粘结强度

介绍了碳纤维布加固正拉粘结强度测试的常规做法。

#检测依据及适用范围

#GB 50550-2010

#《建筑结构加固工程施工质量验收规范》

适用于混凝土结构、砌体结构和钢结构加固工程的施工过程控制和施工质量验收。

#名词解释

#名词解释

  • 原构件:实施加固前的原有(已有)构件。
  • 基材:涂布胶粘剂或其他粘结材料的被粘物之一。在结构加固工程中,系指被粘结的原构件。若原构件为复合材或组合材,则专指其中被粘合部分的材料。
  • 结构胶粘剂:用于承重结构构件胶接的,能长期承受设计应力和环境作用的胶粘剂。在土木工程中,基于现场条件的限制,其所使用的结构胶粘剂,主要指室温固化的结构胶粘剂。
  • 聚合物砂浆:掺有改性环氧乳液(或水性环氧)或其他改性共聚物乳液的高强度水泥砂浆。结构加固用的聚合物砂浆在安全性能上有专门要求,应与普通聚合物砂浆相区别。

#一般规定

#应用条件

U.1.1 本方法适用于现场条件下以结构胶粘剂或高强聚合物砂浆为粘结材料,粘合(包括浇注、喷抹)下列加固材料与基材,在均匀拉应力作用下发生内聚、粘附或混合破坏的正拉粘结强度测定:

  • 结构胶粘剂粘合纤维复合材与基材混凝土;
  • 结构胶粘剂粘合钢板与基材混凝土;
  • 高强聚合物砂浆喷抹层粘合钢丝绳网片与基材混凝土;
  • 界面胶(剂)粘合新旧混凝土。
  • 注:本条第2款的测定方法也适用于现场检验原构件混凝土本体的抗拉强度。

U.1.2 当承重结构加固设计要求做纤维织物与胶粘剂的适配性检验时,应采用本方法进行正拉粘结强度项目的测定。

#试验设备

U.2.2 钢标准块的形状可根据实际情况选用方形或圆形。方形钢标准块的尺寸为40mm×40mm;圆形钢标准块的直径为50mm;钢标准块的厚度不应小于20mm,且应采用45号钢制作。

#取样规则

U.3.1 粘贴、喷抹质量检验的取样,应符合下列规定:

  • 梁、柱类构件以同规格、同型号的构件为一检验批。每批构件随机抽取的受检构件应按该批构件总数的10%确定,但不得少于3根;以每根受检构件为一检验组;每组3个检验点.
  • 板、墙类构件应以同种类、同规格的构件为一检验批每批按实际粘贴、喷抹的加固材料表面积(不论粘贴的层数)均匀划分为若干区,每区100m²(不足100m²,按100m²计),且每一楼层不得少于1区;以每区为-检验组,每组3个检验点.
  • 现场检验的布点应在粘结材料 (胶粘剂或聚合物砂浆等)固化已达到可以进人下一工序之日进行。若因故需推迟布点日期,不得超过 3d。
  • 布点时,应由独立检验单位的技术人员在每一检验点处粘贴钢标准块以构成检验用的试件。钢标准块的间距不应小于500mm,且有一块应粘贴在加固构件的端部。

#试验步骤

#试件制备

U.4.1 试件制备应符合下列要求:

  • 基材表面处理:检测点的基材混凝土表面应清除污渍并保持干燥。
  • 切割预切缝:从清理干净的表面向混凝土基材内部切割预切缝,切人混凝土深度为10mm~15mm,缝的宽度约2mm。预切缝形状为边长40mm的方形或直径50mm的圆形,视选用的切缝机械而定。切缝完毕后,应再次清理混凝土表面。当检验原构件混凝土抗拉强度标准值f.时,预切缝应采用钻芯机钻成直径为50mm、深度为混凝土保护层厚度加20mm~30mm的圆柱状。
  • 粘贴钢标准块:应选用快固化、高强胶粘剂进行粘贴。钢标准块粘贴后应立即固定;在胶粘剂7d的固化过程中,不得受到任何扰动。

#试验步骤

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U.5.2 以均匀速率连续加荷,控制在1min~1.5min内破坏;记录破坏时的荷载值,并观测其破坏形式。

#试验结果

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U.6.2 破坏形式及其正常性判别

  • 破坏形式

    1)内聚破坏

    基材混凝土内聚破坏:即混凝土内部(本体)发生破坏;

    胶粘剂内聚破坏:可见于使用低性能、低质量胶粘剂的胶层中;

    聚合物砂浆内聚破坏:可见于使用低强度水泥,或低性能、低质量聚合物的聚合物砂浆层中。

    2)粘附破坏 (层间破坏)

    胶层与基材混凝土之间的界面破坏;

    聚合物砂浆层与基材混凝土之间的界面破坏。

    3)混合破坏粘合面出现两种或两种以上的破坏形式。

    注:钢标准块与高强、快固化胶粘剂之间的界面破坏,属检验技术问题,与破坏形式判别无关,应重新粘贴,重作试验。

  • 试验结果正常性判别

    若破坏形式为基材混凝土内聚破坏,或虽出现两种或两种以上的破坏形式,但基材混凝土内聚破坏形式的破坏面积占粘合面面积85%以上,均可判为正常破坏。若破坏形式为粘附破坏、胶粘剂或聚合物砂浆内聚破坏,以及基材混凝土内聚破坏的面积少于85%的混合破坏,均应判为不正常破坏。

#结果判定

U.7.1加固材料粘贴、喷抹质量的合格评定:

  • 组检验结果的合格评定,应符合下列规定:

    1)当组内每一试样的正拉粘结强度fti均达到fti≥1.5MPa,且为混凝土内聚破坏的要求时,应评定该组为检验合格组;

    2)若组内仅一个试样达不到上述要求,允许以加倍试样重新作一组检验,如检验结果全数达到要求,仍可评定该组为检验合格组;

    3)若重作试验中,仍有-一个试样达不到要求,则应评定该组为检验不合格组。

  • 检验批的粘贴、喷抹质量的合格评定,应符合下列规定:

    1)当批内各组均为检验合格组时,应评定该检验批构件加固材料与基材混凝土的粘合质量合格;

    2)若有一组或一组以上为检验不合格组,则应评定该检验批构件加固材料与基材混凝土的粘合质量不合格;

    3)若检验批由不少于20组试样组成,且检验结果仅有-组因个别试样粘结强度低而被评为检验不合格组,则仍可评定该检验批构件的粘合质量合格。

U.7.2适配性检验的正拉粘结性能合格评定,应符合下列规定:

  • 当不同气温条件下检验的各组均为检验合格组时,应评定该型号纤维织物与拟配套使用的胶粘剂,其适配性检验的正拉粘结性能合格;
  • 若本次检验中,有一组或一组以上检验不合格,应评定该型号纤维织物与拟配套使用的胶粘剂,其适配性检验的正拉粘结性能不合格;
  • 当仅有一组,且组中仅有一个检测点不合格时,允许以加倍的检测点数重做一次检验。若检验结果全组合格,仍可评定为适配性检验的正拉粘结性能合格。