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碳纤维加固包括碳纤维布加固和碳纤维板加固两种。
国内*早通过的规范是2003年《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》,其编号为CECS146:2003,
已经被*新的国家标准规范2006《混凝土结构加固设计规范》代替,其编号为GB 50367-2006.
碳纤维加固*近的国标是《结构加固修复用碳纤维片材》GB/T 20490-2008,08年10月1日期执行。
一、碳纤维加固前言
碳纤维材料用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美、日等发达国家。我国的这项技术起步很晚,但随着我国经济建设和交通事业的飞速发展,现有建筑中有相当一部分由于当时设计荷载标准低造成历史遗留问题,一些建筑由于使用功能的改变,难以满足当前规范使用的需求,亟需进行维修、加固。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(碳纤维加固)。
二、碳纤维加固特点
碳纤维与传统的加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比,具有节省空间,施工简便,不需要现场固定设施,施工质量易保证,基本不增加结构尺寸及自重,耐腐蚀、耐久性能好等特点。另外,采用该工法,可大大提高建筑物的使用寿命,降低加固成本。因此,碳素纤维作为划时代的补强材料,而备受青睐和关注。
(1)抗拉强度高,是同等截面钢材的7-10倍。
(2)重量轻,密度只有普通钢材的1/4。
(3)耐久性好,可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。
(4)施工方便快捷、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、木结构均可进行碳纤维加固。可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。
用途
混凝土结构物、桥梁及建筑物的梁、柱、面板加固。
隧道、港湾设施、烟囱、仓库、厂房的加固。
受盐害的混凝土、桥梁以及河川构造物的防护和加固。
三、碳纤维加固适用范围
碳纤维加固法可用于混凝土结构抗弯、抗剪加固,同时广泛用于各类工业与民用建筑物、构造物的防震、防裂、防腐的补强。
碳纤维布加固施工程序及步骤说明
一、工艺流程
卸荷 → 底层处理 → 涂底层树脂 → 找平施工面→ 粘贴碳纤维片材(碳纤维为导电材料,施工时应注意用电安全)→ 检验→ 表面保护、装饰。
二、步骤说明
1、卸荷
加固前应对所加固的构件尽可能卸载。
2、底层处理
混凝土表层出现剥落、空鼓、腐蚀等现象的部位应凿除。
裂缝部位首行封闭处理。
用混凝土角磨机、砂纸等机具除去混凝土表面的浮浆、油污等杂质,构件表面打枪磨平整,凸起部位要磨平,转角处要打磨成圆弧状(R≥20mm)。
将混凝土表面清理干净,并保持干燥。
3、涂底层树脂
将调配好后的地层树脂计量、搅拌均匀,根据实际气温决定用量并控制使用时间;
将底层树脂均匀刷于混凝土表面,待胶固化后(固化时间视现场气温而定,以指触干燥为准),再进行下一工序。
4、找平施工面
构件表面凹陷部位应用找平胶填平,出现高度差的部位应用找平胶填补,尽量减少高度差;
转角处也应用找平胶修补成圆弧状,半径不小于10mm。
5、粘贴
按设计要求的尺寸及层数裁剪碳纤维布,除非特殊要求,碳纤维布长度一般应在3m之内。
将浸润树脂调配好,均匀涂抹于待粘贴的部位,在搭接、拐角等部位要多涂刷一些;
粘贴碳纤维布并用罗拉滚反复滚压,去除气泡,并使浸润胶充分浸透碳纤维布,多层粘贴应重复上述步骤,等碳纤维布表面指触干燥方可进行下一层的粘贴。
碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm,各层搭接位置应相互错开,碳纤维布端部固定用横向碳纤维或粘钢固定;
6、检验
碳纤维片材与混凝土之间的粘结质量,可用橡皮锤轻轻敲击或手指压碳纤维片材表面的方法,检查总有效粘结面积应不低于95%,当碳纤维布粘贴的空鼓面积不大于100㎝2。
7、保护、装饰
施工结束24小时内防止受潮,注意保护,防止刮伤加固表面,平均气温20-25oC时,固化时间不得小于7天,平均气温10oC时,固化时间不得小于10天,固化后纤维表面应采取抹灰或喷防涂料进行保护,也可适当进行装饰。