常见的建筑和建筑构件加固改造工程重点难点的质量控制

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1、常见的建筑和建筑构件加固改造工程重点难点的质 量控制 前言：加固工程是指对有质量隐患或安全隐患的已完成的建筑或 建筑构件进行结构加固，使得该建筑物或建筑构件能继续其使用功能 得以延续的工程工作。目前常见的建筑和建筑构件加固改造工程的主 要方法有植筋法、碳纤维片材结构加固法、粘刚加固法等［10］。加 固改造的质量控制是加固改造工程中不可或缺的一个 重要环节，质量 控制的好坏直接影响整个结构的使用和安全性能，下面针对文中提到 的3种常见的建筑和建筑构件加固技术的质量控制要点分别进行论述。 1碳纤维片材加固的质量控制碳纤维片材结构加固技术是采用高 性能树脂类粘结材料将碳纤维材料粘贴在建筑结构构件

2、表面，使两者 共同工作，提高构件的承载能力，以达到对结构和构件加固补强的 目的。碳纤维片材具有高强度和自重轻的特点，其施工简便、迅速 且约束条件少等，在各种结构加固工程中使用较为普遍［8］。使用树 脂类粘结材料将碳纤维片材粘贴在构件表面，使得片材在构件受力时 与构件保持变形协同，从而提高抗荷载能力。 1.1施工工艺及方法首先选取一块混凝土其强度和倾斜度与碳 纤维片材相当进 行相关工艺试验和材料性能检验，这样就可以对碳纤维片材的粘贴质 量进行检测，并根据测试的破坏形式和设计正拉粘贴强度要求进行相 关物料指标调整，从而确定施工的技术要点、控制要点和质量检验、 评定办法。碳纤维片材加固处理方法

3、比较简单，其 主要流程为：混凝 土基面处理f涂刷底层树脂f基面找平处理f粘贴碳纤维片材f碳纤维 片材表面防护。 1.2质量控制 首先检测碳纤维片材的抗拉强度，并对粘贴材料进行粘贴强度 检验，通过检验的材料方可使用。碳纤维片材其主要材料性能要求 如下，碳纤维片材的力学指标[9]:弹性模量》2.1 x 105Pa,抗拉强度标 准值》3000MPa伸长率》1.5%。单层碳纤维片材的单位面积碳纤维 质量不低于 150g/m2,也不要高于450g/m2。粘 碳纤维片材加固的设计计算，可按 CECSI46:2003《碳纤维片材 加固修复混凝土结构技术规程》4.3条规定执行。设计时，碳纤维片 材的拉

4、应力取值应按第4.3.2-2.3条确定，其允许拉应力满足下列条 件： 且 若碳纤维片材的 fcfu=3350 MPa , Ecf=2 . 2x 105MPa 贝 U [£ cf] w0. 0107,取值Min{0 . 0107, 0.01}=0.01，因此，碳纤维片材的允 许拉应力[(T cf] w 0.01 x 2.2 x 105=2200 MPa也 就是在设计时，应控 制碳纤维布的最大拉应力不得超过2200 MPa。 配套粘贴材料的主要性能指标可以参照《机械工业产品用塑料、 涂料、橡胶材料人工气候加速实验方法》GT/T14522-93规定的环境 条件下进行耐久性测试，经过2000

5、h加速老化后，按《碳纤维片材 加固混凝土结构技术规程》CECS146测定的正拉粘结强度不应明显 的降低。可以通过小锤检测碳纤维片材表面与混凝土之间的粘贴质量， 并保证其有效粘贴面积不低于 95%［8］。当 空鼓面积不大于100cm2时，可以通过注胶进行修补，否者需要 把碳 纤维片材切除，重新粘贴上新的片材，对于新粘贴的碳纤维片材其 长度不应小于10cm通过对施工工艺和施工材料的性能 指标控制，可 以有效的把碳纤维加固技术应用于各种建筑的加固，提高建筑整体的 承载能力起到良好的作用。 2植筋技术及其质量控制通常，在混凝土结构的施工工程中偶尔 会出现构件遗漏的情况，在结构施工完成后需要对结构

6、功能进行调整， 或者在施工后柱、墙、板、梁等承载力不断增加［6］。在上述情况下， 若对结构重新进行钢筋的调整，则施工难度很大，且施工风险增加， 通 常的做法是采用植筋技术进行加固便能取得良好的效果。 2.1植筋技术原理 植筋技术是在旧混凝土构件上根据结构的受力特点，确定所需 钢筋的数量、规格、位置，在旧构件上经过钻空、清孔、注入 植筋粘 结剂，在插入所需钢筋，使钢筋与混凝土通过结构胶粘结在一起，然 后浇筑新的混凝土，从而完成新旧钢筋混凝土的有效 连接，达到共同作用、整体受力的目的。植筋技术的主要流程为：定 位植筋孔f钻空f清孔f钢筋表面处理f注胶f植入钢筋f养护固化［5］。 2.2植筋

7、技术的质量控制 在加固施工中植筋施工是一个非常重要的环节，新种植的钢 筋 作为新旧混凝土连接的重要纽带，直接关系到整体混凝土结构的好坏， 所以对植筋的质量控制是非常重要的，根据实际施工的经验，下面对 植筋技术的质量控制提出几个方面的建议。 2.2.1植筋胶的选择因为植筋胶的抗氧化性、长期稳定性、耐酸 碱性、耐高温等特性直接关系植筋连接的牢固程度和使用时间。所以 在选择植筋胶时一定要根据工程实际情况进行选择，对于特别重要的 结构位置，一定要严格选用符合各项技术指标和使用环境的产品，确 保 植筋胶能够满足施工的需要。 以国产的JCT-1型锚固胶为例°JCT-1型分内装A料和B料,A料 为主料

8、，B料为辅料，使用前将A、B料按质量比100:( 0.5-2)进行 充分混合。通过增减B料的用量,可以控制锚固胶的凝固时间，一般 为2-4 h,以适应使用时的环境温度及所需锚固件的使用要求［7］。结构 胶通常在稳定为15-25C，需采用精确的计量器具进行配胶，并分A、 B两组分别进行称量，混合A、B需强力搅拌，且每次配量要控制在 一定量范围内，以免影响配胶的质量，每次配制完成后，需在指定 的时间内使用完。 2.2.2植筋施工的质量检测整个植筋施工完成后可以随机抽取 一定数量的植筋进行检测U，当选用的植筋胶质量可靠性无法保障时，可 以提取一定的植筋胶样品进行破坏性检测和无损检测，通过检测的样

9、品才可以被用于植筋施工。对于钢筋锚固强度的检测，可以使用植 筋胶对不同的钢筋进行检测，一般采用3根钢筋作为一组，每组分 别做好记录，然后通过相关资质单位进行检测，最后出具检测报告。 对于锚固强度不够的钢筋，予以淘汰，并对不合格的钢筋做好现场记 录，并选用合格钢筋进行补筋。植筋通过结构胶与混凝土基材粘接后, 其抗拉、抗剪强度均优于钢筋或螺杆直接预埋于混凝土中相应的强度。 植筋连接的承载力按（ 1）式进行计算： （1） 公式中V A表示锚固连接重要性系数，1级取1.2,2级取1 1; S 表示锚固连接荷载效应组合设计值；R表示锚固承载力设计 值。 （2） 公式中RK表示锚固承载力标准值，

10、V R表示锚固承载力分 项系 数，可以在JGJ145-2004 《混凝土结构后锚固技术规程》查阅。由于植筋锚固的效果受到 植筋孔大小的影响，一般采用锚固胶覆盖住钢筋和基材。被植入钢筋 的直径d越大，其锚固胶的覆盖厚度越大,通过公式：D =d+（4~10） mm进行计算。根据植筋在锚固后的抗拔力应大于钢筋的屈服强度标 准值，可得到植筋的埋置深度与植筋的强度、直径及通过树脂在混凝 土中粘结强度的 关系式： （3） 在公式3中LS表示植筋的有效埋置深度，fev表示基材中的 抗拔粘结强度，AS表示植筋的截面积，fyk表示植筋的强度标 准值。 D表示植筋的直径，KY表示分项系数。植筋深度的计算

11、公 式 为：La=Ls+(10~20)mm。 2.2.3做好施工过程中的质量控制 植筋过程施工人员的技能 会影响到施工质量的好坏，因此选择一支具有丰富施工经验的队伍对 施工的质量控制起到很好的作用，在施工过程要对植筋的钻孔的深度、 精度，植筋胶的使用量和钢筋的表面处理都有进行严格检测和验收， 确保施工质量。 植筋施工方便、施工速度快、成本也相对较低，植筋加固可以高 效的节距新旧混凝土之间的结合问题，已经广泛的应用在加固和扩建 等各类建筑工程中。 3粘刚加固及其质量控制 粘刚加固由于施工方便，不需要改变结构外形，加固效果也十 分可靠，在混凝土结构加固中已得到十分广泛的使用。 3.1粘

12、刚施工技术原理 粘刚加固是采用特制的粘贴剂，将钢板粘贴在钢筋混凝土结构 的表面，钢板通过粘胶层传递剪应力与正应力，与混凝土协调工作， 从而使得结构提高结构的荷载能力，达到加固的目的。粘 贴钢板的主要施工流程为[1]:施工准备及放样f粘钢区域混凝土表面处 理f探测预应力钢绞线及钢筋位置， 钻孔f清孔，植埋 螺杆f粘贴钢板现场配套打孔与钢板粘贴面表面处理f安装钢板f封边 及安装灌注管f灌注结构胶f钢板表面防腐处理f验 收。 3.2粘刚加固的质量控制 对于粘刚加固的质量控制首先应对施 工单位的资质和施工经验等方面进行检查，确保施工单位的组织设计、 质量保证体系等程序通过审查，并向施工单位提交监

13、理程序。下面 对粘刚加固施工重点的质量控制进行论述。 3.2.1粘刚材料的控制粘刚加固使用的采用主要有钢板和粘合剂。 首先应对钢板材料的规格、型号、数量等技术指标进行检查，且还需 要检查材料的质量保证书、合格证、材料性能、产品说明书以及材料 检测报告等［2］。钢-强度现场检验一般以图1所示的方法分别对钢- 钢粘结抗剪和抗拉强度试验。 (a) 粘结抗剪强度试验 (b) 粘结抗拉强度试验 图1钢-钢粘结强度试验示意图 试验材料要采用与实际使用材料相同的号进行测试，其尺寸为 20mM 70mm相互塔接粘结长度为15mm塔接面积 S1=15mm20mm作拉伸试验直到粘结面脱离为止。其拉力为

14、 N, 则粘结抗剪强度为f仁N/S。作粘结抗拉强度使试验的试样可采用2 个0 25钢件(图1 ( b)所示)对粘并做拉伸试验。到粘结面脱离，其粘 结强度为f2=N/S2,其中S2为0 25粘结面面积，S2=( n X 255)/4(mm2)。 钢-钢粘结抗拉、剪强度试验各3件，试验结果f1、f2的值均大于 或等于该粘结剂相对应的规定值。当其中一项或二项不合格，应采取 双倍抽样检验，直到合格后才可以使用。 3.2.2混凝土粘合面的控制混凝土构件表面处理关系到粘刚加 固的质量，是在施工过程 中要严格控制的一个重点。首先做好混凝土表面的清理工作，最 好 使用脱脂棉蘸丙酮擦拭，旧混凝土构件应使外

15、面一层完全脱落，露出 新的表面，新混凝土应使表面完全清洁［3］，这样混凝土表面具有良 好的亲和力。做好混凝土表面的清洁工作后，接下来要使混凝土表 面完全干燥，在环境湿度较大情况下，应使用干燥设备进行干燥， 直到表面符合施工要求方可进行粘贴。 3.2.3钢板表面处理和粘合剂的控制钢板表面通过粘合剂与构 件粘合，所以其表面处理也同混凝 土构件表面处理同等重要。要检查钢板表面的锈迹，并进行打磨除 锈处理，打磨时打磨纹路的方向应与钢板受力方向垂直，且打磨粗 糙度越大越有利于粘合，打磨完后并使用丙酮进行擦拭，等表面干 燥后方可进行粘合［4］。粘合剂的使用，应按照粘合剂的 使用说明，按照规定的比例调

16、配好，在粘合剂的使用过程中应严 格 控制好使用时间，一般来说，在夏季40分钟内应使用完，冬季在60 分钟内使用完，超过使用时间的粘合剂不能在使用。 3.2.4 粘贴过程的控制 在粘贴钢板前，首先应卸载加固构件的荷载，在粘贴钢板时，应 检测钢板边缘是否有胶液被挤出，这样是为了避免钢板在某些区域粘 合剂出现空鼓。在钢板粘贴后应适当加压进行固定，且加 压是平整 均匀，确保钢板与构件完全粘合。在钢板粘合结束后，应禁止在钢板 上在进行任何作业，直到钢板完全固定后，才可以进行其他施工。 3.2.5质量的控制施工 在进行以上质量控制施工时，一定要制定详细的施工技术措施， 在施工过程中建立和完善质量日

17、记和质量跟踪制度，针对可能出现的 突发事故制定质量和安全事故应急预案。在施工前学习规程、规范， 进行特殊工艺操作技术培训，“谁施工，谁负责，谁主管，谁负责”。 4结语 本文主要论述3种加固改造技术的质量控制，在碳纤维片材加 固技术中，首先应选择好符合要求的纤维片材，根据相关规程做好 碳纤维片材的受力分析和混凝土表面清理工作，最需要对粘贴进行检 测；植筋加固技术中植筋和植筋胶的选择和使用至关重要，同时也需 要做好植筋进行受力分析和植筋孔的清洁工作；粘钢加固时首要做好 钢板和混凝土的表面处理工作，对粘钢材料的选择，必须做钢-钢 粘接抗拉和抗剪强度试验，另外粘钢是一项细致的工作，工作人员需 要有一定的工作经验和耐心。