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　　前言

　　結(jié)構(gòu)加固用膠粘劑(簡(jiǎn)稱加固膠)是一類以環(huán)氧樹(shù)脂(EP)為主劑（詞條“主劑”由行業(yè)大百科提供），與固化劑按一定配比進(jìn)行反應(yīng)、交聯(lián)和固化的高分子復(fù)合材料，具有粘接性能好、抗老化性強(qiáng)及易于施工等優(yōu)點(diǎn)。自20世紀(jì)80年代在我國(guó)應(yīng)用以來(lái)，該類膠粘劑以其優(yōu)異的性能在建筑結(jié)構(gòu)加固與補(bǔ)強(qiáng)等領(lǐng)域中得到良好應(yīng)用。目前，已開(kāi)發(fā)的品種包括粘貼碳纖維布和片材加固用浸漬膠及配套樹(shù)脂、粘貼鋼板加固用粘鋼膠及灌鋼膠、后錨固粘接用植筋錨固膠、修補(bǔ)和填充裂縫用裂縫膠及封口膠等。隨著施工技術(shù)及工藝性能的不斷提高，對(duì)加固膠的工藝性和耐久性也提出了更高的要求。新型的加固膠應(yīng)運(yùn)而生，包括水下固化型、低溫固化型和耐高溫及防火型等加固膠[1-8]。近年來(lái)，加固膠的應(yīng)用領(lǐng)域已從傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)拓寬到交通、水利水電及道路橋梁等施工領(lǐng)域，相關(guān)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益日益提高。

　　為規(guī)范加固膠的開(kāi)發(fā)及促進(jìn)其在建筑結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用，我國(guó)陸續(xù)出臺(tái)了一系列建筑結(jié)構(gòu)加固膠的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)收規(guī)范。作為執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，本課題組將針對(duì)現(xiàn)行結(jié)構(gòu)膠的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范所提出的檢測(cè)項(xiàng)目、技術(shù)指標(biāo)和檢測(cè)方法等進(jìn)行較為全面的比較和分析，并結(jié)合國(guó)外的相關(guān)測(cè)試技術(shù)和已有的研究結(jié)果，對(duì)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范所規(guī)定的測(cè)試技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)與探討，以期為今后相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂和制訂提供一定的參考。

　　1.國(guó)內(nèi)關(guān)于加固膠的主要標(biāo)準(zhǔn)

　　目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)頒布和實(shí)施的有關(guān)加固膠的主要標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)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. 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的比較

　　不同的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對(duì)加固膠的檢測(cè)項(xiàng)目、技術(shù)指標(biāo)和檢測(cè)方法的規(guī)定均有所不同，本研究針對(duì)加固膠中使用廣泛的碳纖維膠、粘鋼膠和植筋錨固膠等進(jìn)行不同標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)技術(shù)的對(duì)比。

　　2.1 碳纖維膠

　　由于GB 50367—2013[16]于2014年6月起實(shí)施，并且關(guān)于碳纖維膠在設(shè)計(jì)上的技術(shù)要求以GB 50728—2011 為準(zhǔn)，故本研究主要對(duì)比行標(biāo)JG/T 166—2004和國(guó)標(biāo)GB 50728—2011 中對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)加固用碳纖維膠的技術(shù)要求，具體技術(shù)要求如表1所示。

　　對(duì)于膠體性能而言，GB 50728—2011 在原有GB 50367—2006的基礎(chǔ)上，適當(dāng)降低了拉伸強(qiáng)度和彈性模量的指標(biāo)，增加了熱變形溫度的測(cè)試項(xiàng)目;對(duì)于粘接能力而言，增加了鋼-鋼沖擊剝離長(zhǎng)度和對(duì)接接頭拉伸強(qiáng)度，取消了不均勻扯離強(qiáng)度。

　　由表1可知：在沖擊剝離長(zhǎng)度、與混凝土的正拉粘接強(qiáng)度、層間剪切強(qiáng)度、固含量、黏度、凝膠時(shí)間和下垂流度等項(xiàng)目方面，兩標(biāo)準(zhǔn)差異明顯;此外，行標(biāo)中的技術(shù)指標(biāo)普遍與國(guó)標(biāo)中的B級(jí)相當(dāng)，不利于行標(biāo)的執(zhí)行和在行業(yè)內(nèi)的推廣。

　　碳纖維膠的用途是將碳纖維布(或碳纖維板)粘接到基材（詞條“基材”由行業(yè)大百科提供）上，讓纖維復(fù)合材料與混凝土形成整體，從而達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。因此，在粘接能力的指標(biāo)選擇方面，本研究認(rèn)為選擇“與混凝土的正拉粘接強(qiáng)度”和“層間剪切強(qiáng)度”這兩項(xiàng)指標(biāo)最能反映實(shí)際應(yīng)用情況(既能檢驗(yàn)碳纖維膠與混凝土的粘接性能，又能檢驗(yàn)碳纖維膠與碳纖維布的適配性)。

　　2.2 粘鋼膠

　　與2.1 原因類同，本研究主要對(duì)比行標(biāo)JG/T271—2010和國(guó)標(biāo)GB 50728—2011對(duì)粘鋼膠的技術(shù)要求，具體技術(shù)要求如表2所示。

　　對(duì)于膠體性能而言，GB 50728—2011 在原有GB 50367—2006的基礎(chǔ)上，適當(dāng)降低了受拉彈性模量和斷裂伸長(zhǎng)率的指標(biāo)，增加了熱變形溫度的測(cè)試項(xiàng)目;對(duì)于粘接能力而言，增加了鋼-鋼沖擊剝離長(zhǎng)度和對(duì)接接頭拉伸強(qiáng)度，取消了不均勻扯離強(qiáng)度。

　　由表2 可知：行標(biāo)中的技術(shù)指標(biāo)與國(guó)標(biāo)中B 級(jí)的技術(shù)指標(biāo)基本一致。在凍融（詞條“凍融”由行業(yè)大百科提供）循環(huán)的檢測(cè)項(xiàng)目上，國(guó)標(biāo)要求溫度條件為-25~35 ℃，行標(biāo)要求溫度條件為(-17±2)~(8±2)℃，兩者存在較大差異;國(guó)標(biāo)中要求的技術(shù)指標(biāo)相對(duì)更高、耐久性的檢驗(yàn)條件更為苛刻且檢測(cè)項(xiàng)目也更為全面，故行標(biāo)沒(méi)能在行業(yè)內(nèi)得到推廣和執(zhí)行。

　　2.3 植筋錨固膠

　　植筋錨固膠(又稱植筋膠或錨固膠)的標(biāo)準(zhǔn)主要有國(guó)標(biāo)GB 50728—2011 和行標(biāo)JG/T 340—2011，具體技術(shù)要求如表3所示。

　　對(duì)于粘接能力而言，GB 50728—2011 在原有GB 50367—2006 的基礎(chǔ)上，增加了鋼-鋼沖擊剝離長(zhǎng)度、熱變形溫度的測(cè)定;此外，將鋼-鋼拉伸剪切強(qiáng)度的檢測(cè)方法由原套筒法改為鋼片法。由表3可知：上述行標(biāo)與國(guó)標(biāo)之間的兼容性較差，即兩者的檢測(cè)項(xiàng)目差異較大、檢測(cè)方法也不統(tǒng)一。行標(biāo)對(duì)膠體性能完全沒(méi)有要求，而國(guó)標(biāo)對(duì)沖擊剝離長(zhǎng)度、熱變形溫度和觸變指數(shù)等都提出了要求。對(duì)于疲勞試驗(yàn)，兩標(biāo)準(zhǔn)差異也很大(國(guó)標(biāo)采用鋼-鋼拉伸剪切試片，行標(biāo)采用鋼筋植入混凝土試塊)，這說(shuō)明目前國(guó)內(nèi)對(duì)植筋膠的檢測(cè)體系還沒(méi)有統(tǒng)一。

　　植筋過(guò)程是將帶肋鋼筋放入已注入植筋膠的粗糙混凝土孔壁的鉆孔中，膠的兩側(cè)分別是弧形帶肋鋼筋/螺桿和粗糙的混凝土弧面。由于植筋膠的工藝涵蓋粘接、鎖鍵和摩擦等原理[17-18]，膠/混凝土界面、膠/鋼筋界面的鎖鍵(或剪切摩擦作用)在一定情況下可能起主導(dǎo)作用[19]。歐洲標(biāo)準(zhǔn)ETAG 001[20]的全部試驗(yàn)方法均基于實(shí)際使用狀態(tài)：在混凝土中鉆孔、注膠及植入鋼筋，以基材混凝土C25和C60上的拉拔粘接強(qiáng)度作為基礎(chǔ)，將其他試驗(yàn)的結(jié)論與這兩項(xiàng)試驗(yàn)進(jìn)行比較，形成完整系統(tǒng)。JGJ 145—2013標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于耐久性的檢測(cè)方法即借鑒了歐洲的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)條件和凍融環(huán)境下的拉伸承載力的考察，都是采用在混凝土中鉆孔、注膠和植入鋼筋或錨栓法制樣的)。

　　2.4 比較與分析

　　綜上所述，對(duì)于碳纖維膠和粘鋼膠，行標(biāo)的技術(shù)要求相當(dāng)于國(guó)標(biāo)B級(jí)的要求;而對(duì)于植筋膠，不同的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于檢測(cè)項(xiàng)目和檢測(cè)方法存在較大的差異。GB 50728—2011標(biāo)準(zhǔn)因?yàn)闄z測(cè)項(xiàng)目更全面、技術(shù)指標(biāo)更高而成為目前行業(yè)內(nèi)普遍使用的標(biāo)準(zhǔn)，但也使得相關(guān)產(chǎn)品的行標(biāo)難以執(zhí)行，這也是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)資源的浪費(fèi)。

　　3. 關(guān)于檢測(cè)項(xiàng)目的討論

　　目前在加固膠行業(yè)中，普遍執(zhí)行的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為GB 50367—2006，2014 年6 月修訂后，將會(huì)執(zhí)行GB50367—2013標(biāo)準(zhǔn)。由于GB 50367—2013中只保留了對(duì)快凝型錨固膠的要求，故對(duì)其他加固膠的檢測(cè)仍依據(jù)GB 50728—2011 標(biāo)準(zhǔn)。工程復(fù)檢主要執(zhí)行GB 50550—2010標(biāo)準(zhǔn)，其區(qū)別于GB 50728—2011標(biāo)準(zhǔn)之處在于前者采用快速濕熱老化代替90 d濕熱老化(以節(jié)省時(shí)間)，但如果不通過(guò)，仍以90 d濕熱老化為準(zhǔn)，故GB 50728—2011幾乎是檢測(cè)項(xiàng)目要求最全面的規(guī)范，預(yù)計(jì)也是未來(lái)加固行業(yè)普遍采用的規(guī)范。作為標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，本課題組發(fā)現(xiàn)制樣工藝對(duì)加固膠的檢測(cè)起著非常重要的作用，制樣工藝的差異會(huì)在很大程度上影響結(jié)構(gòu)膠性能指標(biāo)的評(píng)判。因此，本研究結(jié)合在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程中所遇到的問(wèn)題，對(duì)規(guī)范中所規(guī)定的某些檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行探討。

　　3.1 模具對(duì)膠體性能的影響

　　加固膠的膠體性能通常參照GB/T 2567—2008標(biāo)準(zhǔn)[21]，其規(guī)定可采用鋼模具和硅橡膠模具澆鑄試樣。研究結(jié)果表明：鋼模具的優(yōu)點(diǎn)是制成的樣條幾何尺寸規(guī)整，而缺點(diǎn)是脫模（詞條“脫�！庇尚袠I(yè)大百科提供）較困難(即使采用脫模劑，脫模時(shí)也應(yīng)非常小心，否則會(huì)損傷試樣);硅橡膠模具的優(yōu)點(diǎn)是制樣便捷、脫模容易且制樣效率高，缺點(diǎn)是由于硅橡膠具有彈性，故樣條的幾何尺寸不規(guī)整。此外，由鋼模具澆鑄而成的試樣之膠體性能略優(yōu)于由硅橡膠模具澆鑄而成的試樣(這是因?yàn)槟z粘劑在固化過(guò)程中EP和固化劑因化學(xué)反應(yīng)而交聯(lián)，鋼模具變形量小，使得反應(yīng)過(guò)程中的交聯(lián)更充分、分子鏈結(jié)構(gòu)更密實(shí)，從而有利于膠體性能的提高)。

　　3.2 鋼-鋼拉伸剪切強(qiáng)度

　　GB 50367—2013、GB 50550—2010和GB 50728—2011 標(biāo)準(zhǔn)中鋼-鋼拉伸剪切強(qiáng)度的參照標(biāo)準(zhǔn)均為GB/T 7124—2008標(biāo)準(zhǔn)[22]。

　　研究結(jié)果表明：①鋼片強(qiáng)度越大、鋼片越厚，拉伸剪切強(qiáng)度也就越大。②鋼片的表面處理采用機(jī)械打磨時(shí)，粗砂輪的處理要優(yōu)于細(xì)砂輪，打磨后鋼片表面的平整度和打磨方向也會(huì)影響到粘接效果;鋼片表面采用噴砂處理時(shí)，金剛砂顆粒的目數(shù)和噴槍（詞條“噴槍”由行業(yè)大百科提供）的壓力會(huì)直接影響到粘接面積，從而影響到檢測(cè)結(jié)果。③不同配方加固膠的適用期并不相同，混合好的膠樣在涂敷到鋼片之前的放置時(shí)間也會(huì)影響其粘接性能。④制樣環(huán)境溫度和養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)結(jié)構(gòu)膠粘接性能也有影響，主要表現(xiàn)為當(dāng)環(huán)境溫度和養(yǎng)護(hù)溫度較低時(shí)(如低于20 ℃)，膠粘劑的粘接性能檢測(cè)結(jié)果普遍偏低，故必須保證制樣和養(yǎng)護(hù)時(shí)的溫度[23-24]。

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