2019年7月17日,
四川建筑加固工程淺談:碳纖維加固
一、概括:
碳纖維加固始于80年代美、日等發(fā)達國家,是近年來(lái)發(fā)展最快的一種混凝土結構加固方法,它是通過(guò)配套粘結材料粘貼于構件表面,使碳纖維片材承受拉應力,并與混凝土變形協(xié)調,共同受力,達到提高構件承載能力的目的。與傳統的加大截面法、外包鋼加固法、粘鋼加固法等相比,碳纖維加固具有施工速度快、材料重量輕、加固效果可靠的特點(diǎn),是又一種新型的結構加固技術(shù)。碳纖維加固技術(shù)分粘貼纖維板施工和粘貼纖維布施工,其施工分干作法和濕作法兩種。干作法施工亦稱(chēng)預固化系統施工,是將預先用樹(shù)脂固化的纖維增強聚合物薄片以配套膠粘劑粘貼于混凝土表面。濕作法施工是在現場(chǎng)將飽和樹(shù)脂澆注于加固纖維布上,通過(guò)樹(shù)脂將纖維固化產(chǎn)生加固效果,粘貼纖維板和粘貼纖維布均可單層或多層加固。
碳纖維加固技術(shù)分粘貼纖維板施工和粘貼纖維布施工,其施工分干作法和濕作法兩種。干作法施工亦稱(chēng)預固化系統施工,是將預先用樹(shù)脂固化的纖維增強聚合物薄片以配套膠粘劑粘貼于混凝土表面。濕作法施工是在現場(chǎng)將飽和樹(shù)脂澆注于加固纖維布上,通過(guò)樹(shù)脂將纖維固化產(chǎn)生加固效果,粘貼纖維板和粘貼纖維布均可單層或多層加固。
二、特點(diǎn)
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(jiǎn)便,不需要現場(chǎng)固定設施,施工質(zhì)量易保證,基本不增加結構尺寸及自重,耐腐蝕、耐久性能好等特點(diǎn)。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(shí)代的補強材料,而備受青睞和關(guān)注。
(1)抗拉強度高,是同等截面鋼材的7-10倍。
(2)重量輕,密度只有普通鋼材的1/4。
(3)耐久性好,可阻抗化學(xué)腐蝕和惡劣環(huán)境、氣候變化的破壞。
(4)施工方便快捷、省力節時(shí)、施工質(zhì)量易于保證。
(5)適用范圍廣,混凝土構件、鋼結構、木結構均可進(jìn)行加固??纱蠓忍岣邩嫾某休d能力、抗震性能和耐久性能。
建筑加固
三、碳纖維加固適用范圍
混凝土結構抗彎、抗剪加固,同時(shí)廣泛用于各類(lèi)工業(yè)與民用建筑物、構造物的防震、防裂、防腐的補強。
混凝土結構物、橋梁及建筑物的梁、柱、面板加固。
隧道、港灣設施、煙囪、倉庫、廠(chǎng)房的加固。
受鹽害的混凝土、橋梁以及河川構造物的防護和加固。
工藝流程及操作要點(diǎn)
工藝流程可以歸納為:
施工準備→放設施工線(xiàn) →基面處理 →刷抹漆底膠 →刮膩子 →粘貼碳纖維布 →表面養護→涂刷碳纖維專(zhuān)用膠。
1. 混凝土表面處理
1 將混凝土構件表面的殘缺、破損部分清除干凈。
2 對經(jīng)過(guò)剔鑿、清理和露筋的構件殘缺部分,進(jìn)行修補、復原。
3 裂縫修補:縫寬小于0.2mm的裂縫,用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行表面涂刷密封;大于0.2mm的裂縫用環(huán)氧樹(shù)脂灌縫。
4 打磨:將構件表面凸出部分(混凝土構件交接部位、模板的接槎等)打磨平整,修復后的構件表面盡量平順。
5 清洗打磨過(guò)的構件表面,并使其充分干燥。
(1)缺陷部位涂刷底膠
將配好的底膠(粘結劑),用涂刷均勻于缺陷部位的砼表面。
(2)構件表面殘缺面的修補
用環(huán)氧膩子對構件表面殘缺面的修補是十分重要的一步,要點(diǎn)如下:
(3)膩子主劑、固化催進(jìn)劑、固化劑按規定比例稱(chēng)量準確,裝入容器,用攪拌器攪拌均勻。
(4)構件表面凹陷部位用環(huán)氧膩子填平,修復至表面平整。在殘缺修補中使用環(huán)氧膩子時(shí),要在氣溫-5℃以上,相對濕度小于85%的條件下施工。膩子涂刮后,表面仍存在的凹凸糙紋,應再用砂紙打磨平整
(5)涂刷底膠
將配好的底膠(粘結劑),用滾筒均勻涂刷于需要粘結的砼表面。
(6)粘貼碳纖維
粘貼碳纖維材料之前,首先應確認粘貼表面干燥。氣溫在-10℃以上,相對濕度RH>85%時(shí),如無(wú)有效措施不得施工。為防止碳纖維受損,在碳纖維材料運輸、儲存、裁切和粘貼過(guò)程中。應用鋼直尺與壁紙刀按規定尺寸切斷碳纖維材料,每段長(cháng)度一般以不超過(guò)6m為宜。為防止材料在保管過(guò)程中損壞,材料的裁切數量應按當天的用量裁切為準。碳纖維縱向接頭必須搭接20cm以上。該部位應多涂樹(shù)脂,碳纖維橫向不需要搭接。其施工工藝要點(diǎn)如下:
粘貼樹(shù)脂的主劑、固化催促劑和固化劑應按規定的比例稱(chēng)量準確,裝入容器,用攪拌器攪拌均勻。一次調和量應以在可使用時(shí)間內用完為準。
粘貼時(shí),在碳纖維和樹(shù)脂之間盡量不要有空氣??捎昧_拉(專(zhuān)用工具)沿著(zhù)纖維方向在碳纖維材料上滾壓多次,使樹(shù)脂滲浸入碳纖維中。
6.養護
粘貼碳纖維材料后,需自然養護1-2小時(shí)達到初期固化,應保證固化期間不受外界干擾和碰撞。
7.涂裝
若加固補強構件需要