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1. 碳纤维布加固原理

(1)特点

1高抗拉强度、高弹性模量。

2施工方便,*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**环氧树脂将抗拉强度较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。

2. 施工准备

(1)应认真阅读设计施工图。

(2)应根据施工现场和被加固构件混凝土的实际状况,拟定施工方案和施工计划。

(3)应对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等作好施工前的准备工作.

3. 施工工艺流程

混凝土基底处理→涂底层涂料→用环氧腻子进行残缺修补→贴碳纤维布→养护→涂装→完工验收。

4. 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。“选煤厂主厂房”加固的主次梁大部分都有宽度不一的裂缝,为此我们对所加固的主次梁首先进行了压力灌胶处理。

(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、模板的接差等)打磨平整,修复后的接差要尽量平顺;棱角的部位,用磨光机磨成圆角,圆角半径须≥20mm。

(6)结构或构件用角磨机打磨除去1-2mm厚表层后,用吹风机将表面灰尘和杂物清理掉,用酒精清洗,并使表面充分干燥。

5. 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,并用搅拌器搅拌约8∽10分钟左右至A、B组份混合均匀为止。搅拌时好沿同一方向搅拌,尽量避免混入空气形成气泡。每次配置量以小于3公斤为宜,现配现用。

(2)用**滚筒刷均匀地将底层涂料涂刷于混凝土表面,厚度不过0.4mm,并不得漏刷或有流淌、气泡,指触干燥后,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。

6. 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。

7. 粘贴碳纤维布

(1)按设计要求的尺寸用锋利刀具裁剪碳纤维布,应整齐划一,避免毛刺、缺角。宜在平整木板(如三合板)、纸板上裁剪。

(2)树脂的主剂和固化剂应按规定的比例称量准确,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。

(3)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。

(4)贴布前用**滚筒刷均匀地涂抹粘贴用环氧树脂,使其均匀涂抹于混凝土粘贴部位和碳纤维布上,拐角部位适当多涂抹一些。按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布,拉紧对齐后粘贴,用刮板、滚筒沿同一方向反复滚压,去除气泡,直至胶料渗出,充分浸润胶料碳纤维布。

(5)纤维布施工30分钟后,用滚筒刷均匀涂抹粘贴用环氧树脂。如需多层粘贴则重复1~5步骤,并保证底层粘贴的碳纤维片上涂已指触干燥,才能粘贴下一层。

(6)后一层碳纤维的上涂应涂刷均匀、周边整齐。

8. 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。

(3)对于有风吹、雨淋或有可能人为扰动的地方应进行遮挡封闭养护。

9. 表面涂装

对于有外观装饰要求的结构或构件,可在粘贴后的碳纤维表面喷沙抹灰后涂刷常规涂料。

10. 施工主意事项

(1)气温在5℃以下、相对湿度RH>85 %、混凝土表面含水率在8%以上、有结露的可能时,无有效措施不得施工,施工时应保证气温在5℃~35℃之间,相对湿度不大于85 %的环境下施工。

(2)由于碳纤维片为电的良导体,应使其远离电源。

(3)施工用各种树脂远离明火,并避免阳光直射。

(4)施工及检查人员应穿防护工作服,配戴口罩、手套、防护眼镜等防护用品。

(5)施工现场通风状况良好。

(6)当树脂粘附在皮肤上时,应立即用肥皂水冲洗,溅入眼内用清水清洗或及时就医。

(7)经常整理清扫作业场,清洁作业环境。 

11. 检验与验收

(1)在开始施工之前,应确认碳纤维布及配套树脂类粘结材料的产品合格证,产品质量出厂检验报告,进口材料要有商检证,各项性能指标应符合有关规定的要求。

(2)采用碳纤维布及配套树脂类粘结材料对混凝土结构进行加固修复时,应严格按有关规定进行各工序隐蔽工程检验与验收。如施工质量不能满足有关规定的要求时,应立即采取补救措施或返工。

(3)碳纤维布实际粘贴面积应不少于设计量,位置偏差应不大于l0mm。

(4)碳纤维布与混凝土之间的粘结质量可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维布表面的方法来检查,总有效粘结面积不应低于95%.当碳纤维布的空鼓面积小于10,000mm2时,可采用针管注胶的方式进行补救.空鼓面积大于10,000mm2时,宜将空鼓处的碳纤维片材切除,重新搭接贴上等量的碳纤维布,搭接长度应不小于l00m。

(5)必要时可对碳纤维片材和配套树脂类粘结材料进行现场取样检验。

12. 结束语

碳纤维在钢筋混凝土结构构件的加固工程中,有着适应性强、加固范围广、高强高效、施工简便等传统加固方法所不具备的特点,讲碳纤维广泛地应用于混凝土结构的加固中,对促进加固工程的发展有着积极的推动作用。本工程施工完成后,无论是施工质量,还是确保工期和后期服务工作,均受到业主、监理单位、设计单位的**,经验收确认效果良好,达到预期加固目的。

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