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

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

2、材料粘贴在建筑结构构件表面， 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

3、制要点 和质量检验、 评定办法。碳纤维片材加固处理方法比较简单，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

4、 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 Min0 . 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 2200MPa。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

5、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 2000h 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

6、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

7、、 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

8、 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 , 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15-25 C，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

9、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，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 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

10、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， 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+ （410 ） 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

11、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。植筋深度的计算公 式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

12、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

13、，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

14、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 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

15、) 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

16、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，