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碳纖維加固施工方法及步驟分析

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發布時間:2018-03-04 16:22   瀏覽量:8208次

  • 類 別 :建筑結構補強  防水堵漏  房屋加固與維修  建筑加固材料  
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碳纖維加固施工圖片:

加固1.jpg碳纖維加固89.jpg

碳纖維加固工藝分析如下:

  1. 概述
      碳纖維材料用于混凝土結構加固修補的研究始于80年代美、日等發達國家。我國的這項技術起步很晚,但隨著我國經濟建設和交通事業的飛速發展,現有建筑中有相當一部分由于當時設計荷載標準低造成歷史遺留問題,一些建筑由于使用功能的改變,難以滿足當 前規范使用的需求,亟需進行維修、加固。目前常用的加固方法有很多,如:加大截面法、外包鋼加固法、粘鋼加固法、碳纖維加固法等。碳纖維加固修補結構技術是繼加大混凝土截面、粘鋼之后的又一種新型的結構加固技術。
      2. 特點
      碳纖維與傳統的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補強相比,具有節省空間,施工簡便,不需要現場固定設施,施工質量易保證,基本不增加結構尺寸及自重,比強度高,耐腐蝕、耐久性能好,有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向等表現出很高的強度等特點。另外,采用該工法,可大大提高建筑物的使用壽命,降低加固成本。因此,碳素纖維作為劃時代的補強材料,備受青睞和關注。
      3. 碳纖維加固適用范圍
      碳纖維加固法可用于混凝土結構抗彎、抗剪加固,同時廣泛用于各類工業與民用建筑物、構造物的防震、防裂、防腐的補強。
      4. 工藝原理
      將抗拉強度極高的碳纖維用環氧樹脂預浸成為復合增強材料(單向連續纖維);用環氧樹脂粘結劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補強的結構上,形成一個新的復合體,使增強粘貼材料與原有鋼筋混凝土共同受力增大結構的抗裂或抗剪能力,提高結構的強度、剛度、抗裂性和延伸性。
      5. 工藝流程及操作要點
      工藝流程可以歸納為:施工準備→混凝土表面處理 →配置并涂刷底膠→配置修補膠并對混凝土表面不平處進行填補和找平處理→配置并涂刷結構膠黏劑 →粘貼碳纖維片材 →表面養護→涂刷碳纖維專用膠。
      5.1 施工準備
      1)應認真閱讀設計施工圖。
      2)應根據施工現場和被加固構件混凝土的實際狀況,擬定施工技術方案和施工計劃。3)應對所使用的碳纖維片材、配套膠黏劑、機具等做好施工前的準備工作。
      5.2 表面處理
      1)應清除被加固構件表面的夾渣、疏松、蜂窩、麻面、起砂、腐蝕等混凝土缺陷,露出混凝土結構層,并修復平整。對較大的孔洞、凹陷、露筋等部位,在清理干凈后,應采用粘結能力強的修復材料進行修補。
      2)應按設計要求對裂縫進行灌注或封閉處理。
      3)被粘貼的混凝土表面應打磨平整,除去表層浮漿、油污等雜質,直至完全露出混凝土結構新面。轉角粘貼出應進行導角處理并打磨成圓弧狀,圓弧曲率半徑不應小于20mm。
      4)混凝土表面應清理干凈并保持干燥。
      5.3 涂刷膠底
      1)應按膠黏劑生產廠家提供的工藝條件配制膠底。
      2)應采用滾筒刷將膠底均勻涂抹于混凝土表面,在膠底表面指觸干燥時,立即進入下一工序的施工。
      5.4 找平處理
      1)應按生產廠家提供的工藝條件配制修補膠。
      2)應對混凝土表面凹陷部位用修補膠填補平整,不應有棱角。
      3)轉角處應采用修補膠修成光滑的圓弧,其曲率不應小于20mm。
      4) 宜在修補膠表面指觸干燥后,盡快進行下一工序的施工。
      5.5 粘貼碳纖維片材
      5.5.1 應按下列步驟和要求粘貼碳纖維布:
      1)應按設計要求的尺寸剪裁碳纖維布。
      2)應按生產廠家提供的工藝條件配制結構膠黏劑,并均勻涂抹于粘貼部位。
      3)將碳纖維布用手輕壓貼于需粘貼的位置,采用專用的滾筒順纖維方向多次滾壓,擠出氣泡,使膠液充分浸透碳纖維布;滾壓時不得損傷碳纖維布。
      4)多層粘貼時應重復上述步驟。
      5)應在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹結構膠黏劑。
      5.5.2應按下列步驟和要求粘貼碳纖維板。
      1)應按要求的尺寸裁剪碳纖維板,并按生產廠家提供的工藝條件配制結構膠黏劑。
      2) 應將碳纖維板表面擦拭干凈至無粉塵。當需粘貼兩層時,底層碳纖維板的兩面均應擦拭干凈。
      3)擦拭干凈的碳纖維板應立即涂刷結構膠黏劑,膠層中央應呈拱起狀,平均厚度不應小于2mm。
      4)應將涂有膠液的碳纖維板用手輕壓于需粘貼的位置。用橡皮滾筒順纖維方向均勻平穩壓實,使膠液從兩邊擠出,保證密室無空洞。當平行粘貼多條碳纖維板時,兩條板帶之間的空隙不應小于5mm。
      5)需粘貼兩層碳纖維板時,應連續粘貼。如不能立即粘貼,再開始粘貼時應對碳纖維板重新進行清理。
      5.6 表面防護
      當需要做表面防護時,應按有關標準的規定處理,并保證防護材料與碳纖維片材之間有可靠地粘貼。
      5.7 施工安全和注意事項
      1)碳纖維片材為導電材料,施工碳纖維片材時應遠離電氣設備和電源,或采取可靠的防護措施。
      2)施工過程中應避免碳纖維片材彎折。
      3)碳纖維片材配套膠黏劑的原料應密閉儲存,遠離火源,避免陽光直接照射。
      4)膠黏劑的配制和使用場所應保持通風良好。
      5)現場施工人員應采取相應的勞動保護措施。
      6. 質量要求
      1)所有進場材料,包括碳纖維材料和膠結材料,必須符合質量標準,并具有出廠產品合格證,符合工程加固補強設計要求。   2)碳纖維材料在運輸、儲存中不得受擠壓,以免碳纖維受損,也不得直接日曬和雨淋,膠結材料應陰涼密閉儲存。
      3)各工序的施工質量,由技術人員負責指導、監督,每一道工序完成后提請技術員檢查、認可后,才能進行下道工序。
      4)涂底層涂料
      涂料應涂刷均勻、不得漏涂,嚴禁在不適合氣溫條件下施工,添加溶劑稀釋后的涂料應在規定時間內用完。溫度低于7℃,相對濕度RH<85%,混凝土表面含水率在8%以下,無結露現象時,必須使用改性環氧樹脂。
      5)構件表面殘缺修補構造物表面小孔、內角必須用環氧膩子修補平整,膩子涂刮后,表面仍存在的不平糙紋,應再用砂紙磨平。
      6) 粘貼碳纖維
      (1)貼碳纖維材料時須符合下述條件:
      ① 碳纖維材料應按規定裁切。
      ②氣溫、空氣濕度、構件表面含水率等符合要求。③ 底層涂料及膩子達到指觸干燥(樹脂表面達到固化硬結)。④粘結樹脂的類型與施工時的氣溫適合,主劑和固化劑、固化促進劑應按規定的比例稱量準確,裝入容器,用攪拌器攪拌均勻,一次調和量應在規定時間內用完。
      (2)碳纖維粘貼的質量檢驗標準。①下涂和上涂滲浸入碳纖維束良好。② 碳纖維粘結嚴實。
      ③對于直徑在10mm以上30mm以下的空鼓,每平方米少于10個可認為合格;若每平方米在10個以上,則認為不合格,需進行補修。對于直徑在30mm以上的空鼓,只要出現,即認為不合格,需進行補修。
      ④順纖維方向搭接長度不小于20cm,各層之間的搭接部位不得位于同一條直線上,層間必須錯開至少50cm。
      ⑤ 碳纖維材料規格,粘貼位置、長度、寬度、纖維方向、層數符合規定。
      ⑥ 技術標準:
      《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2006;
      《碳纖維片材加固混凝土結構技術規程》CECS146:2003。
      7. 結語
      碳纖維加固,只要設計合理,與一般的粘貼鋼板法比較費用差不多,但碳纖維加固法施工便捷,工效高,沒有濕作業,不需現場固定設施,施工占用場地少,在施工工期、施工條件方面具有明顯的優勢。碳纖維加固法加固效果好,高強高效,適用面廣,質量易保證,耐腐蝕及耐久性能極佳。采用碳纖維加固修補后,基本不增加原結構自重及原構件尺寸。
      碳纖維加固具有輕質、高強、抗腐蝕、耐老化、耐久性好、物理性能穩定等諸多優點,其抗拉強度是同等截面鋼材的7~10倍。用碳纖維加固材料修復補強混凝土結構是近來發展而成的新型工法,與混凝土結構形成一體共同工作,利用碳纖維材料卓越的抗拉強度達到增強構件承載能力及剛度的目的。
      這項技術具有施工簡便快捷、安全可靠、耐久性好,能適應各種復雜的結構外形,不影響原結構的外觀等諸多優點,已在混凝土結構抗震修復加固補強工程中得到廣泛的應用。

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