无碱玻璃纤维布在建筑加固中的应用原理与施工要点说明

无碱玻璃纤维布（E-Glass Fiber Fabric）在建筑加固中是一种重要的纤维增强复合材料（FRP） 加固技术，主要用于混凝土、砌体、木结构等构件的抗弯、抗剪、抗震加固以及约束混凝土（如柱）以提高其承载力和延性。其应用原理和施工要点如下：

无碱玻璃纤维布加固技术的核心原理是复合材料协同工作和外部粘贴约束：

复合材料协同工作：

• 纤维承担拉力： 无碱玻璃纤维具有极高的抗拉强度（远高于普通钢筋），但几乎没有抗压能力。当将其用高性能结构胶（通常是环氧树脂）粘贴在结构构件（如梁底、板底）受拉面时，纤维布与基材（混凝土等）通过胶层形成牢固粘结。
• 胶层传递应力： 当构件承受荷载产生弯曲时，受拉区的拉应力通过胶层有效地传递到高强度的纤维布上。纤维布成为主要的受拉材料，分担甚至取代了原有受拉钢筋（或弥补其不足）的工作。
• 共同变形： 在理想粘结状态下，纤维布与基材共同变形，显著提高了构件的抗弯承载力和刚度。

外部粘贴约束：

• 约束混凝土： 当纤维布以环向或螺旋状紧密包裹在混凝土柱、墩或梁柱节点等受压构件上时，它像一个“套箍”一样对核心混凝土施加侧向约束力。
• 提高受压性能： 这种约束作用限制了混凝土在轴向压力下的横向膨胀变形，使混凝土处于三向受压状态，从而显著提高混凝土的抗压强度、极限压应变和延性（变形能力）。这对于提高柱子的抗震性能（防止脆性破坏）和承载能力至关重要。
• 抗剪加固： 当纤维布以条带或U形箍形式粘贴在梁、柱的侧面时，其高强度的纤维方向可以承担部分剪力，提高构件的抗剪承载力。纤维布形成的封闭或U形箍还能提供一定的约束作用。

无碱玻璃纤维的优势：

• 高强度/重量比： 强度高，自重极轻，对原结构附加荷载极小。
• 高耐久性： 无碱成分使其耐水、耐碱腐蚀性能远优于含碱玻璃纤维，非常适合潮湿或有化学侵蚀的环境。
• 良好的绝缘性： 电绝缘、磁绝缘。
• 施工便捷： 布质柔软，易于裁剪、包裹复杂形状构件（如圆柱、拱形）。
• 不改变结构外观（相对较小）： 粘贴后厚度增加很小，对建筑空间和外观影响小。

无碱玻璃纤维布加固施工质量是保证加固效果的关键，必须严格按照规范（如中国《混凝土结构加固设计规范》GB 50367，美国ACI 440等）和产品说明书进行操作。主要步骤和要点如下：

施工准备：

• 设计文件确认： 仔细阅读加固设计图纸和技术要求，明确加固部位、纤维布规格（克重、厚度）、层数、粘贴方向、搭接长度等。
• 材料检验： 检查纤维布、配套结构胶（环氧树脂胶粘剂）的出厂合格证、检验报告，确保材料质量符合设计要求。核对材料批号、有效期。
• 基材调查： 确认被加固构件的实际状况（强度、缺陷、钢筋位置等）是否与设计相符。
• 工具准备： 准备混凝土打磨机、切割机、吹风机（或吸尘器）、角磨机、滚筒、刮板、剪刀、搅拌器、称量工具、防护用品（手套、口罩、护目镜）等。

基面处理 (至关重要)：

• 清除饰面层： 彻底清除加固区域表面的抹灰层、涂料、油污、浮浆、松散颗粒等，直至露出坚实、干净的混凝土（或砌体）基层。
• 打磨平整： 用角磨机或砂轮机打磨基面，去除尖锐凸起和棱角，打磨成平滑的过渡曲面（特别是转角处需打磨成圆弧状，R≥20mm）。打磨后的表面应粗糙、洁净。
• 裂缝处理： 如有裂缝，需按设计要求进行灌缝或封闭处理。
• 钢筋除锈： 如有外露钢筋，需除锈并做防锈处理（如涂刷阻锈剂）。
• 干燥清洁： 用压缩空气（或吸尘器）彻底清除灰尘，再用无水工业丙酮或专用清洁剂擦拭表面，确保基面干燥、洁净、无油、无尘。施工前保持干燥。

底层胶涂刷 (打底)：

• 按产品说明书准确配制底层胶（通常为低粘度环氧树脂）。
• 用滚筒或毛刷将底层胶均匀、饱满地涂刷在处理好的基面上，形成一层薄而连续的胶膜。目的是封闭基面微孔，增强粘结力。
• 确保底层胶充分浸润基面，无漏涂、气泡。待其指触干燥（通常表面不粘手但仍有粘性）后方可进行下一道工序。

找平处理 (如需要)：

• 如果基面存在较大凹陷（>5mm）或严重不平整，需在底层胶指干后用找平胶（通常为添加填料的环氧胶泥）进行修补找平，使表面尽可能平整顺滑，避免粘贴时纤维布下方出现空鼓。

浸渍胶涂刷与纤维布粘贴：

• 配制浸渍胶： 按产品说明书严格控制树脂与固化剂的比例，使用电动搅拌器充分、均匀搅拌（避免引入过多气泡）。注意操作时间和适用期（Pot Life）。
• 涂刷浸渍胶： 在待粘贴区域均匀涂刷一层足量的浸渍胶。
• 纤维布裁剪与铺设： 按设计尺寸裁剪纤维布（注意纤维方向）。将裁剪好的纤维布铺设在涂有浸渍胶的基面上，确保纤维方向与设计要求的受力方向一致。
• 滚压浸润： 使用专用的尼龙或橡胶滚刷（或刮板），从布中央向两侧（或沿一个方向）用力、反复滚压。目的是：
  • 使浸渍胶充分浸润纤维布。
  • 排除纤维布与基面之间以及纤维丝束之间的空气，消除气泡。
  • 使胶液均匀分布，形成饱满的胶层。
  • 使纤维布平整、密贴地粘贴在基面上，无皱褶、无扭曲。
• 多层粘贴： 如需粘贴多层布，应在前一层纤维布表面浸渍胶指干后立即进行下一层的粘贴。重复涂胶、铺布、滚压步骤。注意上下层纤维布的搭接或错缝位置应符合设计要求。
• 搭接处理： 纤维布需要搭接时，搭接长度应符合规范要求（通常≥100mm，且不小于设计值），搭接位置应避开应力最大区域。搭接处应充分滚压密实。

特殊部位处理：

• 转角处理： 梁柱节点、梁端等转角处必须打磨成圆弧角，纤维布应连续包裹，避免在转角处切断。包裹纤维布时需特别注意滚压密实，确保转角处粘贴饱满。
• 端部锚固： 对于梁板抗弯加固，纤维布在端部应有可靠的锚固措施（如附加压条、钢板锚固、在端部开槽粘贴等），防止剥离破坏。

固化养护：

• 施工完成后，在结构胶规定的固化养护期内（通常至少7天），应避免对加固部位进行扰动、撞击、承受荷载或暴露于雨水、暴晒等不利环境。
• 严格按照胶粘剂说明书控制环境温度和湿度（通常要求5°C-35°C，相对湿度<85%RH）。温度过低需采取保温措施，温度过高或湿度太大会显著影响固化质量和粘结强度。

表面防护 (可选)：

• 根据设计要求或使用环境，可在固化后的纤维布表面涂刷防火涂料或耐候性面胶/砂浆进行保护，提高其耐火极限和长期耐久性（尤其对于暴露环境）。

质量检验与验收：

• 外观检查： 固化后检查纤维布粘贴是否平整、密实、无鼓包、无剥离、无皱褶、无空鼓（可用小锤轻敲检查）。颜色是否均匀。
• 粘结强度检测： 按规范要求进行现场正拉粘结强度试验，检验粘结质量是否达标。这是最重要的质量控制手段之一。
• 尺寸复核： 检查粘贴位置、尺寸、层数、方向是否符合设计要求。
• 资料归档： 整理完整的施工记录、材料证明、检验报告等资料进行验收。

无碱玻璃纤维布加固技术通过复合材料协同工作和外部约束原理，有效提升结构的承载力、刚度和延性。其成功应用高度依赖于精细的基面处理、严格的胶粘剂配比与施工操作（尤其是滚压浸润）、正确的节点处理以及规范的养护管理。遵循科学的施工流程和严格的质量控制是保证加固效果和使用寿命的关键。相较于传统加固方法（如粘钢、增大截面），它具有轻质高强、耐腐蚀、施工便捷、适应性好等显著优势，是现代建筑加固领域的主流技术之一。