某廠鑄造車間建于1983年,由于某些原因,車間的七根大梁端部出現了多條斜裂縫,梁中間也有多條垂直裂縫,斜裂縫寬度約0.3~0.5mm,垂直裂縫自梁底100mm延伸至稍高于端部梁頂,裂縫間距為0.8~1m。這說明大梁的抗剪和抗彎強度出現不足,直接威脅了車間生產的安全。該廠工程科技人員采用JGN結構膠粘鋼加固技術,分兩次對七根大梁進行粘鋼加固,在基本不停產的情況下,僅用20天即完成任務。后經測試,大梁的剪應力下降了80%左右,其抗剪切承載能力大大提高,雖未加設抗彎板,但經測定的大梁抗彎強度也隨之提高了25%左右,完全達到了設計和使用要求。現根據大梁的加固實例,結合部分其他工程的實踐及體會,對JGN結構膠粘鋼加固工藝進行總結,與廣大同行共同探討、交流。
1. JGN結構膠粘鋼加固的特點
(1) 受力均勻,不產生應力集中現象,能更好的保證構件的整體穩定性和抗裂性,能
保證或提高構件的承載能力的抗破壞疲勞強度,其粘結強度可以超過一般混凝土的強度。
(2) 工藝簡便,較之傳統土建配筋加固方法可大大縮短工期,安全可靠。
(3) 可不占或少占空間,外形美觀,不影響原設計的統一性。
(4) 應用范圍較廣,在結構加固、補強,新老結構連接,補埋鋼筋,后埋鋼構件等方
面均可應用。
2工藝流程
加固構件表面處理-->加固構件卸荷-->膠粘劑配料、調膠-->涂敷膠粘劑、粘貼-->緊固加壓板及固化-->拆除緊固裝置-->檢測及裝修
3加固設計與計算
加固施工前,應由設計部門對被加固的構件進行加固設計與計算。設計按照中國建設
標準化協會《混凝土加固技術規范》(CECS25:90)執行。
4準備工作
(1) 被加固混凝土構件的干濕度要求。
由于建筑結構膠粘劑在固化前對水分的要求相當苛刻,所以混凝土構件未干燥前是不能粘貼加固的。一般情況下,自然干燥構件的齡期在三個月以內的加固,必須進行人工表面干燥處理。齡期超過三個月但由于某些原因,混凝土仍嚴重潮濕的,也必須進行干燥處理。通常用紅外線燈緩慢烘燒,使預貼面達到干燥。
(2) 混凝土粘貼表面的處理
涂膠粘鋼前,應對預貼混凝土表面進行處理,將老化層和表面水泥砂漿鏟掉,用平砂
輪打磨找平,用鐵刷刷掉浮灰,然后用丙酮抹布擦凈塵埃。
(3) 鋼件加工
粘貼加固的鋼件應按設計尺寸進行裁割。裁割時宜冷切不宜熱割,以防止鋼件變形及
產生內應力。如鋼件長度和寬度不能滿足設計要求時,可采用焊接,但焊接后的鋼件應在平臺或較平滑的地面上進行找平和整形。
(4) 鋼件表面處理
鋼件表面需進行除銹和粗糙處理,以保證粘貼質量。一般可采用手提砂輪機打磨除銹,
直至出現金屬光澤,打磨粗糙度越大越好。
5.加固構件卸荷
加固時,對被加固構件應進行卸荷,對于多次作用的主梁,加固時次梁也需卸荷。卸
荷一般采用油壓千斤頂頂升的方法。頂升的噸位按設計值控制,用油壓表計量。也有用木杠頂升的方法卸荷。
6.錨固緊固加壓螺栓
為了使鋼件和混凝土在涂膠后緊固地貼合在一起,必須進行緊固加壓,一般可采用螺
栓緊固的方法。即事先在混凝土構件上用電錘鉆出一定直徑和深度的孔,清理干凈后,把選定的螺栓用JGN膠粘劑預埋固定在孔中,在鋼件上鉆出相同位置、數量和尺寸的孔,待膠粘劑固化后將鋼板合在混凝土面上,擰緊螺帽固定加壓。
7.調膠和涂膠
JGN型建筑結構膠粘劑是觸變性雙組膠劑,甲組份為稠膏狀粘合劑,乙組份為固化劑,
甲乙兩種組份的配合比分別是JGN—I型甲:乙=4:1;JGN—II型甲:乙=4:1(重量比)。使用時按上述比例將甲乙兩種組份混合一起,用轉速100~300r/s的攪拌器進行攪拌,當色澤均勻,無單組份條塊時即可涂膠使用。一般情況下,每平方米粘貼劑固化速度較快,故每次加固時需準確核算配膠量。
涂膠前,將鋼件和混凝土粘貼表面再次用丙酮抹灰擦干凈,并先做好預貼試驗,以防發生涂膠后兩貼合面不合,預貼試驗合格后,鋼件和混凝土表面都要涂膠,膠層厚度約2mm左右,膠粘劑分布要均勻,以膠層內稍厚,周邊稍薄為宜。需要注意的是,混合后的膠粘劑隨環境溫度的升高,固化速度將加快,通常當環境溫度為10℃、20℃、30℃時,固化時間分別為90min、60min和30min;當環境溫度低于10℃或雨天濕度達90%以上時,則不宜進行涂膠施工。
8. 粘貼加固與固化
鋼件涂膠粘貼在混凝土構件上后,壓上墊板,擰緊緊固螺栓,一般緊固加壓到膠粘劑
從鋼件四周擠出時為止。建筑結構膠粘劑在常溫下固化24h即可達到最高強度值的90%以上,72h即可拆除緊固裝置。
9. 檢測及裝修
膠粘劑安全固化后,應進行貼合面的宏觀檢驗及加固受力情況的微觀檢測。宏觀檢驗
通常使用小錘輕輕敲擊粘結鋼件,從音響中判斷粘結效果,鋼件與混凝土貼合面應達80%以上;微觀檢測通常采用受力檢測儀表,在前述鑄造車間大梁加固中,即采用了電測應力分析的實驗方法。
加固構件需裝飾時,由于鋼件表面不易與水泥砂漿粘結,可用高強度等級水泥參入少量麻刀后抹在鋼件表面,然后再抹石灰砂漿,或將鋼絲網用膠粘在鋼件表面上,待固化后再抹砂漿。也可將粗砂用結構膠粘于鋼件表面,然后再抹水泥砂漿。如不需裝飾,鋼件表面應進行防腐處理,一般刷兩遍樟丹底漆,再刷兩遍防銹漆。由于膠粘劑不耐高溫,故加固結束后不允許在鋼件上進行高溫作業。
10.施工安全措施
(1) 操作工人必須戴防護手套,穿絕緣鞋,戴護目鏡和口罩。
(2) 所有機電設備應由專人操作、維修、保養,他人不得私自拆卸。機電設備在維修、
移動,停止使用,工作結束時必須斷電。禁止超載和帶病作業、帶電維修。操作工人必須經過專業培訓持證上崗。
(3) 采用“三相五線制”配電,實行“一機一閘制”。
(4) 手動工具使用前由專人檢查工具的安全性,電線不應張拉過緊,不得扭結和纏繞,
不得在水中浸泡,以防漏電。
(5)易燃、易爆、有毒物品要專人保管,使用時要嚴格實行限量領取。配膠及用丙酮清洗鋼筋時注意防火。
(6)操作架子必須穩固,防止傾倒,作業時必須確保安全施工。
(7)沾有丙酮的棉紗、抹布應收集在有蓋的金屬容器內,用后及時處理。(陳莞爾 滕洪澤)
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