碳纤维加固法是一种将高强度碳纤维织物通过改性环氧树脂粘贴于被加固构件表面的一种新型加固方法。它适用于钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构等各种结构形式的补强修复,主要应用于受拉和受弯构件承载力不足的加固,当利用其缠绕约束作用时,也可用于受压构件的加固,亦可有效增强被加固构件的延性,作为结构抗震加固的一种有效途径。
碳纤维加固具有许多其它传统加固法所无法比拟的优点,如轻质高强、无需搭接,能适应曲面形状混凝土的粘贴要求,耐腐蚀、耐潮湿、施工便捷。
施工准备。施工前须按施工图定位放样,将加固部位在现场上定出。同时应注意环境湿度对树脂固化的不利影响,现场应控制环境湿度不超过 70%。施工前应对需加固处混凝土做缺陷标识及记录,内容包括:裂缝长度、宽度、深度,蜂窝麻面的面积大小,钢筋裸1露情况等。
基层表明处理及修复。根据现场混凝土结构的不同情况对缺陷处进行修复和处理。要求清除表面的浮浆、油污、木屑等所有杂质,除去表面 2-3mm厚的砂浆层,直至露出坚实的骨料。磨去面上突出 5mm以上的“毛刺”。表面层打磨后应用强力鼓风机或吸尘器将表面灰尘彻底清除。表面平整度要求≤5mm/m。对钢筋严重锈蚀的部位,必须及时向现场设计提出,对加固方案进行确认。
碳纤维下料及粘接树脂的配置。现场根据图纸下料,对加固碳纤维布的规格、长度、宽度、厚度进行核查。应注意布的两端是否宽度一致。施工前应检查所用粘接剂是否与提供的材料产品说明书相符,使用材料是否过期。粘接剂的搅拌应按产品说明书,严格控制 A、 B组分混和比例。搅拌速度, 搅拌均匀程度(搅拌时间), 使用时间(搅拌一次数量,用完的时间不得大于产品说明书规定时间);在对粘接剂进行搅拌时,应严格防止异1物如灰尘、蚊蝇等,落入粘接剂内;应远离正在进行混凝土基层打磨现场或采取严密防尘措施避免灰尘落入;注意施工时环境温度对粘接剂固化的影响,应遵照产品说明书规定对搅拌加以调整。粘接剂内不得添加其它溶剂。
碳纤维粘贴与固化养护。施工时,首先应将搅拌充分的粘接剂均匀涂刷到混凝土基层表面。粘贴前,再次按设计图要求对加固区域进行定位确认,必要时放线。碳纤维布的贴敷应紧随粘接剂涂刷进行。要求纤维布贴至混凝土基质后平整,无气泡,粘接剂应浸满碳纤维布幅面。粘接剂的固化,一般在常温下即可。对于粘贴好的碳纤维布在 24 小时内严禁有明显扰动。
现场成品保护措施。现场已施工完的成品应进行固化期保护,其间应注意防尘、防水及预防人为破1坏。对于已经完工的区域应立即使用干净的塑料薄膜进行覆盖,以起到防尘、防水的作用。施工现场应派专人值班,防止人为破1坏的发生,责任应落实到个人。
浙江万烁建筑技术有限公司,由一批长期从事建筑施工、结构加固、特种工程的工程技术人才和管理人员组成。
碳纤维材料在隧洞加固中优点十分突出,主要如下:
(1)可以任意裁剪,加固各种形状(圆形或复杂曲面)的结构。
(2)加固补强时不需要使用大型加固机具,工程,施工速度快1。
(3)耐腐蚀、抗渗、抗冲刷。
(4)碳纤维布糙率(0.007),低于混凝土表面糙率(0.014),在加固段可以增大流量系数,提高管道的过流能力。
(5)可有效封闭混凝土裂缝,从而延缓或消除裂缝的出现和扩展。
(6)加固后不改变原有断面的大小和形状。
(7)加固效果好,不需要进行后期维修,较为经济。
施工中需注意的问题
(1)粘帖碳纤维布时,必须驱除纤维丝内的空气,使碳纤维布表面平整。当出现空鼓且面积少于100cm2 时,采用针管注浆方法填实空鼓;空鼓面积超过100cm2 时,应切除后重新粘贴。
(2)碳纤维布粘贴时需搭接的,搭接长度应满足规范要求,一般应不小于10cm。
(3)粘贴碳纤维布时一定要根据碳纤维所起作用,选择正确的纤维方向。
(4)碳纤维布为导电材料,施工时应采取相应的有效保护措施。
(5)后续施工不得破1坏已经完成的碳纤维,不得靠近碳纤维焊接、烘烤。
碳纤维加固主要用于加固受拉、受剪、拉弯的钢筋混凝土构件,且理论和实践已越来越成熟,相应计算可依据《混凝土结构加固设计规范》国标50367-2013及《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》(CECS146:2003)。和传统加固相比,碳纤维布加固法确实具有明显的优势和良好的经济效益,在我国结构加固工程中越来越受到青睐,已得到了广泛的应用。
浙江万烁建筑技术有限公司,由一批长期从事建筑施工、结构加固、特种工程的工程技术人才和管理人员组成。
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碳纤维加固技术性的优势: (1)化学纤维复合材的抗压强度高,是同样横截面钢材的7-10倍; (2)重量轻,相对密度只能一般钢材的1/4; (3)复合材料复合材加固的使用性能好,可特性阻抗有机化学浸蚀和极端自然环境、气候问题的毁坏; (4)碳纤维加固的施工省时省力、省劲节时、施工品质便于确保。 (5)加固后对原构造外型和原来静空无明显危害,维护费低。