结构外部粘贴加固问题的探讨

结构外部粘贴加固问题的探讨

一、近年来，随着建筑物步入“中老年化”及建筑改造加固的发展，结构外部粘贴钢板、 粘贴碳纤维布、粘贴玻璃纤维布、粘贴玄武岩布等的工程实例越来越多，粘贴加固方法已趋 于成熟，大量的粘贴材料不断涌现，结构胶的种类越来越多，配套的各种加固设计及施工规 范也相继出台，各种方式的加固与改造学术交流活动十分活跃，各大城市都成立了若干技术 力量差异较大的加固改造公司，这些公司的年产值最高的达4〜5千万元，甚至上亿元，小 的也有几十万元不等。随着行业的技术革新与市场化运营，各种优质和劣质的加固材料和加 固工艺也不断涌现，加固市场处于一种较为混乱的局面。由于加固材料、加固工艺以及被加 固基材质量不一的原因，给一些建筑物埋下安全隐患，学术界对此的呼声越来越高。广州市胜特建筑科技开发有限公司笔者吴如军根据从事十多年加固工作的经验，对结构外部粘贴加固设计及施工工艺问题提出一些看法，应在同行中引起注意。

二、被加固构件的强度问题

外部粘贴物加固构件的传力途径是通过构件本身传力，构件强度是加固传力可靠与否的 第一保证。当外部荷载产生时，外力通过构件本身产生内力，直接通过混凝土传到外部粘贴 物，此时混凝土起到剪力传递的作用，所以，混凝土抗剪强度的高低是外部粘贴物不可忽视 的重要问题，混凝土相当于一个载体，只有通过它将内力传递给胶和粘贴物，在《混凝土 结构加固设计规范》中，虽然明确了混凝土强度的重要性，但仅提到混凝土强度不低于以5，这样的强度仅保证了粘贴加固时被粘贴加固构件的基本强度，而不是计算的强度，当 要求粘贴加固所需外部粘贴的物质要承担的承载能力较高时，被加固物件的混凝土强度无法 满足其剪力传递，此时，混凝土与胶的界面将产生脱离，混凝土将被剪坏，而无法实现外部 粘贴物的作用。在加固设计计算中，关于外部粘贴物的设计，被加固构件混凝土强度与外贴加固承载力 的提高量的两个关联问题暂时无计算依据，亦没有这方面的试验数据，仅是在设计时采用锚 固法将外部粘贴物与旧结构通过锚固措施将其锚固起来，虽体现了加固的可靠性，但仍有失 科学性和数据性。

三、粘接胶的粘接问题

在粘贴施工中，由于对粘贴工艺和粘贴表面强度理解的差异，其粘贴施工后胶的剪力传 递是否可发挥到最大作用，完全取决于胶与混凝土、胶与粘贴物的粘接能力。有关粘接面的 打毛与清理问题，是粘贴成功的关键之一，粘贴面的表面处理应注意以下内容：1.混凝土表面的处理由于浮浆层和碳化层强度相对偏低，应注意混凝土表面浮浆层和碳化层的打磨，并保证 粘贴面无灰尘、无松散物，同时应注意混凝土表面的干燥度，清理后的基面不得过于光滑， 并尽可能产生垂直于受力方向的打磨横道紧密，粘贴咬合好。2丨钢板的表面处理钢板表面应无锈蚀，打磨后不得过于光滑，并保证其打磨方向应垂直于钢板的受力方 向，确保钢板与胶粘贴紧密。3丨对纤维布粘贴要求粘贴纤维布时应注意胶与布的浸透性和相融性，当胶无法浸透到布丝中与布丝合为一体 时，其强度将大大降低。所以对于布的粘贴，保证粘接胶的稠度使其浸透良好，是保证施工 质量的重要条件。

四、外部粘贴加固的适用条件

1、当温度大于60°C时，胶将被破坏，故外部粘贴不适宜高温的环境，如珠三角地区的 室外、高温房等。

2、考虑胶在长期受力状态下产生松弛，外部粘贴不适宜提高较高承载力，若需提高较 大承载力应加锚固措施。

3、由于粘贴后的构件产生应变超前应力滞后的特点，只有当构件产生较大应变时，粘贴物才能起到作用，故不适宜不能卸荷的加固处理。

4、为防止胶的老化、粘接脱落的问题，粘贴加固不得用于长期有水浸泡的地方。

5、考虑到粘贴加固属于新工艺，没有可靠的事实依据，应严格控制粘贴材料的性能指 标，加固后的使用年限暂定不超过30年，30年后应对其构件受力情况检查使用。

6、由于粘贴结构属无腹筋结构，粘贴提高的承载能力应有严格的限值。当提高的承载能力较高时，建议加设箍板，确保结构整体受力。

五、工程案例：珠海某15栋教学楼加固工程

（一）工程情况：该建筑于1993年开工，201年投入使用。共有15栋建筑物，其中包 含学生宿舍、教工宿舍、教学楼、食堂、综合楼、办公楼、礼堂等。现经房屋安全鉴定所提 供的建筑物《安全鉴定报告》的内容，该建筑物存在以下问题：

1、梁板柱混凝土强度偏低，强度从C12〜C17不等；

2、梁柱板配筋严重不足；

3、混凝土保护层太簿，钢筋外露，锈蚀严重；

4、楼板出现大量裂缝。

（二）加固原则：根据检测报告和应力计算分析，对原建筑物进行加固处理。

1、柱：（1）柱轴压比>0.9时，采用加大截面法加固处理；（2）柱轴压比<0.9时，柱 主筋不足时采用湿式外包钢加固处理；（3）柱的抗震箍筋面积不足时，在柱的加密区外包钢加固处理。

2、梁：（1）梁超筋且抗剪承载力不足时，采用加大截面法加固处理；（2）梁（或梁端节点）箍筋不满足抗震要求及抗剪承载力不足时，采用粘钢箍加固处理；（3）梁纵筋不足时且大于计算配筋的5%时，采用粘钢加固处理。

3、板：（1）板筋锈蚀程度未超过5时，对部分板碳化及松散层、钢筋锈蚀部分进行 清理，并对界面凿毛。涂刷阻锈剂，使钢筋不再生锈，然后进行环氧砂浆找平，板筋锈蚀程 度超过5^时采用板底布置钢筋网，喷射混凝土加固处理；（2）对裂缝宽度<0.3mm的板，采用表面修补处理，对裂缝宽度≥0.3mm的板，采用粘钢加固处理；（3）对负筋下移的楼 板采用粘钢加固处理或对抽检板进行静载实验，然后根据实验结果进行加固