CN103874814A - 加固建筑部件的方法 - Google Patents

Abstract

加固建筑部件的方法包括借助粘合剂将织物粘贴到建筑部件表面上的步骤。本发明还涉及这种加固的建筑部件，以及织物与粘合剂联合用于加固建筑部件的用途，其中借助粘合剂将织物粘贴到建筑部件表面上。

Description

加固建筑部件的方法

本发明涉及加固建筑部件的方法，包括借助粘合剂将织物粘贴到建筑部件表面上的步骤。其还涉及这种加固的建筑部件，和织物与粘合剂联合用于加固建筑部件的用途，其中借助粘合剂将织物粘贴到建筑部件表面上。

墙砌体在全世界已使用数千年。墙砌体基本由砖和接缝的排列构成。由于所述组元的排列，墙砌体是非常各向异性的建筑材料并非常适用于竖向载荷转移。

除不同地竖向和横向排列的接缝和砖外，各部件的各向异性材料性质是墙砌体的方向依赖行为的主要原因。对推力载荷的抵抗力相对小。可成功吸收的水平载荷有限。

尤其是由地震引发的水平加速度对墙砌体产生高的水平载荷。对该结构的支撑系统造成破坏。墙砌体在地震活跃区的应用因此要求改进水平载荷转移。特别在已有结构中，需要附加的加固措施才能符合通常作为标准制定的设计载荷。

已经开发出用于提高墙砌体的承载能力并因此能够实现这些指示的许多加固方法。这些方法之一是借助纤维复合材料加固表面附近的墙砌体。由于施加在表面上，特别适合用于加固已有墙砌体板（Mauerwerksscheiben）。过去在这方面的研究主要集中于在环氧树脂基质中的织物的使用。

由于环氧树脂不利的建筑物理性质（水蒸汽不可透、在热作用下起烟、受热时损失强度），还使用环氧树脂改良的水泥基质继续研究。

WO 1995/034724 A1描述了加固墙壁以防止如在非典型载荷下，例如在地震期间出现的破坏的方法。该方法包括将树脂浸渍的织物层施加到待加固的一部分暴露的墙上的步骤。该方法还包括借助紧固件、粘合剂或其组合将树脂浸渍的织物层锚固到墙壁的结构部分上的步骤。

US-B 6,806,212涉及结构与墙壁的组合，其具有表面和施加到墙壁表面上的复合涂层以加固墙壁以抵御作用于该结构上的爆炸力。包含弹性体的第一层与墙壁密切接触并持久附着于其上。包含弹性体的第二层与第一层密切接触并持久附着于其上。此外，在第一与第二层之间加入织物，其中所述弹性体是在环境条件下固化形成弹性体的液体前体的产物。该复合涂层的作用是提高墙壁在突发侧向力或爆炸力作用于该结构时的延性和伸长。该前体是在混合后反应形成弹性体的双组分组合物。

DE 10 2008 026615 A1公开了墙砌体的混合织物加固结构、织物加固的结构元件或矿物粘合的建筑材料，特别是混凝土的结构元件的加固层，其中使用混凝土相容的高性能纤维的格状织物结构作为加固材料。该格状织物结构同时在纵向和/或横向中具有高强度加固元件并另外在纵向和/或横向中带有具有高延性的元件。该高强度加固元件可以由以0°-和/或90°-方向平行排列的具有高弹性模量的线系统（优选为AR-玻璃或碳）构成。此外，该延性元件可以由以0°-和/或90°-方向平行排列的具有低弹性模量的线系统（优选为聚丙烯或聚乙烯）构成。

如果将太刚性的材料或材料组合粘贴到抹灰表面上，在织物中产生的拉伸力无法遍布在抹灰表面上并发生结构件的早期破坏。此外，在将该材料直接施加到墙砌体上时，必须首先除去灰泥。

地震引发的载荷对结构的支撑系统提出高要求，而现有技术中描述的加固可能性不足并且必须进一步改进。除承载能力外，还要考虑该结构的整体延性（变形能力）。加固的目的一方面是在载荷转移中支撑该结构（提高抵抗力），另一方面是改进砖石部件的内聚力以致甚至在大变形的情况下也保持承载能力（提高整体延性）。

本发明的目的因此是提供这样的加固及其实施方法。

根据本发明通过加固建筑部件的方法实现该目的，所述方法包括借助粘合剂将织物粘贴到建筑部件表面上的步骤，其中所述织物在粘贴前在各纤维方向中具有≥ 1.0的延性（根据DIN EN ISO 13934-1，1999年4月版测量；为了避免由于玻璃纤维对横向压力的敏感性造成的玻璃纤维的损伤带来的测量误差，将试验条末端粘在金属卡爪中），该粘合剂在固化状态下具有≥ 1.5的延性（根据DIN EN 12188, 1999年7月版测量；其中将金属冲头换成圆柱体强度为至少50 N/mm²的由混凝土制成的同等冲头），并且在粘贴后（其中当然也包括粘合剂的固化）该建筑部件具有≥ 2的垂直于墙壁平面（out-of-plane）测得的延性，其中在每种情况下作为总变形值（即弹性分量和塑性分量的总和）与弹性变形值的比率测定延性。当出现承重构件的延性时，称为整体延性，因为不仅取决于材料，而且取决于该承重构件的形式和载荷的性质（参见例如Hugo Bachmann, "Erdbebensicherung von Bauwerken", 第2次修订版, 第3.5章, Birkenhäuser Verlag, 2002, ISBN 3-7643-6941-8）。与此相反，粘合剂或织物的延性被称作材料延性。本发明范围内的建筑部件特别是承重或非承重墙。但是，根据本发明还包括建筑物的支柱和其它构件。

优选地，粘贴后的建筑部件具有在≥ 2至≤30范围，特别优选在≥ 3至≤20范围的延性。

本发明由下述认识开始：在用纤维复合材料加固的墙砌体中，为提高承载能力在变形载荷情况中该加固件的快速响应是必需的，而为改进延性高塑性延展性是必需的。

由此实现承重和/或非承重墙砌体的拉伸加固。

通过根据本发明的对织物和粘合剂的选择，如此提高砖石制成的承重构件的固有低延性，以至可转移较高的地震力。织物能使作用力遍布整个墙面。墙砌体中的裂纹通过相同或不同材料的纤维跨接。由于相应的延性粘合剂（其提供拉伸力的面分布），该织物能够显著变形，并因此能够实现如此加固的承重构件的大的整体延性。

在保持阻力的同时发生塑性变形的能力被称作延性。可通过高承载阻力和较低延性以及通过高延性和低承载阻力实现在载荷情况的地震中足够的承载特性。

由于用于提高承载阻力的高耗费，经受在线弹性行为范围内的设计地震，即在载荷情况下不允许塑性变形的建筑物抗地震设计在大多数情况下不如允许较大的用于能量耗散的塑性变形的延性设计经济。

根据本发明，在粘贴前选择织物的粘性。以下，将织物理解为是指其与粘合剂接触前的织物。因此，通常根据没有进行进一步处理的商购可得的产品的材料性质选择该织物。这种延性优选为≥ 1.0至≤20，和更优选≥ 1.5至≤10。

此外，根据本发明选择粘合剂在固化状态下的延性。这种状态可以例如在干燥、成膜、交联或其它化学反应后在粘合剂中建立。固化状态因此是粘合剂在施加后具有并在其基本不再改变时呈现的最终状态。由于考虑的是固化状态，粘合剂的不同配方，例如固含量、稀释度、溶剂含量等无关紧要。如此选择的延性优选为＞1.5至＜20，和更优选为≥ 2至≤10。术语“固化状态”是指其中聚合反应已完全进行并因此通常不存在反应性单体的材料或粘合剂。

可以借助喷涂、刷涂、辊涂、刮涂等进行粘合剂的施加。根据所用粘合剂，在施加之后，在将织物施加到粘合剂上之前，可等待一段通风期。合适的粘合剂特别是聚氨酯-粘合剂，因为它们可以在固化状态下获得需要的延性。

合适的织物特别是机织物和针织物。在机织物的情况中，通过使织物的底布比较粗网孔/松散并另外提供可长可短的延性纤维，可以实现所需延性。此类纤维的实例是玻璃纤维、聚芳酰胺纤维、石墨纤维、石英纤维、碳纤维、陶瓷纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚酰胺纤维或天然存在的纤维。此类纤维特别优选选自玻璃、聚酰胺、石墨、石英、碳纤维、陶瓷、聚乙烯、聚丙烯和聚酰亚胺。在混合织物的情况中，所述具有高延性的纤维应水平和/或以30至60°的角度倾斜排列在建筑部件上。

根据本发明，在机织物的情况中，在纬线方向（横向）中≥ 45 kN至≤70 kN和在经线方向（纵向）中≥ 50 kN至≤90 kN的每米材料的最大拉伸力已被证明是合适的，在每种情况中根据DIN EN ISO 13934-2测量（1999年4月版；为了避免由于玻璃纤维对横向压力的敏感性造成的玻璃纤维的损伤带来的测量误差，将试验条末端粘在金属卡爪中），

下面借助实施方案进一步描述本发明。所述实施方案可以任意组合，只要从上下文中没有明显看出相反的情况。

在本发明的方法的一个实施方案中，建筑部件表面是抹灰表面。术语“灰泥”在此通常被理解为是指包含灰泥的抹面。此类灰泥的实例是石灰灰泥、水泥石灰灰泥、石膏灰泥、石膏-石灰-灰泥和石膏-石灰-水泥-灰泥。以此方式也可以事后加固现有建筑物或建筑物部分/墙壁，而不必除去现有灰泥。灰泥的厚度可以例如为≥ 0.5 cm至≤5.0 cm。此外优选的是，在灰泥与下方石头或砖石之间的根据DIN 16964测得的粘附剪切强度或根据DIN EN 1542，1999年7月版测得的粘附强度在≤1.2 cm的灰泥施加厚度下具有≥ 0.15 N/mm²的值。根据灰泥的品质和砖石的表面状况，可以实现每米织物例如8 kN至35 kN的拉伸强度的提高。

在本发明的方法的另一实施方案中，首先将粘合剂施加到建筑物部件表面上，随后将织物施加在所施加的粘合剂上。这进一步简化该方法，因为不必处理浸满粘合剂的织物带。尽管原则上不必要，但如果希望的话，还可以在施加的织物上施加另外的粘合剂。

在本发明的方法的另一实施方案中，粘贴前的织物的延性与固化状态下的粘合剂的延性的比率尽可能在1:1至1:10的范围内。通过调节延性能实现特别有效的力吸收和向粘贴的织物的力传递。优选的是1:2至1:5，更优选1:3至1:4的范围。

在本发明的方法的另一实施方案中，该织物包含玻璃纤维机织物，而该玻璃纤维机织物包含互相成直角延伸的玻璃纤维。特别合适的是平纹组织的玻璃纤维机织物，其中具有1k至3k或甚至高达6k的长丝数的E-玻璃或AR-玻璃的玻璃纤维粗纱相互交织。

在本发明的方法的另一实施方案中，该织物包含具有附加涂层的纤维。在此可以使用各种方法，如喷涂、浸涂、浸渍等。该涂层意在起到在织物的施加过程中和之后保护纤维免受形成切口的和化学的应力的作用。其主要功能是改进织物与结构件表面之间的粘合。

在本发明的方法的另一实施方案中，该织物包含至少双轴机织物，并在所述至少双轴机织物上以稀松布形式布置附加纤维。这些纤维优选布置在背面，即朝向建筑部件并因此朝向粘合剂的面。这些纤维也可以已经与该机织物粘贴在一起。以此方式，不会同时发生纤维的机械失效，而是相继发生。合适的纤维特别是聚烯烃纤维，如聚乙烯-和聚丙烯纤维。如果这些纤维比机织物的线短得多，则是有利的。例如，该纤维长度可以为0.5厘米至10厘米。

非常特别优选的是具有互相成直角延伸的玻璃纤维的双轴玻璃纤维机织物，其中该玻璃纤维带有附加涂层和在该玻璃纤维上布置有以稀松布形式的附加纤维，优选高延性聚丙烯纤维。

在本发明的方法的另一实施方案中，该粘合剂包含水性聚氨酯-分散体。其优选是含有聚氨酯(A)的水性聚氨酯-分散体，所述聚氨酯(A)是下列组分的反应产物：

A1) 多异氰酸酯，

A2) 具有根据DIN 55672-1测得的≥ 400 g/mol至≤8000 g/mol的平均分子量的聚合多元醇，

A3) 任选地，具有≤400 g/mol的分子量的一元醇和/或多元醇或单胺和/或多胺或氨基醇，

以及选自下列的至少一种化合物

A4) 具有至少一个离子基团或潜在离子基团的化合物

和

A5) 非离子亲水化化合物。

潜在离子基团是能够形成离子基团的基团。

所述聚氨酯(A)优选由≥ 7重量%至≤45重量% A1)、≥ 50至≤91重量% A2)、≥ 0至≤15重量% A5)、≥ 0至≤12重量%离子或潜在离子化合物A4)和任选≥ 0至≤30重量%的化合物A3)制成，其中A4)和A5)的总和为≥ 0.1至≤27重量%且这些组分的总和为100重量%。

所述聚氨酯(A)特别优选由≥ 10至≤35重量% A1)、≥ 55至≤90重量% A2)、≥ 0至≤10重量% A5)、≥ 1至≤9重量%离子或潜在离子化合物A4)和任选≥ 0至≤10重量%的化合物A3)构成，其中A4)和A5)的总和为≥ 0.1至≤19重量%且这些组分的总和为100重量%。

所述聚氨酯(A)非常特别优选由≥ 15至≤35重量% A1)、≥ 55至≤75重量% A2)、≥ 0至≤8重量% A5)、≥ 1至≤5重量%离子或潜在离子化合物A4)和任选≥ 0至≤8重量%的化合物A3)制成，其中A4)和A5)的总和为≥ 0.1至≤10重量%且这些组分的总和为100重量%。

合适的多异氰酸酯(A1)是芳族、芳脂族、脂族或脂环族多异氰酸酯。也可以使用此类多异氰酸酯的混合物。合适的多异氰酸酯的实例是丁二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2,4-和/或2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、异构的双(4,4'-异氰酸根合环己基)甲烷或它们的任意异构体含量的混合物、异氰酸根合甲基-1,8-辛烷二异氰酸酯、1,4-亚环己基二异氰酸酯、1,4-苯二异氰酸酯、2,4-和/或2,6-甲苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、2,4'-或4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、三苯甲烷-4,4',4"-三异氰酸酯或具有氨基甲酸酯-、异氰脲酸酯-、脲基甲酸酯-、缩二脲-、脲二酮-、亚氨基噁二嗪二酮结构的它们的衍生物及其混合物。优选的是六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和异构的双(4,4'-异氰酸根合环己基)甲烷及其混合物。

该多异氰酸酯优选是仅含脂族和/或脂环族键合的异氰酸酯基团的上述类型的多异氰酸酯或多异氰酸酯混合物。此外优选的是2,4-和/或2,6-甲苯二异氰酸酯。非常特别优选的起始组分(A1)是基于HDI、IPDI和/或4,4'-二异氰酸根合二环己基甲烷的多异氰酸酯或多异氰酸酯混合物。

此外，通过简单脂族、脂环族、芳脂族和/或芳族二异氰酸酯的改性制备的并由至少两种二异氰酸酯构成的具有脲二酮-、异氰脲酸酯-、氨基甲酸酯-、脲基甲酸酯-、缩二脲-、亚氨基噁二嗪二酮-和/或噁二嗪三酮结构的任意多异氰酸酯也适合作为多异氰酸酯(A1) ，例如J. Prakt. Chem. 336 (1994)第185-200页中所述的。

合适的聚合物(A2)具有≥ 1.5至≤4的OH-官能度，例如聚丙烯酸酯、聚酯、聚内酯、聚醚、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、聚缩醛、聚烯烃和聚硅氧烷。优选的是具有≥ 1.9至≤3的OH-官能度的在≥ 400 g/mol至≤2500 g/mol的分子量范围的多元醇。

合适的具有羟基的聚碳酸酯可通过使碳酸衍生物，例如碳酸二苯酯、碳酸二甲酯或光气与二醇反应获得。例如乙二醇、1,2-和1,3-丙二醇、1,3-和1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、新戊二醇、1,4-双羟甲基环己烷、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、二丙二醇、聚丙二醇、二丁二醇、聚丁二醇、双酚A、四溴双酚A以及内酯改性的二醇适合作为此类二醇。该二醇组分优选含有≥ 40重量%至≤100重量%己二醇，优选1,6-己二醇和/或己二醇衍生物，优选除含有OH-端基外还含有醚-或酯基团的那些，例如通过根据DE-A 1 770 245的1摩尔己二醇与至少1摩尔，优选1至2摩尔己内酯的反应或通过己二醇与其本身醚化成二-或三-己二醇而得的产物。此类衍生物的制备是例如从DE-A 1 570 540中已知的。也可以使用DE-A 3 717 060中描述的聚醚-聚碳酸酯二醇。

该羟基聚碳酸酯应优选是线性的。但它们可任选通过引入多官能组分，特别是低分子量多元醇而轻微支化。例如甘油、三羟甲基丙烷、1,2,6-己三醇、1,2,4-丁三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、对环己二醇、甘露醇和山梨糖醇、甲基糖苷、1,3,4,6-二脱水己糖醇适用于此用途。

本身为聚氨酯化学中已知的、可例如经由通过阳离子开环的四氢呋喃的聚合制备的聚四亚甲基二醇聚醚适合作为聚醚多元醇。

此外，合适的聚醚多元醇(A2)是使用引物分子制成的环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、氧化苯乙烯或表氯醇的加聚产物及其混合-和接枝加聚产物，以及通过多元醇或其混合物的缩合获得的聚醚和通过水、多元醇、胺或氨基醇的烷氧基化获得的聚醚。优选的是具有400至4000 Da，特别优选400至2500 Da，非常特别优选800至2000 Da的数均分子量的环氧乙烷和/或环氧丙烷的均-和/或混合加聚化合物。该聚醚多元醇的平均官能度大于1.85，优选为1.88至3。特别优选的是具有1.92至2.05的官能度的双官能聚醚。

环氧乙烷和/或环氧丙烷的均-和/或混合加聚化合物中环氧乙烷的份额为0至100%，优选0至30%，特别优选0至10%。

在本发明的一个特别优选的实施方案中，聚醚多元醇(A)是具有800至2000 Da的分子量和1.92至2.05的官能度的环氧丙烷的均加聚产物。

例如多元醇，优选二元醇以及任选三元醇与多元羧酸，优选二元羧酸的反应产物适合作为聚酯多元醇。代替游离多元羧酸，也可以使用相应的多元羧酸酐或低级醇的相应的多元羧酸酯或其混合物制备该聚酯。该多元羧酸可以是脂族、脂环族、芳族和/或杂环性质的并可任选例如被卤素原子取代和/或是不饱和的。

特别优选的聚合多元醇(A2)是聚碳酸酯和聚醚，非常特别优选是聚醚。

组分(A3)适合用于聚氨酯-预聚物的扩链和/或终止。为此考虑单官能醇和单胺。优选的一元醇是具有1至18个碳原子的脂族一元醇，例如乙醇、正丁醇、乙二醇单丁醚、2-乙基己醇、1-辛醇、1-十二醇或1-十六醇。优选的单胺是脂族单胺，例如二乙胺、二丁胺、乙醇胺、N-甲基乙醇胺或N,N-二乙醇胺和Jeffamin^® M系列的胺（Huntsman Corp. Europe, 比利时）或氨基官能的聚环氧乙烷和聚环氧丙烷。

相应文献中大量描述的具有小于400 g/mol的分子量的多元醇、氨基多元醇或多胺同样适合作为组分(A3)。

优选的组分(A3)是例如：

a) 链烷二醇和-三醇，如乙二醇、1,2-和1,3-丙二醇、1,4-和2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,3-二甲基丙二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、1,4-环己二甲醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-丁基丙二醇、三甲基戊二醇、位置异构的二乙基辛二醇、1,2-和1,4-环己二醇、氢化双酚A [2,2-双(4-羟基环己基)丙烷]、2,2-二甲基-3-羟基丙酸-(2,2-二甲基-3-羟基丙酯)、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷或甘油，

b) 醚二醇，如二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,3-丁二醇或氢醌二羟乙基醚，

c) 通式(I)和(II)的酯二醇，

HO-(CH₂)_x-CO-O-(CH₂)_y-OH (I)

HO-(CH₂)_x-O-CO-R-CO-O(CH₂)_x OH (II)

其中

R是具有1至10个碳原子，优选2至6个碳原子的亚烷基或亚芳基，

x是2至6且

y是3至5，

例如δ-羟基丁基-ε-羟基己酸酯、ω-羟基己基-γ-羟基丁酸酯、己二酸-(β-羟乙基)酯和对苯二甲酸双(β-羟基乙基)酯和

d) 二胺和多胺，例如1,2-二氨基乙烷、1,3-二氨基丙烷、1,6-二氨基己烷、1,3-和1,4-苯二胺、4,4'-二苯甲烷二胺、异佛尔酮二胺、2,2,4-和2,4,4-三甲基六亚甲基二胺的异构体混合物、2-甲基五亚甲基二胺、二亚乙基三胺、1,3-和-1,4-苯二甲胺、α,α,α',α'-四甲基-1,3-和-1,4-苯二甲胺、4,4-二氨基二环己基甲烷、可以以Jeffamin^®, D系列（Huntsman Corp. Europe, 比利时）为名获得的氨基官能的聚环氧乙烷或聚环氧丙烷、二亚乙基三胺和三亚乙基四胺。肼、水合肼和取代肼，例如N-甲基肼、N,N'-二甲基肼及其同系物以及酸二酰肼，己二酸、β-甲基己二酸、癸二酸、羟基丙酸和对苯二甲酸、脲氨基-亚烷基酰肼，例如β-脲氨基丙酰肼（例如描述在DE-A 1 770 591中），脲氨基亚烷基-卡巴嗪（carbazin）酯，例如2-氨基脲乙基卡巴嗪酯（例如描述在DE-A 1 918 504中）或氨基氨基脲化合物，例如β-氨基乙基脲氨基碳酸酯（例如描述在DE-A 1 902 931中）也适合作为本发明范围内的二胺。

组分(A4)含有可以是阳离子或阴离子性质的离子基团。具有阳离子或阴离子分散作用的化合物是例如含有锍、铵、鏻、羧酸根、磺酸根、膦酸根或可通过成盐转化成上述基团（潜在离子基团）并可通过存在的异氰酸酯反应性基团引入大分子中的基团的那些。合适的异氰酸酯反应性基团优选是羟基和胺基。

合适的离子或潜在离子化合物(A4)是例如单-和二羟基羧酸、单-和二氨基羧酸、单-和二羟基磺酸、单-和二氨基磺酸以及单-和二羟基膦酸或单-和二氨基膦酸和它们的盐，如二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、羟基特戊酸、N-(2-氨基乙基)-β-丙氨酸、2-(2-氨基乙基氨基)乙磺酸、1,2-或1,3-丙二胺-β-乙基磺酸、乙二胺-丙基-或丁基磺酸、苹果酸、柠檬酸、羟基乙酸、乳酸、甘氨酸、丙氨酸、牛磺酸、赖氨酸、3,5-二氨基苯甲酸、IPDI和丙烯酸的加成产物（EP-A 0 916 647，实施例1）及其碱金属盐和/或铵盐；亚硫酸氢钠在2-丁烯-1,4-二醇上的加合物、聚醚磺酸酯，2-丁烯二醇和NaHSO₃的丙氧基化加合物，例如DE-A 2 446 440（第5-9页，式I-III）中描述的，以及可转化成阳离子基团的结构单元，如N-甲基二乙醇胺作为亲水结构组分。优选的离子或潜在离子化合物是具有羧基或羧酸根和/或磺酸根和/或铵基的那些。特别优选的离子化合物是含有羧基和/或磺酸根作为离子或潜在离子基团的那些，如N-(2-氨基乙基)-β-丙氨酸的盐、2-(2-氨基乙基氨基)乙磺酸的盐或IPDI与丙烯酸的加成产物的盐（EP-A 0 916 647，实施例1）和二羟甲基丙酸的盐。非常特别优选的是N-(2-氨基乙基)-β-丙氨酸的钠盐和2-(2-氨基乙基氨基)乙磺酸的钠盐。同样非常特别优选的是二甲基丙酸。

起非离子亲水化作用的合适的化合物(A5)是例如含有至少一个羟基或氨基的聚氧化烯醚。此类聚醚含有30重量%至100重量%份额的衍生自环氧乙烷的结构单元。官能度为1至3的线性结构的聚醚以及通式(III)的化合物合适：

其中

R¹和R²各自彼此独立地表示可以被氧和/或氮原子插入的具有1至18个碳原子的二价脂族、脂环族或芳族基团，且R³代表烷氧基封端的聚环氧乙烷基团。

起非离子亲水化作用的化合物还有按统计平均值计每分子具有≥ 5至≤70，优选≥ 7至≤55个环氧乙烷单元的一元聚环氧烷聚醚醇，如可以以本身已知的方式通过合适的引物分子的烷氧基化获得的（例如在Ullmanns Encyclopädie der technischen Chemie, 第4版, 第19卷, Verlag Chemie, Weinheim, 第31-38页中）。

合适的引物分子是例如饱和一元醇，如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、异构戊醇、己醇、辛醇和壬醇、正癸醇、正十二烷醇、正十四烷醇、正十六烷醇、正十八烷醇、环己醇、异构甲基环己醇或羟甲基环己烷、3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷或四氢糠醇、二乙二醇单烷基醚，例如二乙二醇单丁基醚，不饱和醇，如烯丙醇、1,1-二甲基烯丙醇或油醇，芳族醇，如酚，异构甲酚或甲氧基酚，芳脂族醇，如苄醇、茴香醇或肉桂醇，仲单胺，如二甲基胺、二乙基胺、二丙基胺、二异丙基胺、二丁基胺、双(2-乙基己基)胺、N-甲基-和N-乙基环己基胺或二环己基胺以及杂环仲胺，如吗啉、吡咯烷、哌啶或1H-吡唑。优选的引物分子是饱和一元醇。二乙二醇单丁基醚特别优选用作引物分子。

适合烷氧基化反应的环氧烷特别是环氧乙烷和环氧丙烷，它们可以以任意次序或作为混合物用在烷氧基化反应中。

该聚环氧烷聚醚醇是纯聚环氧乙烷聚醚或混合聚环氧烷聚醚，其环氧烷单元包含至少30摩尔%，优选至少40摩尔%的环氧乙烷单元。优选的非离子化合物是具有至少40摩尔%环氧乙烷单元和最多60摩尔%环氧丙烷单元的单官能混合聚环氧烷聚醚。

为了制备聚氨酯(A)，可以使用离子(A4)和非离子(A5)亲水化剂的组合。优选使用阴离子亲水化剂。

在本发明的方法的一个特别优选的实施方案中，该粘合剂包含水性聚氨酯分散体(A)，其是HDI和IPDI的混合物(A1)、具有800至1500 Da的分子量和1.92至2.05的官能度的环氧丙烷的均加聚产物(A2)、1,4-丁二醇(A3)和2-(2-氨基乙基氨基)乙磺酸的钠盐的反应产物。

该水性聚氨酯(A)的制备可以在一个或多个阶段中在均相中，或在多级反应的情况下，部分在分散相中进行。在完全或部分进行加聚后，进行分散、乳化或溶解步骤。随后任选在分散相中进一步加聚或改性。

为了制备聚氨酯(A)，可以使用由现有技术中已知的所有方法，如乳化剂-剪切力法、丙酮法、预聚物混合法、熔体乳化法、酮亚胺法和固体自发分散法或其衍生方法。这些方法的概述可见于Methoden der organischen Chemie（Houben-Weyl, 对第4版第E20卷的增补和追加卷，H. Bartl和J. Falbe, Stuttgart, New York, Thieme 1987, 第1671-1682页)。优选的是熔体乳化法、预聚物混合法和丙酮法。特别优选的是丙酮法。

通常，将所有或一部分不含伯或仲氨基的成分(A2)至(A5)和多异氰酸酯(A1)预先置于反应器中用于制备聚氨酯预聚物并任选用可与水混合但对异氰酸酯基团呈惰性的溶剂稀释，但优选不用溶剂，加热至较高的温度，优选在50至120℃的范围。

合适的溶剂是例如丙酮、丁酮、四氢呋喃、二氧杂环己烷、乙腈、二丙二醇二甲醚和1-甲基-2-吡咯烷酮，它们不仅可以在制备开始时添加，也可任选在稍后阶段逐份添加。丙酮和丁酮是优选的。可以在常压或升高的压力下进行反应，例如在溶剂，例如丙酮的常压沸点温度以上。

此外，可以一起预先置入或稍后计量加入已知加速异氰酸酯加成反应的催化剂，例如三乙胺、1,4-二氮杂双环-[2,2,2]-辛烷、二丁基氧化锡、二辛酸锡、二月桂酸二丁基锡、双-(2-乙基己酸)锡、二辛酸锌、双-(2-乙基己酸)锌或其它有机金属化合物。

二月桂酸二丁基锡、二辛酸锌和双-(2-乙基己酸)锌是优选的，双-(2-乙基己酸)锌特别优选。

随后计量加入在反应开始时未加入的不含伯或仲氨基的成分(A1)、(A2)、任选的(A3)和(A4)和/或(A5)并同样加热至较高的温度，优选在50至120℃的范围。在聚氨酯预聚物的制备中，异氰酸酯基团与异氰酸酯反应性基团的物质的量的比率为≥ 0.90至≤3，优选≥ 0.95至≤2.5，特别优选≥ 1.05至≤2.0。基于不含伯或仲氨基的(A2)至(A5)部分的异氰酸酯反应性基团的总量，部分或完全，但优选完全进行组分(A1)至(A5)的反应。通常通过监测反应混合物的NCO含量来监测转化度。为此，可以对取出的样品进行光谱测量，例如红外-或近红外光谱、折光率测定和化学分析，如滴定。在本体中或在溶液中获得含有游离异氰酸酯基团的聚氨酯-预聚物。

在由(A1)和(A2)至(A5)制备聚氨酯预聚物之后或之中，进行起分散阴离子和/或阳离子作用的基团的部分或完全成盐，如果这尚未在原料分子中进行。在阴离子基团的情况中，为此使用碱，如氨、碳酸铵或碳酸氢铵、三甲胺、三乙胺、三丁胺、二异丙基乙胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化钾或碳酸钠，优选三乙胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺或二异丙基乙胺。碱的物质的量为阴离子基团的物质的量的50至120%，优选50至100%，特别优选60至90%。在阳离子基团的情况中，使用有机或无机酸。如果仅使用具有醚基团的非离子亲水化化合物(A5)，则省略中和步骤。在分散水已含有中和剂时，中和也可以与分散同时进行。

可能的胺类组分是可以与尚残余的异氰酸酯基团反应的(A2)、(A3)和(A4)。可以在分散之前、在分散过程中在溶剂中或在分散之后在水中进行扩链。如果使用胺类组分作为(A4)，优选在分散之前进行扩链。

该胺类组分(A3)或(A4)可以用有机溶剂和/或用水稀释添加到该反应混合物中。优选使用≥ 70重量%至≤95重量%溶剂和/或水。如果存在多种胺类组分，则该反应可以以任意次序依次进行或通过添加混合物而同时进行。

为了制备聚氨酯分散体(A)，任选在强剪切，例如剧烈搅拌下或使用喷嘴喷射分散器将聚氨酯预聚物引入分散水中，或相反，将分散水搅拌到该预聚物中。然后，如果尚未在该均相中进行，可通过存在的任何异氰酸酯基团与组分(A2)、(A3)的反应实现摩尔质量提高。所用多胺(A2)、(A3)的量取决于仍存在的未反应的异氰酸酯基团。优选异氰酸酯基团的物质的量的≥ 45至≤100%，特别优选≥ 50至≤75%与多胺(A2)、(A3)反应。

可任选蒸馏出有机溶剂。该分散体具有≥ 10至≤70重量%，优选≥ 25至≤65重量%，特别优选≥ 30至≤60重量%的固含量。

该聚氨酯分散体可以独自或与已知粘合剂、助剂和添加剂，特别是光保护剂，如紫外线吸收剂和位阻胺（HALS），以及抗氧化剂、填料以及漆助剂，例如抗沉降剂、防沫剂和/或润湿剂、流动剂、反应性稀释剂、增塑剂、催化剂、辅助溶剂和/或增稠剂和添加剂，例如分散体、颜料、染料或消光剂一起使用。特别地，与聚氨酯分散体或聚丙烯酸酯分散体（它们也可任选是羟基官能的）的组合也毫不费力地可行。这些添加剂可以在临加工前添加到PUR分散体中。但是，也可以在粘合剂或粘合剂-/交联剂混合物的分散之前或之中添加至少一部分添加剂。可添加独立的组分和/或整个混合物中的物质的选择和计量添加是本领域技术人员已知的。

在本发明的方法的另一实施方案中，提供嵌入建筑部件中的紧固件，所述紧固件在建筑部件表面可触及并将织物粘贴到其上。优选地，该紧固件的可触及部分与建筑部件表面齐平布置。这种紧固件可以是例如锚型紧固件。该紧固件也可以穿透建筑部件并在两面上都用织物粘贴。

本发明还提供包含粘贴到其表面上的织物的加固的建筑部件，其中所述织物在粘贴之前具有≥ 1.0的延性，且所述粘合剂在固化状态下具有≥ 1.5的延性，且其中在每种情况下延性作为总的弹性和塑性变形值与弹性变形值的比率来测定。加固的建筑部件随后具有≥ 2，优选≥ 3的延性。

该加固的建筑部件当然可通过本发明的方法获得。还可以单独地或与制造加固的建筑部件结合地使用与本发明的方法有关的提到的所有实施方案。关于细节参考上述实施方案，以避免不必要的重复。

特别可提到其中所述织物包含至少双轴机织物并在所述至少双轴机织物上以稀松布形式布置附加纤维的本发明的加固的建筑部件。

还特别可提到其中粘合剂包含水性聚氨酯分散体的本发明的加固的建筑部件。

本发明同样涉及织物与粘合剂联合用于加固建筑部件的用途，其中借助粘合剂将织物粘贴到建筑部件表面上，其中所述织物在粘贴之前具有≥1.0的延性，且所述粘合剂在固化状态下具有≥ 1.5的延性，且其中在每种情况下延性作为总的弹性和塑性变形值与弹性变形值的比率来测定。

还可以单独地或与本发明的用途结合地使用与本发明的方法有关的提到的所有实施方案。关于细节参考上述实施方案，以避免不必要的重复。

特别可提到其中所述织物包含至少双轴机织物并在所述至少双轴机织物上以稀松布形式布置附加纤维的根据本发明的用途。

还特别提到其中粘合剂包含水性聚氨酯分散体的根据本发明的用途。

通过下面的附图和实施例进一步解释本发明，但不限于此。

在附图中：

图1显示织物的垂直铺设以加固建筑部件。

图2显示另外用嵌入式紧固件加固的建筑部件。

图3显示在两面上都用嵌入式紧固件加固的建筑部件。

图4显示可根据本发明使用的织物。

图5显示可根据本发明使用的另一织物。

图6显示轴向变形试验的结果（灰砂石（Kalksandstein）-墙砌体）。

图7显示板弯曲试验的结果（灰砂石-墙砌体）。

图8显示板弯曲试验的结果（砖-墙砌体）。

图9显示粘合剂的剪切强度。

图1显示在本发明的方法范围内的织物的垂直铺设。用根据本发明选择的粘合剂将根据本发明选择的织物带11, 12, 13粘贴到墙砌体上。这重叠进行，以使例如织物带11, 12, 13的左边缘1, 3, 7位于带的右边缘5, 9的下方（或上方）。

图2显示另外用以锚25形式的嵌入式紧固件加固的墙砌体15。贯穿灰泥层17的锚25借助砂浆或粘合剂23固定在墙砌体15中。借助根据本发明选择的粘合剂19将根据本发明选择的织物21粘贴到灰泥17和锚25延伸到外部的部分上。层之间的界面是织物-粘合剂27和33、粘合剂-灰泥29和35和灰泥-墙砌体31和37。

图3显示在两面上都用锚形式的嵌入式紧固件（无标号；类似于图2）加固的墙砌体45。在墙砌体45的两面上都设置灰泥层43, 47，锚穿过其伸出。借助根据本发明选择的粘合剂41, 49将根据本发明选择的织物39, 51粘贴到灰泥层43, 47上。层之间的界面是织物-空气53和67、织物-粘合剂55和65、粘合剂-灰泥57和63和灰泥-墙砌体59和61。

图4显示在根据本发明选择范围内可使用的机织物形式的织物的一个实例。该机织物在此以平纹组织存在，其中举例显示纬纱线69和经纱线71, 73和75。

图5显示在根据本发明选择范围内可使用的织物的另一实例。这里具有平纹组织形式的双轴机织物，其中举例显示纬纱线79和经纱线77。以稀松布或无纺织物形式在机织物上布置附加纤维81, 83。

图6显示两个石料剪切试验的载荷-位移曲线。曲线601代表加固样品，而曲线602代表未加固样品。

图7显示在3点弯曲试验中测定的两个板体（由6个灰砂石构成）的载荷-位移曲线。曲线701代表加固样品，而曲线702代表未加固样品。

图8显示在3点弯曲试验中测定的两个板状体（由6个砖构成）的载荷-位移曲线。曲线801代表加固样品，而

曲线802代表未加固样品。

图9显示所用粘合剂的剪切应力-位移强度。

实施例

实施例 1: 根据本发明可使用的粘合剂 1 的合成:

1252.5克聚环氧丙烷二醇（OH-值112，平均分子量1000 g/mol）在100℃和50毫巴下脱水60分钟。然后加入112.4克1,4-丁二醇和0.170克双(2-乙基己酸)锌（来自OMG Borchers GmbH, 德国的Borchi^® Kat 22）并将该混合物在90℃下均化15分钟。在冷却至70℃后，加入333.0克异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和252.0克六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，搅拌，然后使温度保持恒定在70℃。在35分钟后，达到1.74%的异氰酸酯含量。将该混合物冷却至55℃，加入2925克丙酮，并搅拌至该预聚物完全溶解。在48℃下，在剧烈搅拌下，将50.37克N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙磺酸的钠盐在435克水中的溶液添加到该均匀溶液中，并在48℃下再搅拌15分钟。然后在剧烈搅拌下将3320克水添加到该丙酮预聚物混合物中并在48℃下进行分散20分钟。通过蒸馏除去丙酮后，获得固含量为34.9%的水分散体。

将5000克该水性分散体在室温下置于10升容器中并在剧烈搅拌（搅拌器电机: Heidolph RZR 2100电子，搅拌器: Visco Jet^®, 转数大约1000转/min）下加入60克Borchi^® Gel L 75 N（聚氨酯基，非离子液体增稠剂，50%的输送形式，来自OMG Borchers GmbH, 德国）和90克水的150克混合物。然后再进行搅拌30分钟。所得分散体具有34.7%的固含量和197,000 m Pas的布鲁克菲尔德粘度（用仪器Brookfield DV-III Ultra粘度计，测轴4 / 1 RPM 23℃测量）。

实施例 2: 轴向变形试验（墙面内载荷）

用根据实施例1的粘合剂将延性为1的织物粘贴到抹灰的灰砂石墙砌体的表面上。在根据DIN 1052-3的轴向变形试验中获得图6中的曲线601中所示的结果。为了比较，使用没有根据本发明加固而是仅抹灰的墙砌体进行试验。试验结果显示在曲线602中。明显看出与对比试验相比轴向变形性能的显著改进。在粘贴和粘合剂固化后，由此获得的墙砌体具有大约20 mm/1 mm = 20的延性，20 mm塑性变形/1 mm塑性变形（见图6，曲线601）。相反，未加固的试样只有1的延性，因为在达到最大载荷后承载阻力立即显著下降（图6，曲线602）。

实施例 3a: 板弯曲试验（墙面外载荷）

用根据实施例1的粘合剂将延性为1的织物粘贴到抹灰的灰砂石墙砌体上。在图7，曲线701中显示板试验的结果。为了比较，使用没有根据本发明加固而是仅抹灰的墙砌体进行试验。试验结果显示在图7，曲线702中。明显看出与对比试验相比板中的显著改进。

在粘贴和粘合剂固化后，由此获得的墙砌体具有大约10/3.5 = 2.9的与未加固板相比的延性（图7），在加固墙的板中心中的10毫米弓形（见图7，曲线701）/在未加固墙板中心中的3.5毫米弓形（见图7，曲线702）。

实施例 3b: 板弯曲试验（墙面外载荷）

用根据实施例1的粘合剂将延性为1的织物粘贴到抹灰的砖-墙砌体上。板试验的结果显示在图8，曲线801中。为了比较，使用没有根据本发明加固而是仅抹灰的墙砌体进行试验。试验结果显示在曲线802中。明显看出与对比试验相比板中的显著改进。

在粘贴和粘合剂固化后，由此获得的墙砌体具有大约5/3.5 = 1.4的与未加固墙相比的延性（图8），在加固板的板中心中的在最大载荷下的5毫米弓形（见图8，曲线801）/在未加固墙的板中心中的3.5毫米弓形（见图8，曲线802）。不同于未加固样品（见图8，曲线802），加固板（见图8，曲线801）没有表现出脆性破坏并在残余承载能力下具有显著的再断裂行为（Nachbruchverhalten）。

实施例4: 根据DIN 12188的粘合剂剪切强度

根据实施例1的粘合剂用于粘贴根据DIN 12188制成的尺寸为160 mm x 40 mm x 40 mm的混凝土体。与长边成横向，以45°的角度施加倾斜的切面。用粘合剂润湿两个切割面并粘合在一起。长边方向上的压力载荷造成该样品的两半被剪断。所产生的剪切应力-位移曲线901显示在图9中。在从样品上减除载荷后，测得3毫米的永久位移，这是塑性行为和因此延性的度量。

Claims (16)

1.加固建筑部件的方法，其包括借助粘合剂将织物粘贴到建筑部件表面上的步骤，

其特征在于，

所述织物在粘贴之前具有≥ 1.0的延性，所述粘合剂在固化状态下具有≥ 1.5的延性，且粘贴后的建筑部件具有≥ 2的延性，

其中在每种情况下所述延性作为总的弹性和塑性变形的值与弹性变形值的比率来测定。

2.根据权利要求1的方法，其中所述织物在粘贴之前具有≥ 1.5至≤20范围的延性。

3.根据权利要求1的方法，其中所述粘合剂在固化状态下具有≥ 1.5至≤20范围的延性。

4.根据权利要求1的方法，其中粘贴后的建筑部件具有≥ 2至≤30范围的延性。

5.根据权利要求1的方法，其中所述建筑部件的表面是抹灰表面。

6.根据权利要求1的方法，其中粘贴前的织物的延性与固化状态下的粘合剂的延性的比率在≥ 1:1至≤1:10的范围。

7.根据权利要求1的方法，其中所述织物包含玻璃纤维机织物，且所述玻璃纤维机织物包含互相成直角延伸的玻璃纤维。

8.根据权利要求1的方法，其中所述织物包含至少双轴机织物，并在所述至少双轴机织物上以稀松布形式布置附加纤维。

9.根据权利要求1的方法，其中所述粘合剂包含水性聚氨酯-分散体。

10.根据权利要求9的方法，其中所述水性聚氨酯分散体是下列组分的反应产物：

A1) 多异氰酸酯,

A2) 具有根据DIN 55672-1测得的≥ 400 g/mol至≤8000 g/mol的重均分子量的聚合多元醇和/或多胺，以及

A4) 选自具有至少一个离子或潜在离子基团的化合物的至少一种化合物，和

A5) 非离子亲水化化合物。

11.加固的建筑部件，其包含粘贴在其表面上的织物，

其特征在于，

所述织物在粘贴之前具有≥ 1.0的延性，所述粘合剂在固化状态下具有≥ 1.5的延性，且加固的建筑部件具有≥ 2的延性，

其中在每种情况下所述延性作为总的弹性和塑性变形的值与弹性变形值的比率来测定。

12.根据权利要求11的加固的建筑部件，所述织物包含至少双轴机织物，并在所述至少双轴机织物上以稀松布形式布置附加纤维。

13.根据权利要求11的加固的建筑部件，其中所述粘合剂包含水性聚氨酯-分散体。

14.织物与粘合剂联合用于加固建筑部件的用途，其中借助粘合剂将织物粘贴到建筑部件表面上，

其特征在于，

所述织物在粘贴之前具有≥ 1.0的延性，所述粘合剂在固化状态下具有≥ 1.5的延性，

其中在每种情况下所述延性作为总的弹性和塑性变形的值与弹性变形值的比率来测定。

15.根据权利要求14的用途，其中所述织物包含至少双轴机织物，并在所述至少双轴机织物上以稀松布形式布置附加纤维。

16.根据权利要求14的用途，其中所述粘合剂包含水性聚氨酯-分散体。

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