查，这些调查包括必要的开挖检查，载荷试验和定期观测等等。鉴定程序如下：委托方提出鉴定原因与要求初步调查确定鉴定的同时，内容和范围成立鉴定小组详细调查安全性、使用性综合评定与分析补充调查适修性评定鉴定报告及加固方案2、加固设计根据结构可靠性鉴定等级及提出的最佳加固方案进行加固设计，设计部们应考虑适当的施工方法及合理的构造措施，按照结构上的实际作用，进行承载力、正常使用功能等方面的计算和验算。设计部门应遵照的现行国家标准有建筑结构荷载规范、混凝土结构设计规范、钢结构设计规范、建筑地基基础设计规范、混凝土工程施工及验收规范、钢结构工程施工及验收规范、混凝土结构加固技术规范等。在选材时，还应遵守有关材料方面的国家规定。构筑物的加固设计需要由有加固设计资格和经验的设计单位进行。目前，比较成熟的结构加固的方法有：以前，混凝土结构在刚度、强度和稳定性方面的结构加固，多采用加大截面法、预应力法、改变传力途径法等。这些方法都要求一定的施工作业空间，时间较长，还需要结构周围的设备等转移停产。近年来研究成功用结构胶粘贴钢板加固法及外包钢加固法，大大克服了上述方法的缺点。下面主要对粘钢加固法的施工工艺作介绍，顺便介绍外包钢加固法。事实上，许多构筑物由于梁、板、柱、墙、基础全方位遭到了腐蚀破坏，优秀设计的加固方案，往往是以粘钢加固法为主，辅助外包钢加固法、化学灌浆修复补强法、化学胶泥砂浆修复防腐加固法等数种加固法综合并用所组成的。三、结构粘钢加固的施工工艺现对梁、板、柱的粘钢工艺分述如下：1、梁的粘钢加固工艺流程：钢板制作被粘混凝土表面和钢板表面处理卸荷予贴调制结构胶混凝土及钢板表面涂结构胶固定加压上螺栓锚固粘U型箍板固定加压 U型箍板上锚固螺栓固化间隔保养拆卸支撑钢板外表面处理上环氧防锈漆二道粘铅丝网抹水泥砂浆保护层精细完工验收交付使用具体工艺过程如下：（略）2、柱子的粘钢加固工艺过程如下：柱基础周围开挖型钢及扁钢箍制作被粘混凝土柱子及角钢、箍板表面处理予贴调制结构胶涂结构胶粘角钢夹具加压粘扁钢箍扁钢箍及角钢锚固固化间隔保养拆除夹具钢板外部除锈上环氧防锈漆二道粘铅丝网抹水泥砂浆精细完工验收交付使用工序内容要求比照梁的加固工序要求。需要特别指出的是：角钢两端必须有可靠的连接和锚固，下端应伸到柱基础地面下5001000mm并予以锚固，上端应伸至顶板底面，并予以锚固，梁柱交叉处的加固钢板应相互可靠锚固并牢固粘结，扁钢箍与混凝土面及角钢粘牢后，应对扁钢箍进行锚固。如果柱子腐蚀损坏严重则必须与梁一样进行修补之后，方可进行粘钢加固。修补工艺如下：胀裂部位混凝土表面剔凿处理钢筋除锈加焊或补焊钢筋涂环氧树脂浸渍层（同时对钢筋刷底漆一层）间隔保养涂环氧过渡层（同时对钢筋刷底漆第二层）间隔保养抹环氧砂浆间隔保养抹环氧胶泥修复到原几何形状再进行粘钢加固工艺。3、板的粘钢加固工艺：再粘钢加固前，对腐蚀损坏严重的楼板，同样需要如梁、柱那样的修复工艺后，方可进行粘钢加固。钢板制作被粘混凝土表面和钢板表面处理予贴调制结构胶上螺栓锚固固化间隔保养钢板外表面除锈上环氧锈漆两道涂面漆两道（每道漆之间间隔保养）精细完工验收交付使用各工序要点参考梁柱的加固工序要求如果需要上水泥砂浆保护层，则不必上面漆，而在粘贴铅丝网后，抹水泥砂浆即可。粘钢加固的质量标准应符合CECSZ5：90各条的要求。四、粘钢加固法的优点粘钢加固法具有如下优点：1、技术先进可靠，满足生产需要在科学的鉴定、设计、计算与验算的基础上，将强度高的优质钢板用高强度的结构胶粘贴于钢筋混凝土受力部位，是混凝土与钢板作为一个新的共同受力整体，从而科学的定量的极大的有效地提高了加固构件的刚度、抗裂、抗变形、抗弯、抗剪、抗压的性能，且受力均匀，不产生局部应力集中现象。完全可以满足原负荷及改变、加大负荷（在鉴定、设计阶段即应提出）的生产需要。2、施工工艺较简单，不需很大的施工场地和复杂工具粘钢加固工艺过程相对简单，加固体基本上是几个毫米厚的钢板粘贴于相对形体大的多的结构上，所占空间很小，不影响外观，不影响原使用空间。3、