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國際上關于碳纖維應用于混凝土結構加固的研究開展得較為廣泛,進入九十年代中期,這些研究成果已開始大量用于實際工程中。碳纖維材料的特點是具有強度高,施工方便迅速,施工空間無---,抗酸堿,耐腐蝕等。它具有比鋼材高出十多倍的抗拉強度和相當于鋼材的彈性模量的。
受彎加固時,纖維方向應與加固的受力方向一致;
受剪加固、抗震加固時,纖維方向宜與構件軸向垂直;
受彎加固和受剪加固時,混凝土強度等級應不低于c15;
采用封閉粘結碳纖維加固混凝土柱時,混凝土強度等級應不低于c10;
碳纖維加固的效果主要取決于纖維的粘貼工藝。
碳纖維布優點
自重輕,施工方便快捷,不增加結構荷載;
強度高,能靈活地用于抗彎,封閉箍和抗剪設計;
柔韌性好,不受結構梁、柱、通風筒、管道、墻體等外形---;
耐久性佳,抗化學腐蝕和-環境氣候變化的能力強;
抗高溫、抗蠕變、抗磨蝕、抗震性能好;可對織物進行重---用;
碳纖維布適用范圍
適用范圍廣、混凝土構件、鋼結構、木結構均可進行加固;
建筑物梁、柱、樓板結構補強;橋梁、橋墩、橋面結構補強;
隧道、煙囪結構補強;海灘建筑物防腐補強。
貝斯特碳纖維布特性及施工步驟
碳纖維布cfrp加固修補技術是一種新型的結構加固技術,它是利用樹脂類粘結材料將碳纖維布粘貼于混凝土表面,以達到對結構及構件加固補強的目的。
一、工藝原理
加固機理是將碳纖維布采用---的環氧類粘結劑粘結于混凝土構件的表面,膠結材料作為它們之間的剪力連接媒介,形成新的復合體,使增強貼片與原有鋼筋共同作用,增大了結構抗拉及抗剪能力,可有效提高結構的強度,延性及抗裂性。利用碳纖維布---的抗拉強度達到增強構件承載能力及剛度的目的。
二、材料
cfrp加固修補混凝土結構所用材料主要為碳纖維布與粘貼用樹脂。
1、碳纖維布按抗拉強度分為一級布抗拉強度***3400mpa和二級布抗拉強度***3000mpa,克重分別為300g/㎡和200g/㎡,厚度分別為0.167mm和0.111mm
2、粘結劑類型為雙組份環氧樹脂,搭配比例一般為2:1或3:1.
3、在受彎加固和受剪加固時,被加固的混凝土結構構件,其現場實測混凝土強度等級不得低于c15,且混凝土表面的正拉粘結強度不得低于1.5mpa。采用封閉粘貼碳纖維片材加固混凝土柱時,混凝土強度等級不應低于c10。
4、主要機具:角向磨光機、砂紙、剪刀、鑿子、榔頭、臺秤、卷尺、水平儀、鉛錘、---滾筒、刮板、攪拌容器、橡膠抹子、滾洞刷子、攪拌器、防護眼鏡、橡膠手套、口罩等。
三、特點
1、材料高強---,便于加工成多種尺寸,適用面廣,易---。
2、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。
3、耐腐蝕及耐久性能---。
4、自重較輕,加固修補后,基本不增加原結構自重及原構件尺寸。
四、適用范圍
1、貝斯特復材生產的碳纖維布主要適用于各種結構類型、各種結構部位的加固修補,如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、筒體、殼體等結構。
2、-混凝土的強度等級不低于c15,長期使用的環境溫度不高于60℃的鋼筋混凝土結構,都可采用碳纖維加固施工工法加固、補強。
五、施工準備
1、應認真閱讀設計施工圖。在進行混凝土表面處理和粘貼碳纖維布前,應按加固設計部位放線定位。
2、應根據施工現場實際情況和加固構件混凝土的荷載要求,制定相應施工方案和施工計劃。
3、應對所使用的碳纖維布、配套樹脂、機具等做好施工前的物質準備工作。
4、進場后的碳纖維布、配套樹脂應抽樣送檢,合格后方可施工。
5、施工宜在環境溫度為5℃以上的條件下進行,并應符合配套樹脂要求的施工使用溫度。當環境溫度低于5℃時,應采用適用于低溫環境的配套樹脂或采取升溫措施。
六、工藝流程及操作要求
卸荷***打磨***裂縫處理***找平***定位放線***裁剪***調配碳纖維浸漬膠***涂膠
***粘貼碳纖維布***再次涂膠***保護。
1、卸荷:加固前應對所加固的構件卸荷,使其露出混凝土表面。
2、打磨:構件表面進行打磨處理,并清除表面浮沉。將混凝土構件表面的殘缺、破損部分清除干凈,直至完全露出混凝土結構新面。轉角粘貼處應進行導角處理并打磨加以圓化。圓化半徑對于梁不應小于20mm;對于柱不應小于25mm。
3、裂縫處理:對構件裂縫進行灌漿或封閉處理,縫寬小于0.20mm 的裂縫,用環氧樹脂進行表面涂抹密閉;大于或等于0.20mm 的裂縫用環氧樹脂灌縫。
4、找平:表面修補找平對經過剔鑿、清理和露筋的構件殘缺部分,用高于原構件混凝土強度的環氧砂漿進行修補、復原、達到表面平整。
5、定位放線:對碳纖維布粘貼范圍進行定位,放線寬度大于碳布寬度約2cm。
6、裁剪:按設計要求的尺寸及層數裁剪碳纖維布。
7、調配碳纖維浸漬膠:將貝斯特碳纖維浸漬膠按照2∶1的比例先后置于容器中,用彈簧秤計量,均勻攪拌,并嚴格控制使用時間,一般情況下30分鐘內用完。
8、涂膠:用滾筒刷將碳纖維膠均勻涂刷于混凝土表面。
9、粘貼碳纖維布:涂膠后立即粘貼碳纖維布,用刮板延同一方向刮平整,使浸漬膠浸透碳布。碳纖維布長度一般應在8m之內,接頭搭接處應重疊10-20cm。
10、碳布表面再次涂膠,如多層粘貼,程序相同。
11、保護:加固后的碳纖維表面應進行抹灰保護。在碳纖維表面的樹脂固化之前,撒一層干燥粗砂,以便后期抹灰,待固化之后2-3天,再采取抹灰措施。
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