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建筑加固之碳纤维布加固

来源:http://www.ahjiugu.cn/news434090.html   发布时间:2020-8-5 16:09:00

目前常用的加固方法有很多,如:加大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法、碳纤维加固法等。碳纤维加固修补结构技术是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技术。

      纤维加固包括碳纤维布加固和碳纤维板加固两种,主要应用在:混凝土结构粱的受弯和受剪加固、板的受弯加固、柱的抗震加固等,厂房、校舍、大厦、医院等民用建筑加固补强;桥梁、水利等基础设施加固补强。

     碳纤维布具有优异的物理力学性能。加固混凝土构件所用的碳纤维布,是碳纤维材料通过一定的制作工艺与特定的树脂材料复合而制成的,是将碳纤维长丝经编织而制成的柔软片况材料。碳纤维布在编织时,将大量的碳纤维长丝沿一个主方向均匀平铺,形成很薄的以主纤维方向受力的碳纤维布。

(1)抗拉强度高,是同等截面钢材的7-10倍。

(2)自重轻:重量约为钢材的五分之一,基本不增加构件自重

(3)耐久性好,抗酸碱腐蚀,抗疲劳,且在任何恶劣环境下皆可使用。

(4)柔软,施工不受构件外形限制,方便快捷、省力节时、施工质量易于保证。

(5)适用范围广,混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固。可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。


  碳纤维布加固施工工艺流程:施工准备、混凝土表面处理、对不平整处采用找平胶找平修复,底胶配制并涂刷,浸渍胶配制,粘贴碳纤维布、表面抹砂浆保护。


  粘贴碳纤维布施工工艺流程图


一、施工准备


根据施工现场和被加固构件混凝土的实际状况对照设计图纸,确定施工方案和施工计划,作好施工前的准备工作。


二、混凝土表面处理


1、在设计粘贴的部位按设计图纸放样定位。


2、铲除混凝土粉饰层、油污和污物,露出混凝土表面,并用角磨机磨去1-2mm厚表层,直至完全露出混凝土结构新面。


3、如有裂缝需对裂缝进行灌浆封闭处理。


4、对混凝土构件转角部位采用角磨机修整R≥20mm的圆弧,并对表面凹凸不平部位进行打磨修平处理。 砼构件阳角部位处理示意图


5、混凝土表面如有较大的剥落、蜂窝、腐蚀等缺陷时应进行凿除找平处理方法找平。


6、采用高压风去混凝土表面粉尘、砂粒,并采用丙酮拭擦混凝土结构表面。


7、涂刷底层树脂前,处理过的混凝土表面必须干燥干净。


8、最后用1m的直边靠尺检查处理过后表面的平整度差异,任何方向上1m范围的最大允许差异为±5mm。


三、涂刷底胶


1、采用配套底胶按一定比例将主剂与固化剂放置入容器内,并搅拌均匀,配制底胶。根据现场实际情况确定每次用量,严格控制使用时间。


2、采用滚筒刷将底胶均匀涂于混凝土表面,厚度不超过0.4mm,并不得漏涂或流淌、气泡。


3、应在底胶指触干后立即进行粘贴碳纤维布。


4、涂刷碳纤维底胶注意事项:


①涂底胶时温度若低于﹣50℃或湿度为85%RH以上,则不能施工。


②底胶是由树脂和硬化剂在一起混合均匀而成的,特别注意混合容器表面与底部的混合。


③如果底胶的使用时间过期,底胶必须马上处理掉。


④涂底胶的容量和环境温度决定修复的效果。大的容量或高的温度会导致底胶的修复效果降低,所以修复的结果会不一样。


⑤底胶混合后,如果修复时涂底胶的温度高、粘性大时必须停止使用。


⑥涂底胶时为了防止底胶面的染污,避免带纤维手套。


四、局部表面找平处理


1、配制找平胶,按配比比例及工艺要求配制搅拌。


2、对混凝土表面凹陷部位采用刮刀嵌填整平胶泥,且不应有棱角,修复面与混凝土表面落差不超过1mm。


3、转角处采用找平胶修复为光滑的圆弧,半径不小于20mm。


4、固化养护后在找平胶表面指触干燥后尽快进行下一步工序施工。


五、浸渍胶配制


1、采用配套浸渍胶,其配比为A料:B料=2:1;


2、配制浸渍胶应设专人负责,并用秤进行控制各种材料的数量,偏差在±5%范围;


3、调胶使用低速搅拌器搅拌,搅拌时间约2~3分钟,搅拌均匀,无气泡产生,并防止灰尘杂质混入。


六、粘贴碳纤维布


1、在粘贴碳素纤维布之前,要有计划的计算出粘贴范围的大小、表面的形状、施工环境、施工时间、施工人员等。


2、必须调配适当量的浸渍胶,以避免超出可使用的时间之外,配制好浸渍胶后,立即用滚筒刷均匀的涂刷,底层用量为400-500 g/m2。


3、涂刷浸渍胶后马上粘贴预先剪好的碳素纤维布于施工处,用橡皮或塑料的刮析轻刮数次。粘完后,用力在顺着碳素纤维布方向来回滚动数次让浸渍胶浸透且挤出气泡。


4、在30分钟后、3小时之内,检查底层的浸渍胶是否浸透后,再用力按着碳纤维布的方向滚动,然后按上层涂量的标准涂刷。上层涂量为300-400 g/m2。


5、多层粘贴时逐层重复上述步骤,但应在碳纤维布表面指触干燥后立即进行下一层的粘贴,如超过60分钟则应等12小时后再进行涂浸碳纤维粘贴下一层。


6、最后的一层碳纤维物表面应均匀涂抹一道粘结剂。


七、固化养护


施工完成后24小时内防止雨淋或受潮,并注意保护,防止硬物碰伤施工表面。平均气温为20~25℃时,固化养护时间不得少于3天;平均气温为10℃时,固化养护时间不得少于7天。


八、检验


1、碳纤维布的实际粘贴面积不应少于设计面积,位置偏差不应大于10mm。


2、碳纤维布与混凝土之间的粘接质量,可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维布表面的方法检查,总有效粘接面积不应低于95%。


3、当碳纤维布的空鼓面积不大于2500px2时,可采用针管注胶的方法进行修补。当空鼓面积大于2500px2时,宜将空鼓部位的碳纤维布切除,重新搭接粘贴等量的碳纤维片材,搭接长度不应小于100mm。必要时,可采用正拉试验对施工质量进行现场抽样检验。


碳纤维布施工注意事项


1、加固部位基层混凝土抗压强度不低于C15。


2、碳纤维布应通长布置,如需搭接时应沿纤维方向搭接,搭接不得少于100mm。


3、施工温度以5℃~35℃为宜。


4、碳纤维布为导电材料,施工时应尽量远离电气设备及电源,或采取可靠的防护措施。


5、施工过程中应避免碳纤维的弯折。


6、碳纤维片材及配套碳胶的原料应密封储存,远离火源,避免阳光直接照射。


7、施工场地必须保持良好的通风。


8、现场施工人员应佩戴必要的防护措施,如佩戴护目镜、口罩和手套。


9、施工现场严禁吸烟。


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