双组份环氧树脂胶粘剂价格
环氧树脂胶粘剂--材料具有轴向抗拉强度高、密度小、耐腐蚀性及耐久性好等特点,在土木工程领域的应用已非常广泛,主要有:短纤维加入混凝土制成碳纤维混凝土;制成棒状代替钢筋;制成束状用作大型土木工程的拉索或悬索等。在国外,碳纤维增强聚合物 (Carbon Fibre Reinforced Polymer 简称 CFRP ,有时也称为碳纤维增强塑料 ) 在混凝土结构加固领域已得到了广泛的应用。
1 、外贴 CFRP 加固技术
CFRP 的抗拉强度高、密度小、重量轻、耐久性好、耐腐蚀、施工便捷。外贴 CFRP 加固混凝土结构可用于各种结构类型 ( 建筑物、构筑物、桥梁、隧道、烟囱等 ) ;各种结构形状 ( 矩形、圆形、曲面结构等 ) 和各种结构部位 ( 梁、板、柱、节点、拱、壳、墩等 ) 。外贴 CFRP 施工灵活、方便,根据补强目的和部位可分为: (1) 抗弯能力加强 ( 如柱、梁、桥墩、桥板、烟囱等 ) ; (2) 抗剪能力加强 ( 如柱、梁、桥墩、剪力墙和带孔洞构件等 ) ; (3) 抗压能力加强 ( 柱等 ) ; (4) 抗环境腐蚀能力加强 ( 如隧道、烟囱、电线杆等 ) 。
经过几十根外贴 CFRP 加固梁的抗弯、抗剪试验及粘钢加固和粘贴 CFRP 加固混凝土双向板的比较试验。研究表明,外贴 CFRP 加固对梁的抗弯、抗剪极限承载力以及混凝土板的极限承载力均有明显的提高;外贴 CFRP 加固对构件刚度的影响取决于加固用的 CFRP 的厚度;用 CFRP 抗弯加固的构件有 4 种典型的破坏特征:受压区混凝土被压坏 ( 钢筋屈服 ) ; CFRP 被拉断 ( 钢筋屈服 ) ;粘结破坏 ( 混凝土被拉下 ) ;混凝土-胶界面剥离破坏。对不同的破坏特征其极限承载力的计算方法不同,外贴 CFRP 抗弯、抗剪加固效果受其锚固性能的影响很大。同时,研究还表明,影响加固效果的参数很多,主要包括:加固梁本身的性能及几何情况 ( 支撑情况、高跨比、剪跨比、混凝土强度、配筋率、配箍率等 ) 和加固材料的性能 (CFRP 的厚度、弹性模量、胶的弹性模量及极限延伸率等 ) 。研究还表明,开发国产 CFRP 材料及粘贴胶用于加固是完全可能和必要的。
2 、 CFRP 及粘贴胶
FRP 系高性能复合材料,是由环氧树脂粘聚高抗拉强度的连续纤维束而成的。常用的高性能纤维复合材料有碳纤维增强聚合物 (CFRP) 、聚酰胺纤维增强聚合物 (AFRP) 和玻璃纤维增强聚合物 (GFRP) 等,相比之下, CFRP 的性能更优。各种胶的主要作用如下:
( 1 )底涂材料,作用为渗入混凝土内部,强化混凝土表面,改善 CFRP 与混凝土之间的粘结性能;
( 2 )整平材料,作用为修补混凝土表面缺陷,提高 CFRP 与混凝土的粘结质量;
( 3 )粘贴材料,保证 CFRP 与混凝土的有效粘结及两者的共同工作。
各种材料的具体性能见表 1 、表 2 。表中各项指标均由厂家提供,根据产品生产国的有关规范规定的方法测定。
表 1 CFRP 及其性能
品 名 |
纤维种类 |
纤维面积重 (g/ ㎡ ) |
设计厚度 ( ㎜ ) |
抗拉强度 (MPa) |
弹性模量 (MPa) |
FTS-C1-20 |
高强度 |
200 |
0.111 |
3550 |
2.35×10 5 |
FTS-C1-30 |
高强度 |
300 |
0.167 |
3550 |
2.35×10 5 |
FTS-C6-30 |
高弹性模量 |
300 |
0.143 |
2500 |
5.00×10 5 |
表 2 粘贴胶性能指标
胶型号 |
配合比 |
适用温度 ( ℃ ) |
可使用时间 (min) |
干燥时间 (h) |
混凝土粘结强度 (MPa) |
抗压强度 (MPa) |
抗拉强度 (MPa) |
春秋用 |
2:1 |
15 ~ 25 |
40 |
10 |
> 2.0 |
|
|
夏季用 |
2:1 |
15 ~ 35 |
100 |
14 |
> 2.0 |
> 35 |
|
3 、外贴 CFRP 加固的施工要点
外贴 CFRP 加固在国内还是一种新技术,而外贴 CFRP 加固时的施工质量对加固效果有很大影响。根据试验及工程应用,以 CFRP 为例,总结出以下施工要点,可供工程应用参考。外贴 CFRP 加固混凝土结构的施工流程为:基面处理 → 基面清洗 → 涂刷底胶 → 粘贴面修补 → 粘贴 CFRP → 养护 → 外表防护处理。
( 1 )基面处理: 1) 对混凝土粘贴面的劣化层 ( 如浮浆、风化层等 ) 用砂轮认真清除和打磨。 2) 基面凸出部分要磨平,转角部位要做倒角处理。 3) 强度等级较低和质量较差的混凝土应凿掉,并用不低于原混凝土强度等级的环氧砂浆修补。 4) 裂缝部分要注入环氧树脂修补。
( 2 )基面清洗: 1) 用钢丝刷刷去表面的松散浮渣。 2) 用压缩空气除去表面粉尘。 3) 或无水酒精擦拭表面,也可用清水冲洗,但必须待其充分干燥后再进行下道工序。
( 3 )涂刷底胶: 1) 按比例将底胶的主剂和硬化剂放入容器内,用低速旋转的方法搅拌均匀。一次调合量应在可使用时间内用完,**过可使用时间不能用。 2) 用滚筒或刷子均匀涂抹,特别是冬季,胶的粘度较高,不能涂得太厚。 3) 底胶硬化后,若表面有凸起部分,用磨光机或砂纸打磨平整。 4) 待底胶指触干燥后,进入*二道工序。
( 4 )粘贴面修补:对粘贴面上的凹入部位,用环氧腻子 (FE - Z 或 FE - B) 修补,以保证粘贴面平整,确保加固效果。待环氧腻子指触干燥后,进入下一道工序。
( 5 )粘贴 CFRP : 1) CFRP 的下料长度,应在现场根据施工经验和作业空间确定,若需接长,接头的长度应根据具体情况而定,一般不得低于 15 ㎝。 2) CFRP 的下料数量以当天的用量为准。 3) 粘贴 CFRP 时须保证 CFRP 和混凝土面的粘贴密实,以免影响加固效果。 4) CFRP 粘贴后,为保证树脂的充分渗浸,应至少放置 30min 以上,此期间若发生浮起、错位等现象,需进行处理。 5) CFRP 粘贴后,再在 CFRP 的外表面涂刷一层 FR - E3P 树脂。 6) 粘贴 2 层以上 CFRP 时,重复以上工序。
( 6 )养护: CFRP 粘贴后,宜用聚乙烯板等进行养护 ( 但不要和施工面接触 ) ,用板养护应在 24h 以上。为保证达到设计强度,平均气温约 10 ℃ 时养护 2 周左右;平均气温约 20 ℃ 时养护 1 周左右。
( 7 )表面防护处理:为保证胶的耐久性、耐火性等性能,可在表面涂抹砂浆或采取其他措施。
( 8 )其他注意事项: 1) 气温低于 5 ℃ 时,宜停止施工。 2) 雨天和可能结露时应停止施工。 3) 当各种胶附在皮肤上时,用肥皂水冲洗,若进入眼内要立即用水冲洗或接受医生**。 4) 现场需做好防火等安全消防措施。
4 、工程实例
以下为用 CFRP 加固混凝土结构的典型工程,加固用的 CFRP 为日本新日铁公司提供的 FTS - C1 - 20 型碳纤维布。
( 1 )安徽某住宅楼梁抗弯加固:该住宅楼底部 ( 一层 ) 为框架结构,楼板现浇,上部 ( 五层 ) 为砖混结构,楼板为预制空心板。加固部分见图 1 。原设计 、 轴方向的梁 ( 墙 ) 为承重构件,由于当地没有跨度为 4.2m 长的空心板,故施工单位擅自将空心板旋转 90 o 放置,即将空心板搁置在 、 、 轴线上,导致这些轴线上的梁 ( 墙 ) 由非承重构件变为承重构件,故需进行加固。
考虑到该楼即将交付使用,为减少对原有结构的影响、加固施工方便和加固后结构安全等,决定用粘贴 CFRP 的方法进行加固,负弯矩处用粘钢加固。各梁的加固情况见表 3 。以 轴线梁为例, CFRP 的加固方法见图 2 。
图 1 加固部分平面示意图 图 2 轴梁加固方案图 (1 -碳纤维布; 2 - 120mm 厚现浇板; 3 -梁(300mm × 500) ㎜ )
表 3 各梁加固情况
梁 号 |
原有配筋 ( 跨中 ) |
跨中设计弯矩 (Kn · m) |
加固方案 |
加固后极限承载力 (Kn · m) |
轴梁 |
2 Φ 18 + 2 Φ 16 |
136.7 |
梁底贴 1 层 CFRP |
162.2 |
轴梁 |
6 Φ 22 |
309.4 |
梁底贴 3 层 CFRP, 端部各用 3 条 CFRP 锚固 |
408.6 |
轴梁 |
4 Φ 22 |
228.1 |
梁底贴 2 层 CFRP, 端部各用 2 条 CFRP 锚固 |
325.4 |