[发明专利]粘锚式包钢加固粘结材料及加固工法

说明书

本发明涉及建筑混凝土结构及构件加固，特别是包钢加固的粘结材料及工法。

现有技术粘结钢板(筋)加固混凝土技术使用的粘剂是环氧树酯系列或是改性环氧树酯，俗称结构胶，都是高分子材料。这些粘结剂有如下缺点：1)容易老化；2)环氧树酯粘结剂的弹性模量较混凝土低一个置级，因此混凝土变形时，通过这低弹性模量的材料传递应力到钢板则会造成钢板与混凝土之间的应力不同步和应变滞后，这样就造成原梁钢筋屈服破坏而外贴钢板远未超过弹性阶段的浪费现象；3)由于环氧胶比起混凝土和钢板密度小，弹模低，容量少，造成由温差变形或受力变形不协调，不同步，这样就会造成材料之间的界面应力集中积聚和疲劳，从而破坏界面粘结力又称为界面粘结力老化。上述材料的缺点，使包钢补强法难以发展，也被不少专家判定为临时加固法。

而目前的加固工法使用临时支撑，有如下缺点：1、设置临时支撑在很多情况下会影响周围的空间的正常使用，使工作造价升高，在某些情况下甚至是不允许的；2、临时支撑设置法向力，对于梁板等物件是可行的，但对于抗剪力墙等物件就很难设置法向力的支撑了，这样限制了粘钢技术的使用范围。

本发明的目的是提供一种耐老化性能良好，施工方便，使用范围广泛，并能永久加固的包钢粘结剂及施工方法。

本发明的技术方案是：采用聚合物水泥浆作为粘结剂代替高分子纯有机材料－环氧胶。聚合物的成份和配比如下：环氧乳液或阳离子丁胶乳∶聚酰氨∶石英粉∶水泥=18～23∶4～7∶20～25∶40～55。施工方法包括：在构件上铅螺栓孔，安装膨胀螺栓，构件表面混凝土涂界面剂作界面处理，用上述粘结材料粘贴钢板，上紧膨胀螺栓的螺母。

本发明的优点：1)粘结材料由无机材料组成，有效解决老化问题，使粘钢法成为永久加固法；2)使原钢筋与补强强钢板的应力同步率高达99％，钢板与构件共同工作所需的力传递由粘结材料的粘结力和膨胀螺栓的预加法向应力共同组成，结构安全度较高；3)由于膨胀螺栓的压紧作用不需设置临时支撑，为建筑物的正常使用提供方便，同时也降低了工程造价。

本发明采用了聚合物水泥浆作为粘结剂代换高分子纯有机材料－环氧胶，这种材料主要成份是树脂乳液、水泥、石英粉，或固化剂，这种胶的商品名称为TN胶，由于是乳化了的环氧，水泥在含有50％水份的环氧乳液内起到水化反应，形成无机胶结材料，从而把有机材料的高力学性能和无机材料的耐老化性能很好地结合在一起了。此外这样结合，使NT胶的固结体剪切弹性模量大大地提高，从原来的纯环氧10²Mpa提高到10³Mpa，这样就有效地解决了传统粘结胶的通病。

具体实施配方及效果如下：

一、环氧乳液∶聚酰氨∶石英粉∶525#普通硅酸盐水泥=20∶5∶23∶52

其主要力学性能指标如下：

固化时间：5小时

粘结抗剪强度(10天龄期)：3.01Mpa～4.0Mpa

粘结弯曲抗拉强度(10天龄期)：2.71Mpa～3.5Mpa

粘结立方抗压强度(28天龄期)：23.0Mpa～40Mpa

抗压弹性模量(38天龄期)：1.05×10⁴Mpa

剪切弹性模量(30天龄期)：3.57×10³Mpa

二、阳离子氯丁胶乳∶聚酰氨∶石英粉∶水泥=18∶4∶20∶55。力学性能指标同上。

本发明的施工方法改进了以往临时支撑的做法，用永久锚杆代替。更有效地提供粘胶剂固结前的法向力，永久锚固增加了界面抗剪粘结力(但不作计算依据，只作保险系数)。

本发明的施工方法包括了：在构件上钻螺栓孔；安装膨胀螺栓；构件表面混凝土涂界面剂作界面处理；用粘结材料粘贴钢板；上紧膨胀螺栓的螺母。下面通过附图进一步说明本发明。

附图1，柱包钢构造示意图；

附图2，梁包钢构造示意图。

图中，混凝土构件1，钢板2，粘结材料3，界面4，膨胀螺栓5。