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碳纤维加固混凝土结构施工工艺
碳纤维复合材料具有抗拉强度高、密度小、耐腐蚀性和耐久性好等优点,碳纤维布加固补强混凝土结构的应用研究始于 20 世纪 80 年代美国、日本等发达国家,进入 20 世纪 90 年代中后期我国的许多科研机构和企业也相继进行了这方面的试验研究。
目前,在我国的北京、上海、天津、江苏、福建等许多地区的桥梁和工民建工程中得到了广泛的应用。其中有些是由于意外事故而导致结构或构件的承载能力而需补强加固的;有些是由于混凝土强度或配筋不足而需补强加固的;有些是由于结构或构件达到或接近使用年限而需加固的;还有部分建筑是未进行抗震设防的,满足不了《建筑抗震鉴定标》GB50023-95 要求,需进行抗震加固。
8226; 碳纤维布加固简介
( 1 )特点
① 高抗拉强度、高弹性模量。
② 施工方便,无需任何夹具、模板,能适应各种结构外形的补强而不改变构件外形尺寸,可多层粘贴,并能有效地封闭混凝土的裂缝;
③ 耐腐蚀及耐久性能好。
④ 不增加结构自重。
( 2 )适用范围。适用于各种形式的钢筋混凝土结构或构件的加固补强。
( 3 )加固机理。利用专用环氧树脂将抗拉强度极高的碳纤维布粘贴于混凝土结构表面,并与之形成整体,共同工作。
( 4 )应用范围。桥梁、工业与民用建筑以及特种结构,高耸结构、蓄水池、罐、涵洞、隧道、码头海港,等钢筋混凝土结构物,构筑物的修复、补强。
8226; 施工工艺
1. 混凝土基底处理
( 1 )裂缝处理。宽度小于 0.2mm 的裂缝,用环氧树脂进行表面涂抹封闭;大于 0.2mm 的裂缝用环氧树脂灌缝。
( 2 )将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净,达到结构密实部位,使其表面平整。
( 3 )检查外露钢筋是否锈蚀。如有锈蚀,需进行必要处理。
( 4 )对经剔凿、清除和露筋的构件残缺部分,用环氧砂浆进行修补、复原,达到表面平整。
( 5 )将构件表面凸出部分(混凝土构件交接部位、模板的段差等)打磨平整,修复后的段差要尽量平顺;棱角的部位,用磨光机磨成圆角,圆角半径须 ≥ 30mm 。
( 6 )结构或构件表面打磨后,用吹风机将表面灰尘和杂物清理掉,或用水及酒精清洗,并使表面充分干燥。
2.涂底层涂料
( 1 )把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放入容器内,用搅拌器搅拌均匀;一次调和量应在可使用时间内用完。
( 2 )用滚筒刷均匀地将底层涂料涂刷于混凝土表面,指触干燥后(一般养护 3~24 小时)才能进行下一道工序的施工。
( 3 ) 底层涂料指触干燥或固化后,表面上的凸起部分(一般类似结露的露珠一样)要用砂布或角磨机磨平。
3. 用环氧腻子进行残缺修补
( 1 )构件表面凹陷部位应用环氧腻子填平,并修复至表面平整、顺滑。
( 2 )内角(段差、起拱等)要用环氧腻子填补,使之平顺。腻子涂刮后,表面仍存在的凹凸糙纹,应再用砂纸打磨平整。
4. 粘贴碳纤维布
( 1 )树脂的主剂和固化剂应按规定的比列称量准确,装入容器用搅拌器均匀搅拌。一次调和量应在可使用时间内用完。
( 2 )纤维顺长方向片材的接头必须搭接 10cm 以上。该部位应多涂树脂,脱泡、树脂操作按正常进行。在片材宽度方向不需要搭接。
( 3 )贴布前用滚筒刷均匀地涂抹粘贴用环氧树脂,称为下涂。贴布时,在纤维布和树脂之间尽量不要有空气。可用罗拉(专用工具)沿着纤维方向在碳纤维布上滚压多次,使树脂渗浸进纤维中。
( 4 )纤维布施工 30 分钟后,用滚筒刷均匀涂抹粘贴用环氧树脂,称为上涂。如需多层粘贴则重复 4.1 ~4.4 步骤,并保证底层粘贴的碳纤维布上涂已指触干燥,才能粘贴下一层。
( 5 )后一层碳纤维的上涂应涂刷均匀、周边整齐。
5. 养护
( 1 ) 碳纤维布施工后,应进行养护,保证养护期间的温度不低于环氧树脂的允许使用温度。
( 2 )养护期一般在 1~2 周内。
用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上,形成一个新的复合体,使增强贴布与原有钢筋混凝土共同受力增大结构的抗裂或抗剪能力,提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。
