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碳纖維布加固施工規范、施工步驟、施工規范有哪些?

發(fā)布日期:2024/6/29 14:11:17 來(lái)源:

碳纖維布(CFRP)加固修補結構技術(shù)是一種新型的結構加固技術(shù),它是利用樹(shù)脂類(lèi)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。

工藝原理

加固機理是將碳纖維布采用高性能的環(huán)氧類(lèi)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。利用碳纖維布良好的抗拉強度達到增強構件承載能力及剛度的目的。

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(shù)脂。

1、碳纖維布的抗拉強度應按纖維的凈截面面積計算,凈截面面積取碳纖維布的計算厚度乘以寬度。碳纖維布的計算厚度取碳纖維布的單位面積質(zhì)量除以碳纖維密度。單層碳纖維布的單位面積碳纖維質(zhì)量不宜低于150g/㎡,且不宜高于450g/㎡。在施工質(zhì)量有可靠保證時(shí),單層碳纖維布的單位面積碳纖維質(zhì)量可提高到600g/㎡。

2、粘結劑要有足夠的粘結性能,工藝過(guò)程中各部位所使用的環(huán)氧樹(shù)脂膠結材料的種類(lèi)、型號,應根據施工時(shí)的溫度、濕度進(jìn)行選擇。應正確掌握主劑和固化劑的配比,使滲透性、粘稠度、固化速度等方面能滿(mǎn)足不同季節施工的需要。采用碳纖維片材對混凝土結構加固時(shí),應采用與碳纖維片材配套的底層樹(shù)脂、找平材料、浸漬樹(shù)脂或粘結樹(shù)脂。

3、在受彎加固和受剪加固時(shí),被加固的混凝土結構構件,其現場(chǎng)實(shí)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(shí),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、專(zhuān)用滾筒、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。

特點(diǎn)

1、材料高強高效,便于加工成多種尺寸,適用面廣,質(zhì)量易保證。

2、施工便捷,工效高,沒(méi)有濕作業(yè),不需現場(chǎng)固定設施,施工占用場(chǎng)地少。

3、耐腐蝕及耐久性能極佳。

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。

適用范圍

1、適用于各種結構類(lèi)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、基層混凝土的強度等級不低于C15,長(cháng)期使用的環(huán)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。

施工準備

1、應認真閱讀設計施工圖。在進(jìn)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(xiàn)定位。

2、應根據施工現場(chǎng)實(shí)際情況和加固構件混凝土的補強荷載要求,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(shù)脂、機具等做好施工前的物質(zhì)準備工作。

4、進(jìn)場(chǎng)后的碳纖維布、配套樹(shù)脂應抽樣送檢,合格后方可施工。

5、施工宜在環(huán)境溫度為5℃以上的條件下進(jìn)行,并應符合配套樹(shù)脂要求的施工使用溫度。當環(huán)境溫度低于5℃時(shí),應采用適用于低溫環(huán)境的配套樹(shù)脂或采取升溫措施。

工藝流程及操作要求

工藝流程為卸荷→構件表面處理→涂底膠→找平→粘貼→保護。

1、卸荷:加固前應對所加固的構件盡可能卸荷。

2、構件表面處理

2.1將混凝土構件表面的殘缺、破損部分清除干凈并達到結構密實(shí)部位。

2.2檢查外露鋼筋是否銹蝕,如有銹蝕,需進(jìn)行必要處理。

2.3對經(jīng)過(guò)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(huán)氧砂漿進(jìn)行修補、復原、達到表面平整。

2.4應按設計要求對裂縫進(jìn)行灌漿或封閉處理:縫寬小于0.20mm 的裂縫,用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行表面涂抹密閉;大于或等于0.20mm 的裂縫用環(huán)氧樹(shù)脂灌縫。

2.5 對貼片范圍的定位、劃墨線(xiàn)、按修復、補強設計要求進(jìn)行。

2.6 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(zhì),直至完全露出混凝土結構新面。轉角粘貼處應進(jìn)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。

2.7 清洗打磨過(guò)的構件表面,并使其充分干燥。

3、涂底膠

3.1 按主劑∶固化劑=2∶1的比例將主劑與固化劑先后置于容器中,用彈簧秤計量,電動(dòng)攪拌器均勻攪拌,根據現場(chǎng)實(shí)際氣溫決定用量并嚴格控制使用時(shí)間。一般情況下1h內用完。

3.2 用滾筒刷將底膠均勻涂刷于混凝土表面,待膠固化后(固化時(shí)間視現場(chǎng)氣溫而定,以指觸干燥為準)再進(jìn)行下一工序的施工。一般固化時(shí)間為2~3d。

4、找平

4.1 混凝土表面凹陷部位應用環(huán)氧膩子填補平整,模板接頭等出現高度差的部位也應填補,盡量減小高度差,再用砂紙打磨平整。

4.2 轉角處也修補成光滑的圓弧且半徑不小于10mm。在找平材料表面指觸干燥后,進(jìn)行下一工序的施工。

5、粘貼

5.1 按設計要求的尺寸及層數裁剪碳纖維布,除非特殊要求,碳纖維布長(cháng)度一般應在3m之內。

5.2 調配、攪拌粘貼材料浸漬樹(shù)脂,均勻涂抹于待粘貼的部位,在搭接、混凝土拐角等部位多涂刷一些。

5.3 粘貼碳纖維布,在確定所粘貼部位無(wú)誤后剝去離型紙,用特制滾子反復沿纖維方向滾壓,去除氣泡,并使浸漬樹(shù)脂充分浸透碳纖維布。多層粘貼應重復上述步驟,待碳纖維布表面指觸干燥方可進(jìn)行下一層的粘貼。

5.4 在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹(shù)脂。

5.5 碳纖維布沿纖維方向的搭接長(cháng)度不得小于100mm,碳纖維端部固定用橫向碳纖維或粘鋼固定。

6、保護:加固后的碳纖維表面應進(jìn)行抹灰保護。在碳纖維表面的樹(shù)脂固化之前,撒一層干燥粗砂,再采取抹灰措施。當設計有耐火極限的要求時(shí),按選用的防火涂料進(jìn)行施工,并保證防護材料與碳纖維片材之間有可靠的粘結。

注意事項

采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結構時(shí),應由專(zhuān)業(yè)施工隊伍進(jìn)行施工。

施工過(guò)程中應避免碳纖維片材彎折。

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