密封膠粘加固損傷鋼筋混凝土梁的粘結性能試驗分析

程瑞芳 寧亞鋒

摘要：建筑的安全性是其發展的根本，而建筑結構的工程鋼筋混凝土梁的加固設計更加關系到整個建筑的穩定程度，與建筑的安全性息息相關。鋼筋混凝土梁在受損之后的加固工作不僅對于建筑的修復至關重要，更是關系到整個建筑的安全性以及其經濟效益。文章對密封膠粘加固損傷鋼筋混凝土梁的粘結性能進行試驗分析，希望能夠為損傷鋼筋混凝土梁的加固工作提供參考。

關鍵詞：密封膠;加固;損傷鋼筋混凝土梁;粘結性能

中圖分類號：TQ436.+6;TU375

文獻標識碼：A

文章編號：1001-5922（2020）12-0009-03

0 引言

近幾年來我國經濟快速發展，建筑領域的發展速度也因此而越來越快。建筑領域中鋼筋混凝土梁結構的應用也越來越普遍，其長期受到疲勞荷載的作用，久而久之就容易發生損傷，此時，加固就成為修復這些損傷的常用方法。對鋼筋混凝土梁損傷的加固不僅可以增強建筑的安全性，延長建筑的使用壽命，還能夠節約資源，提升經濟效益。

密封膠建筑裝修中常用的材料，具有超強的粘合力，使用方便，不會對墻面造成損壞，綠色環保、省時、高效，且使用廣泛，備受建筑領域的青睞。混凝土具有較高的熱膨脹系數，因此在其建設是一般都留有接縫，因此接縫處密封材料的選用和粘結情況是混凝土工程中的關鍵問題，而在鋼筋混凝土梁的加固過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致其容易發生粉化、脫粘、開裂等狀況，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。對于鋼筋混凝土梁的加固工作來說，密封膠的受用對象是混凝土材料，屬于多微孔、堿性材料，與玻璃幕墻、石材、金屬等材料在本質上有很大的區別，其對密封膠的技術有較高的要求;鋼筋混凝土量的尺寸較大，接縫累計變形量大，因此其對于密封膠的界面粘結力、變形適應能力等也有較高要求;另外，密封膠與鋼筋混凝土的的粘結性能是保證加固作用的關鍵。本文針對密封膠粘加固損傷鋼筋混凝土梁的粘結性能進行研究，對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，密封膠性能不好對于鋼筋混凝土梁加固的使用壽命和質量有很嚴重的影響，進而影響整個建筑的質量，因此，對于用于鋼筋混凝土梁加固中的密封膠的性能有很嚴格的要求。

1.1 水密性能和氣密性能

當密封膠用于鋼筋混凝土梁加固中時，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，若其水密性和氣密性差，容易產生滲漏情況，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形成連續的不滲透層，從而更好的修復和保護損傷的鋼筋混凝土梁，進而提高整個建筑的安全性。

1.2 力學性能和蠕變性

鋼筋混凝土梁在受到收縮、荷載或溫度等因素的影響時容易發生一定的位移，同時粘結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必須有一定的彈性和蠕變性，在其受到外界影響而發生位移時，密封膠不會直接開裂造成粘接破壞，能夠適應位移的變化，自由伸縮，具有一定的恢復能力，在外界減弱或者消失時使其恢復原狀。

1.3 耐候性

一些建筑的鋼筋混凝土梁結構長期暴露在外部環境中，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構時，也可能會長期暴露與陽光下，受紫外線、風雨雷電等的影響，還會存在熱脹冷縮的現象，這些因素顯然容易對對密封膠產生傷害。因此密封膠在對損傷鋼筋混凝土梁加固時需要具備耐候性和耐久性，以便能夠外界因素對其產生的影響，從而延長其使用壽命。

1.4 粘結性

密封膠用于鋼筋混凝土梁損傷加固時，最重要的一個特點是其粘結性能，其粘結性能是評判密封膠好壞的重要性能。用于鋼筋混凝土梁損傷加固時，密封膠粘結性能好，才能起到防水、修復的作用，若其粘結性能不好不僅無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，密封膠粘結性容易受到多種因素影響，鋼筋混凝土的孔洞過大，或者分布不均勻等，都不利于密封膠的粘結性能。

1.5 其他性能

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

2 試驗方法

上述部分對鋼筋混凝土梁損傷加固中關于密封膠的性能要求做了簡單的介紹，顯然，其粘結性能在鋼筋混凝土梁損傷加固過程中起到關鍵作用，因此本節對其粘結性能展開研究。

2.1 試驗原料

MSPU-50耐候密封膠：硅烷封端聚合物密封膠，符合標準要求。

2.2 試驗方法

首先，用清除鋼筋混凝土基材表面的塵灰。其次，將粘結鋼筋混凝土基材組裝成空腔，該操作在防粘材料上進行，然后將在粘結鋼筋混凝土基材組裝成的空腔內填充MSPU-50耐候密封膠，并將密封膠擠壓在基材的粘結面上，粘結結實，制成試件，需要注意的是在制備過程中要避免在粘結過程中產生氣泡。最后，將制備好的試件于標準試驗條件下放置28d后進行粘結性能測試。

2.3 測試方法

2.3.1 拉伸粘結性

按照標準《建筑密封材料試驗方法》中的試驗方法，將經過28d養護后的試件在23qC左右的條件下拉伸，拉伸試驗以5mm/min的速度盡心，將試件拉伸至破壞為止，最終經過測定和計算得出試件拉強度和斷裂伸長率。

2.3.2 定伸粘結性

按照標準《建筑密封材料試驗方法》中的試驗方法，將經過28d養護后的試件在標準條件下進行定伸，試驗中拉伸速度為5mm/min。實驗過程中，在試件的伸長率為100%時，停止試驗，同時將定位墊塊插入已拉伸的試件中，在標準條件下養護24h。測定試件粘結或內聚的任何破壞。

2.3.3 浸水后定伸粘結性

按照標準《建筑密封材料試驗方法》中的試驗方法，將經過28d養護后的試件浸入23℃左右的蒸餾水中4d，再于標準條件下養護1d。將試件在標準條件下進行定伸，拉伸速度為5mm/min，當試件拉伸至100%伸長率時，停止實驗，同時將定位墊塊插入已拉伸的試件中，在標準條件下養護24h。測定試件粘結或內聚的任何破壞。

3 結果與討論

3.1 粘結性能

經過實驗測定，經MSPU-50耐候密封膠粘結過的鋼筋混凝土試件，其平均拉伸強度為1.35MPa左右，斷裂伸長率為682%，定伸粘結性和浸水后的粘結性都為無破壞。因此可以明顯得出結論，密封膠與鋼筋混凝土的粘結性較好，經密封膠粘結過的鋼筋混凝土時間的拉伸強度、斷裂伸長率、定伸粘結性和浸水后的粘結性等各項性能明顯較好。因此，密封膠可以用于加固損傷鋼筋混凝土梁，且通過試驗表明，其在鋼筋混凝土間的粘結性能良好。

3.2 粘結界面特征

為了進一步研究密封膠與鋼筋混凝土的粘結性能，通過掃描電子顯微鏡（SEM）對MSPU-50密封膠與鋼筋混凝土粘結界面的進行微觀結構分析，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界面界面層的掃描電子顯微鏡的結果。圖a為空白鋼筋混凝土表面的微觀結構，從圖a中可以明顯看出，鋼筋混凝土界面為松散的孔隙結構。圖b為涂有MSPU-50密封膠的鋼筋混凝土的界面結構，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部孔隙，與其完美地結合在一起，表明MSPU-50與鋼筋混凝土的相容性較好，因此產生良好的粘接強度。

4 結語

鋼筋混凝土具有使用方便、可塑性好、價格低、高強耐久、環保等特點，因此被廣泛應用于各種建筑工程中。隨著建筑設計、施工、使用、風荷載、地震荷載、沖擊等多種因素的影響，鋼筋混凝土結構的質量問題成為廣大國內外研究學者的重點關注問題，另外因其在發生損傷后的修復問題關系到整個建筑的質量以及使用壽命，因此，國內外關于鋼筋混凝土梁損傷加固也進行了大量研究。文章研究了密封膠粘加固損傷鋼筋混凝土梁的粘結性能，希望能夠為損傷鋼筋混凝土梁的加固工作提供參考。

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