密封膠粘加固損傷鋼筋混凝土梁的粘結(jié)性能試驗(yàn)分析

程瑞芳 寧亞鋒

摘要：建筑的安全性是其發(fā)展的根本，而建筑結(jié)構(gòu)的工程鋼筋混凝土梁的加固設(shè)計(jì)更加關(guān)系到整個(gè)建筑的穩(wěn)定程度，與建筑的安全性息息相關(guān)。鋼筋混凝土梁在受損之后的加固工作不僅對(duì)于建筑的修復(fù)至關(guān)重要，更是關(guān)系到整個(gè)建筑的安全性以及其經(jīng)濟(jì)效益。文章對(duì)密封膠粘加固損傷鋼筋混凝土梁的粘結(jié)性能進(jìn)行試驗(yàn)分析，希望能夠?yàn)閾p傷鋼筋混凝土梁的加固工作提供參考。

關(guān)鍵詞：密封膠;加固;損傷鋼筋混凝土梁;粘結(jié)性能

中圖分類號(hào)：TQ436.+6;TU375

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-5922（2020）12-0009-03

0 引言

近幾年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，建筑領(lǐng)域的發(fā)展速度也因此而越來(lái)越快。建筑領(lǐng)域中鋼筋混凝土梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也越來(lái)越普遍，其長(zhǎng)期受到疲勞荷載的作用，久而久之就容易發(fā)生損傷，此時(shí)，加固就成為修復(fù)這些損傷的常用方法。對(duì)鋼筋混凝土梁損傷的加固不僅可以增強(qiáng)建筑的安全性，延長(zhǎng)建筑的使用壽命，還能夠節(jié)約資源，提升經(jīng)濟(jì)效益。

密封膠建筑裝修中常用的材料，具有超強(qiáng)的粘合力，使用方便，不會(huì)對(duì)墻面造成損壞，綠色環(huán)保、省時(shí)、高效，且使用廣泛，備受建筑領(lǐng)域的青睞?；炷辆哂休^高的熱膨脹系數(shù)，因此在其建設(shè)是一般都留有接縫，因此接縫處密封材料的選用和粘結(jié)情況是混凝土工程中的關(guān)鍵問(wèn)題，而在鋼筋混凝土梁的加固過(guò)程中密封材料的選擇也成為重中之重。目前，很多混凝土工程中使用瀝青、聚氨酯、聚硫膠等做接縫處的密封材料，但是這些材料的高溫易流淌、低溫易脆裂、耐氣候老化能力差等缺陷導(dǎo)致其容易發(fā)生粉化、脫粘、開(kāi)裂等狀況，而密封膠因其自身卓越的耐氣候老化性能和抗位移能力在鋼筋混凝土梁的加固工作中脫穎而出。對(duì)于鋼筋混凝土梁的加固工作來(lái)說(shuō)，密封膠的受用對(duì)象是混凝土材料，屬于多微孔、堿性材料，與玻璃幕墻、石材、金屬等材料在本質(zhì)上有很大的區(qū)別，其對(duì)密封膠的技術(shù)有較高的要求;鋼筋混凝土量的尺寸較大，接縫累計(jì)變形量大，因此其對(duì)于密封膠的界面粘結(jié)力、變形適應(yīng)能力等也有較高要求;另外，密封膠與鋼筋混凝土的的粘結(jié)性能是保證加固作用的關(guān)鍵。本文針對(duì)密封膠粘加固損傷鋼筋混凝土梁的粘結(jié)性能進(jìn)行研究，對(duì)于損傷鋼筋混凝土梁的加固有重要意義。

1 鋼筋混凝土梁加固對(duì)密封膠的性能要求

密封膠用于鋼筋混凝土梁加固中受到很多因素的影響，密封膠性能不好對(duì)于鋼筋混凝土梁加固的使用壽命和質(zhì)量有很嚴(yán)重的影響，進(jìn)而影響整個(gè)建筑的質(zhì)量，因此，對(duì)于用于鋼筋混凝土梁加固中的密封膠的性能有很嚴(yán)格的要求。

1.1 水密性能和氣密性能

當(dāng)密封膠用于鋼筋混凝土梁加固中時(shí)，其水密性和氣密性是其最基本的性能，在鋼筋混凝土損傷的加固時(shí)，若其水密性和氣密性差，容易產(chǎn)生滲漏情況，使鋼筋混凝土梁受到外界因素的影響，從而影響鋼筋混凝土梁的質(zhì)量。只有使用具有較好水密性能和氣密性能的密封膠，才能在鋼筋混凝土梁損傷加固時(shí)形成連續(xù)的不滲透層，從而更好的修復(fù)和保護(hù)損傷的鋼筋混凝土梁，進(jìn)而提高整個(gè)建筑的安全性。

1.2 力學(xué)性能和蠕變性

鋼筋混凝土梁在受到收縮、荷載或溫度等因素的影響時(shí)容易發(fā)生一定的位移，同時(shí)粘結(jié)面處于拉伸受力的情況，因此密封膠在用于鋼筋混凝土梁損傷加固時(shí)必須有一定的彈性和蠕變性，在其受到外界影響而發(fā)生位移時(shí)，密封膠不會(huì)直接開(kāi)裂造成粘接破壞，能夠適應(yīng)位移的變化，自由伸縮，具有一定的恢復(fù)能力，在外界減弱或者消失時(shí)使其恢復(fù)原狀。

1.3 耐候性

一些建筑的鋼筋混凝土梁結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期暴露在外部環(huán)境中，容易受到空氣、溫度、水分等因素的影響，因此在密封膠加固損傷鋼筋混凝土梁結(jié)構(gòu)時(shí)，也可能會(huì)長(zhǎng)期暴露與陽(yáng)光下，受紫外線、風(fēng)雨雷電等的影響，還會(huì)存在熱脹冷縮的現(xiàn)象，這些因素顯然容易對(duì)對(duì)密封膠產(chǎn)生傷害。因此密封膠在對(duì)損傷鋼筋混凝土梁加固時(shí)需要具備耐候性和耐久性，以便能夠外界因素對(duì)其產(chǎn)生的影響，從而延長(zhǎng)其使用壽命。

1.4 粘結(jié)性

密封膠用于鋼筋混凝土梁損傷加固時(shí)，最重要的一個(gè)特點(diǎn)是其粘結(jié)性能，其粘結(jié)性能是評(píng)判密封膠好壞的重要性能。用于鋼筋混凝土梁損傷加固時(shí)，密封膠粘結(jié)性能好，才能起到防水、修復(fù)的作用，若其粘結(jié)性能不好不僅無(wú)法起到密封防水作用，也不利于鋼筋混凝土梁的損傷加固。另外，密封膠粘結(jié)性容易受到多種因素影響，鋼筋混凝土的孔洞過(guò)大，或者分布不均勻等，都不利于密封膠的粘結(jié)性能。

1.5 其他性能

密封膠用于鋼筋混凝土梁損傷加固時(shí)除了具有上述的性能外，還要求其污染性小、容易涂抹，這樣不僅有利于環(huán)境的保護(hù)，還能便于施工。另外密封膠的防霉性能也很重要，因其霉變會(huì)直接影響鋼筋混凝土梁的質(zhì)量。

2 試驗(yàn)方法

上述部分對(duì)鋼筋混凝土梁損傷加固中關(guān)于密封膠的性能要求做了簡(jiǎn)單的介紹，顯然，其粘結(jié)性能在鋼筋混凝土梁損傷加固過(guò)程中起到關(guān)鍵作用，因此本節(jié)對(duì)其粘結(jié)性能展開(kāi)研究。

2.1 試驗(yàn)原料

MSPU-50耐候密封膠：硅烷封端聚合物密封膠，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 試驗(yàn)方法

首先，用清除鋼筋混凝土基材表面的塵灰。其次，將粘結(jié)鋼筋混凝土基材組裝成空腔，該操作在防粘材料上進(jìn)行，然后將在粘結(jié)鋼筋混凝土基材組裝成的空腔內(nèi)填充MSPU-50耐候密封膠，并將密封膠擠壓在基材的粘結(jié)面上，粘結(jié)結(jié)實(shí)，制成試件，需要注意的是在制備過(guò)程中要避免在粘結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生氣泡。最后，將制備好的試件于標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下放置28d后進(jìn)行粘結(jié)性能測(cè)試。

2.3 測(cè)試方法

2.3.1 拉伸粘結(jié)性

按照標(biāo)準(zhǔn)《建筑密封材料試驗(yàn)方法》中的試驗(yàn)方法，將經(jīng)過(guò)28d養(yǎng)護(hù)后的試件在23qC左右的條件下拉伸，拉伸試驗(yàn)以5mm/min的速度盡心，將試件拉伸至破壞為止，最終經(jīng)過(guò)測(cè)定和計(jì)算得出試件拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。

2.3.2 定伸粘結(jié)性

按照標(biāo)準(zhǔn)《建筑密封材料試驗(yàn)方法》中的試驗(yàn)方法，將經(jīng)過(guò)28d養(yǎng)護(hù)后的試件在標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行定伸，試驗(yàn)中拉伸速度為5mm/min。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在試件的伸長(zhǎng)率為100%時(shí)，停止試驗(yàn)，同時(shí)將定位墊塊插入已拉伸的試件中，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)24h。測(cè)定試件粘結(jié)或內(nèi)聚的任何破壞。

2.3.3 浸水后定伸粘結(jié)性

按照標(biāo)準(zhǔn)《建筑密封材料試驗(yàn)方法》中的試驗(yàn)方法，將經(jīng)過(guò)28d養(yǎng)護(hù)后的試件浸入23℃左右的蒸餾水中4d，再于標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)1d。將試件在標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行定伸，拉伸速度為5mm/min，當(dāng)試件拉伸至100%伸長(zhǎng)率時(shí)，停止實(shí)驗(yàn)，同時(shí)將定位墊塊插入已拉伸的試件中，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)24h。測(cè)定試件粘結(jié)或內(nèi)聚的任何破壞。

3 結(jié)果與討論

3.1 粘結(jié)性能

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，經(jīng)MSPU-50耐候密封膠粘結(jié)過(guò)的鋼筋混凝土試件，其平均拉伸強(qiáng)度為1.35MPa左右，斷裂伸長(zhǎng)率為682%，定伸粘結(jié)性和浸水后的粘結(jié)性都為無(wú)破壞。因此可以明顯得出結(jié)論，密封膠與鋼筋混凝土的粘結(jié)性較好，經(jīng)密封膠粘結(jié)過(guò)的鋼筋混凝土?xí)r間的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、定伸粘結(jié)性和浸水后的粘結(jié)性等各項(xiàng)性能明顯較好。因此，密封膠可以用于加固損傷鋼筋混凝土梁，且通過(guò)試驗(yàn)表明，其在鋼筋混凝土間的粘結(jié)性能良好。

3.2 粘結(jié)界面特征

為了進(jìn)一步研究密封膠與鋼筋混凝土的粘結(jié)性能，通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）對(duì)MSPU-50密封膠與鋼筋混凝土粘結(jié)界面的進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)分析，具體情況如圖1所示，圖1為MSPU-50密封膠與鋼筋混凝土粘結(jié)界面界面層的掃描電子顯微鏡的結(jié)果。圖a為空白鋼筋混凝土表面的微觀結(jié)構(gòu)，從圖a中可以明顯看出，鋼筋混凝土界面為松散的孔隙結(jié)構(gòu)。圖b為涂有MSPU-50密封膠的鋼筋混凝土的界面結(jié)構(gòu)，從圖b中可以明顯看出，MSPU-50材料能夠很好的滲入鋼筋混凝土的內(nèi)部孔隙，與其完美地結(jié)合在一起，表明MSPU-50與鋼筋混凝土的相容性較好，因此產(chǎn)生良好的粘接強(qiáng)度。

4 結(jié)語(yǔ)

鋼筋混凝土具有使用方便、可塑性好、價(jià)格低、高強(qiáng)耐久、環(huán)保等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于各種建筑工程中。隨著建筑設(shè)計(jì)、施工、使用、風(fēng)荷載、地震荷載、沖擊等多種因素的影響，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量問(wèn)題成為廣大國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者的重點(diǎn)關(guān)注問(wèn)題，另外因其在發(fā)生損傷后的修復(fù)問(wèn)題關(guān)系到整個(gè)建筑的質(zhì)量以及使用壽命，因此，國(guó)內(nèi)外關(guān)于鋼筋混凝土梁損傷加固也進(jìn)行了大量研究。文章研究了密封膠粘加固損傷鋼筋混凝土梁的粘結(jié)性能，希望能夠?yàn)閾p傷鋼筋混凝土梁的加固工作提供參考。

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