粘钢加固

一、 特点

1、施工简便、快捷、基本不增加被加固构件断面尺寸和重量。 2、钢板端部锚固非常重要，处理不当易出现撕脱现象，属脆性破坏。 3、加固钢板宜在2～6mm之间，若此厚度不能满足设计要求，可用湿式外包钢法或粘碳纤维法。

4、基层温度在5℃以下时使用粘钢法需辅以升温措施，加快固化 5、若加固梁柱钢板较厚时，建议采用外包钢法。此方法在增层及抗震加固中经常使用。

6、当原构件处于高应力状态时，宜采用卸荷方案，消除新旧材料的应变不同步。

7、框架节点负弯矩段构造较难处理，建议采用局部调幅法，尽量优先粘贴梁底。

二、适用范围

1、适用于承受静力作用的一般受弯及受拉构件。

2、使用环境温度不超过5～60℃，相对湿度不大于70％及无化学腐蚀的使用条件为限，否则应采取有效的防护措施。

3、当构件混凝上强度等级低于Cl5 时，不宜采用本法加固。

三、工艺原理和设计规定

1、 加固机理是将钢板采用高性能的环氧类粘接剂粘结于混凝土构件的表面，钢板与混凝土形成统一的整体，利用钢板良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。 2、 设计规定

① 受弯构件正截面受拉区加固，可采取在受拉区表面粘结钢板方法。

② 受拉钢板在其加固点外的锚固粘结长度入通过计算确定。 ③若钢板粘结长足锚固粘结长度L 的规定，可在钢板的端部锚固区粘结U型箍板，此时，锚固区的长度应满足相应的规定。度无法满足相

应的规定。

④ 当构件斜面受剪承载力不足时，可粘结并联U型箍板进行加固。 ⑤ 受弯构件正截面受压区加固，可在受压区梁两侧粘结钢板。 ⑥ 连续梁支座处负弯矩受拉区的加固，应根据该区段有无障碍物，分别采用不同的粘钢方法。

四、工艺流程及操作要求

1、工艺流程

钢板制作→基底处理→卸荷→配胶→粘贴→固定及加压→固化→检验→防腐处理 2、操作要点。

① 钢板制作。按设计图纸要求，根据混凝土构件的实际尺寸对钢板进行下料、成型、钻孔（钻孔以混凝土构件上螺栓孔位置为准）。

② 基底处理，表面处理包括加固构件结合面处理及钢板贴合面处理。

对于混凝土构件结合面，应根据构件表面的新旧程度，坚实程度，干湿程度，分别按以下情况处理：

a.对表面有浮油污物的混凝土构件的粘合面，应先用硬毛刷沾丙酮刷除表面浮油污物，后用冷水冲洗，再对粘合面进行打磨，除去2～3mm 厚表层，直至完全露出新面，并用压缩空气吹除粉粒，处理后，若表面严格凹凸不平，可用高强树脂砂浆修补。 b.对表面已碳化的旧混凝土构件的粘合面，直接对粘合面进行打磨，去掉1～2mm 厚表层，用压缩空气除去粉尘或用清水冲洗干净，待完全干燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面即可。

c.对于新混凝土粘合面，先用钢丝刷将表面松散浮渣刷去，再用硬毛刷沾洗涤剂洗刷表面，或用清水冲洗，待完全干后即可。 d.对于湿度较大的混凝土构件或龄期在3 个月内的混凝土构件，因一般树脂类胶粘剂在潮湿的基层上粘结强度会大幅度降低，故除满足上述要求外，尚须进行人工干燥处理。

e.对于露筋的混凝土表面，需用钢丝刷（将钢筋表面的锈蚀除去，再剔除松动的混凝土，用清水冲洗润湿，用高强树脂砂浆修补。 f.对于本身空鼓的混凝土构件，应将空鼓处剔除，用清水冲洗润湿，用高强树脂砂浆修补混凝土。

g.对于未生锈或轻微锈蚀的钢板，可用喷砂，砂布或平砂轮打磨，直至出现金属光泽。打磨粗糙度越大越好，打磨纹路尽量与钢板受力方向垂直，其后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净。

h.对于大面积锈蚀的钢板，须先用适度盐酸浸泡20min，使锈层脱落，再用石灰水冲洗，最后用平砂轮打磨出纹道。 i.在混凝土体钻胀栓孔并埋人胀栓（由设计确定）。 ③ 卸荷

为减轻和消除后粘钢板的应力，应变滞后现象，粘钢板前宜对构件适量进行卸荷，卸荷方式如下：

a.对老建筑采用拆除原有的吊顶。墙面装饰、地面面层。设备等方法，以达到卸静荷的目的。

b.对一些不能卸静荷的构件，可采用千斤顶顶升的方式卸荷，对于承受均布荷载的梁，应采用多点（至少2 点）均匀顶升；对于有次梁作用的主梁，每根次梁下需设1台千斤顶，顶升吨位由设计计算确定。 c.卸活荷载 ④ 配胶

目前各种结构加固用胶粘剂基本上为甲、乙双组分，使用前需进行现场质量检验，进行抗拉拔试验，合格后方能使用，使用时在现场临时配制，配制时按产品说明书规定进行。将甲、乙两组分别倒入干净容器，容器内不得有油污，利用手提电钻搅拌，或采用人工搅拌，搅拌至色泽完全均匀为止。

⑤粘贴

胶粘剂配制好后，用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板贴合面，为使胶能充分浸润、渗透、扩散、粘附于结合面，宜先用少量胶在结合面来回刮抹数遍，再添抹至所需厚度（１～3mm），中间厚边缘薄，然后将钢板贴于预定位置，若是立面粘贴，为防止流淌，可加一层脱蜡玻璃丝布。

⑥ 固定与加压

钢板粘好后，应立即用特制U 形夹具夹紧或用支撑顶撑或用膨胀螺栓等固定，并适当加压，以使胶液刚从钢板边缘挤出为度。膨胀螺栓一般兼作钢板的永久附加锚固措施，其埋设孔洞与钢板一道于涂胶前配钻。

⑦ 固化

结构胶粘剂都是常温（20℃）下固化，24h 即可拆除夹具或支撑，3d 即可受力使用，若气温低于5℃，应采取人工加温，一般用红外线灯或电热毯加热保温，固化期中不得对钢板有任何扰动。

⑧ 检验

粘钢结束后，组织有关人员验收，发现问题及时处理。 ⑨ 防腐处理

外部粘钢加固钢板，应按设计要求进行防腐处理。一般采用刷防锈漆、钢板网抹灰或喷防火涂料的方法进行保护。

五、 材料

粘钢加固的主要材料为建筑结构胶和钢板。

1、建筑结构胶

加固用胶，必须是粘结强度高、耐久性好、温度变形较小的刚性胶种。目前所用的“昆仑”MS-201建筑结构胶和是一种以环氧树脂为主体的，掺有多种改性用助剂和填料的高分子聚合材料。

“昆仑”MS-201建筑结构胶由主剂和固化剂两种成分组成。主剂为白色灰膏，固化剂为棕色灰膏。按甲：乙＝2：l（重量）混合拌匀使用。混合后为灰色灰膏，呈胶稠状。其各项强度指标见表11。

表11 MS-201建筑结构胶的技术参数 性能指标 混合比 可操作时间（25℃，500g） 凝胶时间（25℃） 正拉粘结强度（钢-钢） 拉伸剪切强度（钢-钢） MS-201建筑结构胶 主剂：固化剂=2：1（质量比） ≥30分钟 ≤12小时 ≥30MPa ≥18 MPa 2、 混凝土的抗剪试验值、标准值及设计值按表12采用；混凝土的轴心抗拉强度标准值及设计值，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》规定采用。

3、 耐高温胶的性能指标见表13。

4、 MS-201建筑结构胶由甲、乙两种成分组成。主剂：固化剂=2：1（质量比）混合拌匀使用。其静力性能如下：抗压强度50～60 MPa；抗拉强度12～16MPa；剪切强度；对混凝土20MPa，弹性模量（5～6）× 10 MPa。老化试验结果见表14。

5、 加固用钢板，一般采用Ｑ235 或18Mn 钢为宜。钢板、连接螺栓及焊缝强度的设计值，应按现行国家标准《钢结构设计规范》规定采用。

表12 混凝土抗剪强度(MPa)

混凝土 等级 强度名称 试验值(fcvo) 标准值(fcvk) 设计值(fcv) C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 2.25 2.70 3.15 3.55 3.90 4.30 4.65 5.00 5.30 5.60 1.70 2.10 2.50 2.85 3.20 3.50 3.80 3.90 4.00 4.10 1.25 1.75 1.80 2.10 2.35 2.60 2.80 2.90 2.95 3.10 表13 MS-201建筑结构胶耐高温胶性能

耐温性能 温度（℃） 25 60 fv（MPa） 18.4 18.6 耐介质性介质 空白 汽油 能 fv（MPa） 18.5 18.6 耐老化性老化时间（h） 500 能 fv（MPa） 18.5 19.1 固化速度 固化时间（d） 1 3 fv（MPa） 8.7 9.5 高（80℃）低（—26℃）温交变性能 80 100 120 18.7 18.5 14.2 乙醇 丙醇 5%NaOH 水 19.0 18.4 18.9 17.1 750 1000 1500 200 19.0 18.9 18.7 17.5 5 7 10 12.6 15.7 17.2 10次循环后fv =19MPa 表14 MS-201建筑结构胶快速老化试验结果

类 别 抗压强度（MPa） 抗拉强度（MPa） 弹性模量（MPa×103） 空白 62.0 16.1 5.03×103 老化15 年后 65.9 17.0 5.11×103 老化30 年后 70.9 15.4 4071×103

六、 机具设备

粘钢加固的机具设备，视现场情况及施工面积和工期要求合理配置。一个台班所需主要机具设备参见表15。

表15 施工机具表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 名称 手持式钻机 空压机 电锤 手持风机 角磨机 钻床 无齿锯 电焊机 毛刷 板手 切割锯 灌浆设备 数量 5台 2台 2把 2把 4把 1台 1台 1台 5把 5把 1台 台

七、劳动力组织及安全

1、 劳动力组织。视现场工期及施工面积确定班组数，每班组约20 人，工长１人、工程技术员１人、安全员1人、质检员l人、电工1人、电焊工1人、专业工人14 人。每天粘贴5～7m2。 2、 安全

① 配制粘结剂用的原料应密封贮存，远离火源避免阳光直接照射。

② 操作员应穿工作服，戴防护口罩和手套，施工人员严禁在现场吸烟。

③ 要定期对用电设备进行检查维修。 ④ 丙酮必须远离火源操作或放置。

八、 质量标准

1、 工程验收时必须有钢板及建筑结构胶的材质证明、复试报告及胶的抗拉拔试验报告。

2、 每一道工序结束后均应按工艺要求及时进行检查，做好相关的验收记录，如出现质量问题，应立即返工。

3、 加固构件的粘钢质量，一般采用非破损检验，即从外观检查钢板边缘溢胶色泽，硬化程度，用小锤敲击钢板表面，以回音来判断有效粘接面积，如出现空鼓等粘贴不密实的现象采用压力灌胶的方法进行补救，若粘结面积锚固区少于90％，非锚固区少于70％（锚固区由设计计算确定），则判定粘结无效，需重新施工。

4、 对于重大工程，为真实检验其加固效果，尚需抽样进行荷载试验，一般仅作标准使用荷载试验，即将卸去的荷载重新全部加上，其结构的变形和裂缝开展应满足设计使用要求。

5、 大面积粘贴前需做样板，待有关方面验证后，再大面积施工。 6、 关键控制点：

① 工作环境的温度，由于胶本身的性能要求操作时温度在5～60℃之间。

② 工作环境的相对湿度不大于70％，如果相对湿度过大，胶容易受潮而起鼓泡，从而影响粘贴质量。

③ 基底处理是关键工序，基底处理不应只停留在构件的表面处理，尤其对于老结构，更应对其本身检查是否有空鼓，裂缝现象，以便采取相应措施保证粘贴质量。

④ 的粘贴时，一定要避免先粘后焊，因焊接温度过高，容易引起结构胶老化而失效。

⑤ 粘贴钢板与原构件宜采用胀管螺栓连接。