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。
1.碳纤维片材加固混凝土结构原理
构件外部粘贴碳纤维片材加固法是根据结构构件受力分析计算结果和受力特征,应用配套树脂将碳纤维片材粘贴于强度不满足受力要求的混凝土构件外部相应部位,以达到构件满足承载力要求的一种补强加固方法。
2.外部粘贴碳纤维加固法的加固原理与粘贴钢板加固基本相同,是利用其配套树脂的抗剪切强度将混凝土构件承担的荷载传递给碳纤维片材,使后粘贴碳纤维片材和原钢筋混凝土构件共同承受外部荷载作用力的一种加固方法。
3.因同属构件外部粘贴加固,碳纤维加固混凝土结构也存在应力滞后、应变超前和卸荷的问题。设计施工时可根据直接卸荷和间接卸荷的适用范围来确定采取不同的卸荷方式。
4.外部粘贴碳纤维加固与外部粘贴钢板加固优缺点分析比较:
①碳纤维材料本身相对比强度高、重量轻,加固施工后基本不改变原结构的外型尺寸,同时基本不增加原结构自重;
②碳纤维加固施工工艺流程简单,施工工期短、。
③碳纤维自身弹性模量高,加固后对温度裂缝、锈胀裂缝等细微变形控制效果较好。
④碳纤维加固几乎不用栓锚固定和外物加压,对混凝土原结构几乎没有破1坏。
⑤采用碳纤维加固法加固施工后,装饰施工时无须处理界面,只在碳纤维片材施工后工序时洒砂粘贴即可。
⑥碳纤维加固双层或三层粘贴时,因自身厚度较薄,几乎没有因厚度增加的剪力力矩影响,所以加固效果较好。
⑦碳纤维布材因其材料自身的柔韧性、可缠绕性,对狭窄工作面的加固施工加固效果独特。
⑧碳纤维布材为各向异性材料,加固设计时一般只是利用其纵向的高强来补强钢筋混凝土构件的拉弯强度,对于抗压构件和受力复杂的构件加固效果较差。
⑨碳纤维加固一般不能补强构件的刚度,用板材补强造价较高,其综合效果不如粘贴钢板或型钢加固。
碳纤维加固适用范围
1.本加固方法普遍适用于房屋建筑和一般构筑物中承受静力作用的一般受弯及受拉构件,对于受压构件、刚度不足构件、承受动荷载的结构构件均不适合使用。对砌体结构、木结构和钢结构构件加固中也可以应用。
2.采用碳纤维片材加固的混凝土结构,长期使用环境温度一般不能大于60°C,特殊环境下采用此技术,必须采取相应的防护措施。
碳纤维加固
施工工艺:施工准备→表面预处理→粘接剂配制→涂胶→粘贴→固化→下一工序。
施工方法:
1)施工准备 首先应根据施工现场和被加固构件的实际情况,制定相应的施工方案和施工计划,再按加固设计放线定位,同时准备所需的材料和机具等。
2)表面处理 先清除被加固构件表面剥落、疏松及蜂窝等劣质化混凝土,直至完全露出混凝土结构新面,然后用修补材料将构件表面修复平整,再将欲粘贴碳纤 维处的混凝土表面打磨平整,转角部位要进行倒角处理——打磨成半径不小于20mm的圆角,后将混凝土表面清理干净并保持干燥。
3)涂刷底层处理:在预先处理好的混凝土基面上,涂上已混合好的底涂材料,使其充分进入混凝土的孔隙内,底涂材料要求完全覆盖基层表面。
4)配制粘接剂:用于粘贴的碳纤维片材的粘接剂均为A、B组份,两组份必须充分混合,以色泽均匀为准,搅拌时要避免其它杂质进入容器内。
5)敷贴粘接剂及粘贴碳纤维片材:
① 粘贴碳纤维板时,先用刮1刀在需粘贴的混凝土部位上和板材上涂上薄薄的一层配制好的粘接剂,并且注意板材和混凝土表面应保持有2㎜的1小粘贴厚度。然后将碳 纤维板用手轻压敷在混凝土面上。并用橡皮滚筒顺纤维方向均匀平稳地滚压,用力要适宜,使粘接剂从板材两边溢出,再用刮1刀将溢出的粘接剂刮去,保证粘贴面密 实无空洞。
② 粘贴碳纤维布时,将配制好的浸渍树脂均匀涂抹于欲粘贴的部位,将碳纤维布粘贴在浸渍树脂上,边贴布边用辊筒顺着纤维方向多次辊压,排除气泡,并使浸渍 树脂充分渗透碳纤维布,辊压时不得损伤碳纤维布。多层粘贴时重复上述步骤,但应该在上一层纤维布上浸渍树脂指触干燥后进行。粘贴完成后,再在后一层碳纤 维不表面涂刷一层浸渍树脂并撒上一层细沙。
6)固化:粘贴剂在常温下固化,若温度25℃时,48小时后结构可受力使用。
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碳纤维加固之混凝土表面处理
1、 将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净。
2、 对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分,进行修补、复原。
3、 裂缝修补:缝宽小于0.2mm的裂缝,用环氧树脂进行表面涂刷密封;大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。
4、 打磨:将构件表面凸出部分(混凝土构件交接部位、模板的接槎等)打磨平整,修复后的构件表面尽量平顺。
5、 清洗打磨过的构件表面,并使其充分干燥。