徐輝 逯志斌

摘 要： 為了提高鋼筋混凝土梁加固設(shè)計(jì)質(zhì)量，保證整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性，現(xiàn)提出一套行之有效的密封膠粘加固鋼筋混凝土梁粘接性能試驗(yàn)方案。介紹了密封膠組成與應(yīng)用，從水密性能和氣密性能、力學(xué)性能和蠕變性、耐候性、粘接性、密封膠固化速度、密封膠顏色調(diào)節(jié)等性能入手，并研究了鋼筋混凝土梁加固對密封膠的性能要求；測試了密封膠粘對鋼筋混凝土梁加固拉伸粘接性、定伸粘接性、浸水后定伸粘接性等粘接性能的影響。結(jié)果表明，提出的鋼筋混凝土梁粘接性試驗(yàn)方案具有較高的可靠性和可行性，有效地提高了鋼筋混凝土梁的粘接強(qiáng)度。

關(guān)鍵詞： 密封膠粘；鋼筋混凝土梁；加固；粘接性能

中圖分類號： TQ436+.9

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號： 1001-5922（2023）08-0020-04

Analysis of chemical bond energy of sealing adhesive and its performance test on concrete beams reinforcement

XU Hui，LU Zhibin

（Beijing Urban Construction North Group Co.，Ltd.，Beijing 100162，China）

Abstract： In order to improve the design quality of reinforced concrete beams and ensure the reliability and stability of the entire building structure，an effective test scheme for the bonding performance of reinforced concrete beams strengthened with sealing adhesive is proposed.The composition and application of sealant were introduced.The performance requirements of sealant for reinforced concrete beam reinforcement were studied from the aspects of water tightness and air tightness，mechanical properties and creep，weather resistance，adhesion，curing speed of sealant，sealant color adjustment and other properties.The influence of sealing adhesive on the bonding properties of reinforced concrete beams，such as tensile bonding，constant elongation bonding，and constant elongation bonding after immersion，was comprehensively tested.The results showed that the bond test scheme of reinforced concrete beams proposed in this paper had high reliability and feasibility，effectively improved the bond strength of reinforced concrete beams.

Key words： sealing adhesive;reinforced concrete beam;reinforcement;adhesion property

在開展鋼筋混凝土梁加工工作期間，對于密封膠而言，其適用對象是混凝土材料，該膠體主要包含堿性材料、石材、多微孔等材料，這些材料在本質(zhì)上表現(xiàn)出明顯的差異，這就對密封膠使用提出了更高的要求。對于鋼筋混凝土梁而言，具有尺寸較大、接縫累計(jì)變形量大等特點(diǎn)，所以，在進(jìn)行鋼筋混凝土梁加固期間，需要對密封膠的界面粘接力、變形適應(yīng)能力提出了更高的要求。此外，通過提高密封膠與鋼筋混凝土之間的粘接性能，可以提高鋼筋混凝土梁加固效果。本文通過測試密封膠粘加固鋼筋混凝土梁粘接性能，為后期鋼筋混凝土梁加固工作的有效開展提供重要的依據(jù)和參考。

1 密封膠概述

密封膠主要包含硅酮膠、聚氨酯膠、硅烷改性密封膠等類型，密封膠類型不同，所對應(yīng)的粘接性能也存在一定的差異。密封膠內(nèi)部含有大量的二甲基硅氧烷、催化劑、填料，這些組成成分一旦與空氣中的水蒸氣接觸并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，會出現(xiàn)一定的固化現(xiàn)象，然后，形成大量的硅橡膠，這些硅橡膠具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、粘接性能強(qiáng)、防水性高、密封性高等特點(diǎn)，這樣一來，就會增加密封膠的耐高溫性、耐水性和粘接性[1]，通過將密封膠科學(xué)地應(yīng)用到鋼筋混凝土梁粘接中，可以有效地提高鋼筋混凝土的粘接性能?，F(xiàn)以硅酮結(jié)構(gòu)密封膠為例，對該密封膠的內(nèi)部化學(xué)鍵進(jìn)行全面介紹。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠內(nèi)部含有大量的Si—O—Si鍵，通過將這些鍵進(jìn)行有效地組合，可以形成性能穩(wěn)定的Si—O—Si鍵骨架，根據(jù)這些骨架，可以更好地了解和掌握硅酮結(jié)構(gòu)密封膠整個(gè)固化過程，極大地提高了硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的密封性、防水性、耐高溫性、耐低溫性和粘接能力等性能。

密封膠的常見化學(xué)鍵能如表1所示，從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，與C—C、C—O、C—N、C—S、S—S鍵相比，Si—O鍵所含有的鍵能最高，當(dāng)Si—O鍵能不斷增加時(shí)，密封膠會表現(xiàn)出較高的耐紫外線[2]。由此可見，通過將密封膠的Si—O—Si鍵科學(xué)地應(yīng)用到鋼筋混凝土梁加固處理中，可以顯著地提升其粘接耐久性。

2 鋼筋混凝土梁加固對密封膠的性能要求

2.1 水密性能和氣密性能

使用密封膠加固處理鋼筋混凝土梁期間，表現(xiàn)出一定的水密性和氣密性。在對損傷的鋼筋混凝土梁進(jìn)行加固時(shí)，一旦其水密性、氣密性較差，就會出現(xiàn)滲漏問題，導(dǎo)致鋼筋混凝土梁很容易受到外界各種因素的不良影響，造成鋼筋混凝土梁質(zhì)量不斷降低[3]。只有確保所使用的密封膠具有較高的水密性和氣密性，才能形成相應(yīng)的不滲透層，從而實(shí)現(xiàn)對鋼筋混凝土梁的不斷修復(fù)和保護(hù)，使得整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性得以大幅度提高。

2.2 力學(xué)性能和蠕變性

鋼筋混凝土梁一旦受到收縮、溫度等相關(guān)因素不良影響，很容易出現(xiàn)位移現(xiàn)象，導(dǎo)致其粘接面始終處于拉伸狀態(tài)，所以，為了確保密封膠能夠更好地應(yīng)用到鋼筋混凝土梁中，必須保證密封膠具有較高的彈性和蠕變性[4]，當(dāng)鋼筋混凝土梁受到外界環(huán)境因素而出現(xiàn)移動(dòng)時(shí)，密封膠不會出現(xiàn)開裂問題或者粘接破壞問題，這表明密封膠具有較高的恢復(fù)能力，能夠在最短時(shí)間內(nèi)快速恢復(fù)到原來狀態(tài)。

2.3 耐候性

部分鋼筋混凝土梁結(jié)構(gòu)長時(shí)間放置于室外環(huán)境中，很容易因受到濕度、溫度、氣候等外界因素的影響而出現(xiàn)破壞問題，使用密封膠加固處理鋼筋混凝土梁期間，很有可能因長時(shí)間暴露在陽光直射的環(huán)境下同樣受到光照、溫度、濕度等因素的影響而出現(xiàn)熱脹冷縮問題，進(jìn)而導(dǎo)致密封膠出現(xiàn)破壞[5]。所以，為了確保密封膠更好地應(yīng)用到鋼筋混凝土梁中，必須要保證密封膠具有較高的耐候性、耐久性，有效地避免外界因素對其產(chǎn)生不良影響，以達(dá)到延長其使用壽命的目的。

2.4 粘接性

在使用密封膠對鋼筋混凝土梁進(jìn)行加固處理期間，密封膠表現(xiàn)出顯著特點(diǎn)是粘接性能，其粘接性能是判斷密封膠質(zhì)量是否合格的重要指標(biāo)。在進(jìn)行加固處理鋼筋混凝土梁時(shí)，密封膠粘接性能越高，其防水能力、修復(fù)能力越強(qiáng)，反之，如果密封膠粘接性能不好，將會嚴(yán)重影響其密封防水性能，嚴(yán)重影響鋼筋混凝土梁加固效果[6]。另外，密封膠的粘接性很容易受到外界各種因素的不良影響，導(dǎo)致鋼筋混凝土孔洞不斷變大，甚至出現(xiàn)孔洞分布不均勻等問題，嚴(yán)重影響了密封膠的粘接性能。

2.5 密封膠固化速度

鋼筋混凝土梁加固操作通常對密封膠的固化速度提出了更高的要求，鋼筋混凝土梁基材一旦出現(xiàn)熱脹冷縮，會造成縫的伸縮始終作用于密封膠上，同時(shí)，密封膠在實(shí)際固化期間，會出現(xiàn)位移運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，導(dǎo)致密封膠的拉伸強(qiáng)度、模量、壓縮強(qiáng)度等性能出現(xiàn)變化。另外，當(dāng)密封膠內(nèi)部出現(xiàn)大量的氣泡空腔[7]，對其位移能力產(chǎn)生不良影響。所以，對于密封膠而言，其固化時(shí)間越短，對其影響程度會降低。

2.6 密封膠顏色調(diào)節(jié)

嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，對密封膠顏色進(jìn)行科學(xué)調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)硅酮膠調(diào)色工藝相對比較復(fù)雜，如相關(guān)生產(chǎn)廠家會結(jié)合客戶所提出的需求， 將色漿添加到硅酮膠中，無線電廣播電視發(fā)射技術(shù)從而起到調(diào)色的作用，這種操作無法實(shí)現(xiàn)小批量的生產(chǎn)[8]，這是由于客戶通常需要大量的訂單。但是，多組分的硅烷改性密封膠調(diào)色流程相對簡單，僅僅在正式使用雙組分密封膠之前，加入所調(diào)制好的色漿包，對其進(jìn)行充分?jǐn)嚢杓纯?，完全滿足密封膠調(diào)色相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。

3 試驗(yàn)方法

結(jié)合密封膠上述性能，將密封膠科學(xué)地應(yīng)用于鋼筋混凝土梁加固處理中，接下來，對其粘接性能進(jìn)行全面化分析和研究。

3.1 試驗(yàn)原料

本次試驗(yàn)中，所用到的密封膠是MSPU-50耐候密封膠[9]，另外，還用到了硅烷封端聚合物密封膠，這兩種密封膠完全符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。

3.2 試件設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備

通過使用MSPU-50耐候密封膠，對鋼筋混凝土梁進(jìn)行粘接，并對其劃分，使其被劃分為3組，每組含有六個(gè)試件，并對這些試件進(jìn)行編號處理[10]，然后，對其粘接強(qiáng)度進(jìn)行精確化測定和對比，試件粘接強(qiáng)度對比分析表如表2所示。

3.3 試驗(yàn)步驟

在進(jìn)行本次試驗(yàn)中，首先，需要對其表面塵灰進(jìn)行全面化清除。其次，對該基材進(jìn)行組裝處理，使其組裝成空腔[11]，整個(gè)操作必須在防粘材料上進(jìn)行，同時(shí)，將MSPU-50耐候密封膠填充到鋼筋混凝土梁基材所組裝形成的空腔內(nèi)，然后，在該基材粘接面上擠壓相應(yīng)的MSPU-50耐候密封膠，確保粘接的結(jié)實(shí)度，并完成對試件的制作[12]，但是，需要注意的是，在進(jìn)行試件制備期間，要盡可能地避免粘接操作出現(xiàn)大量的的氣泡。最后，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件，將制備好的試件放置在室溫環(huán)境下，并將放置時(shí)間控制為28 d，經(jīng)過28 d放置后，對鋼筋混凝土梁的粘接[LL] 性能進(jìn)行全面化測試。

3.4 測試方法

3.4.1 拉伸粘接性

在本次試驗(yàn)中，嚴(yán)格按照建筑密封材料試驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，將經(jīng)過28天養(yǎng)護(hù)后所形成的試件，放置到24 ℃溫度下，對其進(jìn)行拉伸處理，在進(jìn)行拉伸試驗(yàn)期間，將拉伸速度設(shè)置為5 mm/min，試件拉伸至將要破壞狀態(tài)為止，并對試件拉強(qiáng)度和斷裂伸長率進(jìn)行精確化測定和計(jì)算。

3.4.2 定伸粘接性

嚴(yán)格按照建筑密封材料試驗(yàn)相關(guān)操作步驟，將經(jīng)過養(yǎng)護(hù)處理后的試件放置于所設(shè)置好的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，并對其進(jìn)行拉伸處理，在進(jìn)行拉伸試驗(yàn)期間，需要將拉伸速度設(shè)置為5 mm/min。在整個(gè)試驗(yàn)過程中，當(dāng)試件的伸長率達(dá)到100%時(shí)，要暫停試驗(yàn)操作，同時(shí)，還要向拉伸處理過的試件中插入相應(yīng)的定位墊塊[13]，然后，將其放置于標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間設(shè)置為24 h，接著，對試件粘接結(jié)構(gòu)破壞程度進(jìn)行全面化測定。

3.4.3 浸水后定伸粘接性

嚴(yán)格按照建筑密封材料試驗(yàn)步驟，將養(yǎng)護(hù)好的試件浸入到24 ℃左右的蒸餾水中，浸泡時(shí)間為4 d，然后，將其放置于標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為1 d。在此基礎(chǔ)上，在所設(shè)置好的標(biāo)準(zhǔn)條件下，對試件進(jìn)行定伸處理[14]，同時(shí)，將拉伸速度設(shè)置為5 mm/min，接著，對試件進(jìn)行拉伸處理，使其被拉伸到100%，方可暫停試驗(yàn)操作。在此基礎(chǔ)上，向已經(jīng)拉伸處理好的試件中插入相應(yīng)的定位墊塊，并將其放置到標(biāo)準(zhǔn)條件下，對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間控制為24 h，最后，對試件粘接結(jié)構(gòu)破壞程度進(jìn)行全面化測定[15]。

4 結(jié)果與討論

4.1 粘接性能

試件尺寸PP塑料塊的長、寬、高分別達(dá)到了50、50、30 mm，將該塑料塊試驗(yàn)組劃分為3組，并采用分組試驗(yàn)的方式，對相關(guān)數(shù)據(jù)的全面化記錄（在處理這些數(shù)據(jù)時(shí)，要注意將最大值、最小值去掉），獲得如表3所示的MSPU-50耐候密封膠與鋼筋混凝土粘接拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

由表3可知，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測定后，通過借助MSPU-50耐候密封膠，對鋼筋混凝土試件進(jìn)行粘接處理，當(dāng)其平均拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率達(dá)到了1.353MPa、683%，鋼筋混凝土的定伸粘接性沒有受到破壞。 由此可以得出，密封膠與鋼筋混凝土梁之間表現(xiàn)出良好的粘接性，另外，通過使用密封膠，對鋼筋混凝土進(jìn)行粘接處理，發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土梁表現(xiàn)出拉伸強(qiáng)度強(qiáng)、斷裂伸長率高、定伸粘接性高等性能，所以，密封膠可以科學(xué)地應(yīng)用于鋼筋混凝土梁加固領(lǐng)域中，從而最大限度地提高鋼筋混凝土之間的粘接性能。

4.2 粘接界面特征

為了更好地分析和研究密封膠與鋼筋混凝土之間的粘接性能，需要利用掃描電子顯微鏡，采用微觀結(jié)構(gòu)分析的方式，對粘接界面結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面化觀察和分析，MSPU-50密封膠與鋼筋混凝土界面特征如圖1所示。

從圖1（a）中可以看出，鋼筋混凝土界面結(jié)構(gòu)具有一定的松散性、孔隙性特點(diǎn)。從圖1（b）中可以看出，通過使用MSPU-50耐候密封膠，可以對鋼筋混凝土內(nèi)部孔隙進(jìn)行填充和滲入處理，確保二者之間能夠完美結(jié)合。這說明MSPU-50耐候密封膠與鋼筋混凝土之間表現(xiàn)出良好的相容性，有效地提高了其粘結(jié)強(qiáng)度。

5 結(jié)語

鋼筋混凝土憑借著自身使用簡單方便、可塑性良好、價(jià)格便宜、耐久性高、節(jié)能降耗等特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于建筑工程施工中。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一旦受到建筑設(shè)計(jì)、建筑施工、地震荷載等多種因素的影響，很容易出現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題，同時(shí)， 一旦鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷問題，會降低建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量，甚至縮短建筑結(jié)構(gòu)使用壽命。所以，通過使用密封膠，對鋼筋混凝土梁進(jìn)行加固處理，可以實(shí)現(xiàn)對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的有效保護(hù)，這為后期鋼筋混凝土梁加固工作的有效開展提供重要的依據(jù)和參考。

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