前 言
结构加固用胶粘剂(简称加固胶)是一类以环氧树脂(EP)为主剂(词条“主剂”由行业大百科提供),与固化剂按一定配比进行反应、交联和固化的高分子复合材料,具有粘接性能好、抗老化性强及易于施工等优点。
自20世纪80年代在我国应用以来,该类胶粘剂以其优异的性能在建筑结构加固与补强等领域中得到良好应用。目前,已开发的品种包括粘贴碳纤维布和片材加固用浸渍胶及配套树脂、粘贴钢板加固用粘钢胶及灌钢胶、后锚固粘接用植筋锚固胶、修补和填充裂缝用裂缝胶及封口胶等。随着施工技术及工艺性能的不断提高,对加固胶的工艺性和耐久性也提出了更高的要求。
新型的加固胶应运而生,包括水下固化型、低温固化型和耐高温及防火型等加固胶[1-8]。近年来,加固胶的应用领域已从传统的建筑结构拓宽到交通、水利水电及道路桥梁等施工领域,相关经济效益和社会效益日益提高。
为规范加固胶的开发及促进其在建筑结构工程中的应用,我国陆续出台了一系列建筑结构加固胶的产品标准及相关的设计和验收规范。作为执行标准的检测机构,本课题组将针对现行结构胶的标准和规范所提出的检测项目、技术指标和检测方法等进行较为全面的比较和分析,并结合国外的相关测试技术和已有的研究结果,对现行标准和规范所规定的测试技术进行评价与探讨,以期为今后相关标准的修订和制订提供一定的参考。
1.国内关于加固胶的主要标准
目前,国内已经颁布和实施的有关加固胶的主要标准及规范[9- 15] 有JG/T 166—2004、GB 50367—2006、JG/T 271—2010、GB 50550—2010、JG/T 340—2011、GB 50728—2011和JGJ 145—2013。
2. 检测标准的比较
不同的标准和规范对加固胶的检测项目、技术指标和检测方法的规定均有所不同,本研究针对加固胶中使用广泛的碳纤维胶、粘钢胶和植筋锚固胶等进行不同标准检测技术的对比。
2.1 碳纤维胶
由于GB 50367—2013[16]于2014年6月起实施,并且关于碳纤维胶在设计上的技术要求以GB 50728—2011 为准,故本研究主要对比行标JG/T 166—2004和国标GB 50728—2011 中对混凝土结构加固用碳纤维胶的技术要求,具体技术要求如表1所示。
对于胶体性能而言,GB 50728—2011 在原有GB 50367—2006的基础上,适当降低了拉伸强度和弹性模量的指标,增加了热变形温度的测试项目;对于粘接能力而言,增加了钢-钢冲击剥离长度和对接接头拉伸强度,取消了不均匀扯离强度。
由表1可知:在冲击剥离长度、与混凝土的正拉粘接强度、层间剪切强度、固含量、黏度、凝胶时间和下垂流度等项目方面,两标准差异明显;此外,行标中的技术指标普遍与国标中的B级相当,不利于行标的执行和在行业内的推广。
碳纤维胶的用途是将碳纤维布(或碳纤维板)粘接到基材(词条“基材”由行业大百科提供)上,让纤维复合材料与混凝土形成整体,从而达到加固补强的目的。因此,在粘接能力的指标选择方面,本研究认为选择“与混凝土的正拉粘接强度”和“层间剪切强度”这两项指标最能反映实际应用情况(既能检验碳纤维胶与混凝土的粘接性能,又能检验碳纤维胶与碳纤维布的适配性)。
2.2 粘钢胶
与2.1 原因类同,本研究主要对比行标JG/T271—2010和国标GB 50728—2011对粘钢胶的技术要求,具体技术要求如表2所示。
对于胶体性能而言,GB 50728—2011 在原有GB 50367—2006的基础上,适当降低了受拉弹性模量和断裂伸长率的指标,增加了热变形温度的测试项目;对于粘接能力而言,增加了钢-钢冲击剥离长度和对接接头拉伸强度,取消了不均匀扯离强度。
由表2 可知:行标中的技术指标与国标中B 级的技术指标基本一致。在冻融(词条“冻融”由行业大百科提供)循环的检测项目上,国标要求温度条件为-25~35 ℃,行标要求温度条件为(-17±2)~(8±2)℃,两者存在较大差异;国标中要求的技术指标相对更高、耐久性的检验条件更为苛刻且检测项目也更为全面,故行标没能在行业内得到推广和执行。
2.3 植筋锚固胶
植筋锚固胶(又称植筋胶或锚固胶)的标准主要有国标GB 50728—2011 和行标JG/T 340—2011,具体技术要求如表3所示。
对于粘接能力而言,GB 50728—2011 在原有GB 50367—2006 的基础上,增加了钢-钢冲击剥离长度、热变形温度的测定;此外,将钢-钢拉伸剪切强度的检测方法由原套筒法改为钢片法。由表3可知:上述行标与国标之间的兼容性较差,即两者的检测项目差异较大、检测方法也不统一。行标对胶体性能完全没有要求,而国标对冲击剥离长度、热变形温度和触变指数等都提出了要求。对于疲劳试验,两标准差异也很大(国标采用钢-钢拉伸剪切试片,行标采用钢筋植入混凝土试块),这说明目前国内对植筋胶的检测体系还没有统一。