重慶碳纖維加固公司

時(shí)間：2016-03-30作者：上海毅實(shí)建設(shè)集團(tuán)有限公司瀏覽：282

重慶碳纖維加固技術(shù) 

 

1.碳纖維布加固結(jié)構(gòu)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

建筑業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，二十世紀(jì)五十年代以來，我國(guó)建筑業(yè)市場(chǎng)一直在持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展。隨著時(shí)間的推移，建筑物也在發(fā)生逐漸的老化，而新建則成本較高，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固進(jìn)而延長(zhǎng)建筑物的使用壽命是一種較為經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的方法。有資料顯示，改建加固工程與新建工程相比，可以節(jié)約投資約40%，縮短工期約50%，并且工程項(xiàng)目的投資回收速度比新建工程快3～4倍。

建筑業(yè)的發(fā)展一般都要經(jīng)歷幾個(gè)階段，首先是規(guī)模龐大的新建階段，然后是維修與加固并重的階段，最后是維修老建筑階段。資料顯示，我國(guó)目前已逐步邁向二個(gè)階段，因此，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行維修加固是當(dāng)前擺在我們面前不得不考慮的問題。碳纖維布加固結(jié)構(gòu)具有很多的優(yōu)點(diǎn)使得這種技術(shù)逐漸大眾化。在國(guó)外，尤其是歐、美、日等國(guó)家，采用碳纖維布對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的相關(guān)技術(shù)和規(guī)范都已經(jīng)比較成熟。美國(guó)Marshall-Vega公司在二十世紀(jì)六十年代就已經(jīng)生產(chǎn)出玻璃纖維用于混凝土結(jié)構(gòu)，八十年代初纖維已被廣泛用于沿海結(jié)構(gòu)物中；1981年瑞典較早采用碳纖維復(fù)合材料加固Ebach橋，**了較好的效果；1995年1月，日本阪神大地震以后，大量采用碳纖維織物加固受損的建筑物。我國(guó)2000年8月成立了纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)**，2003年5月1日《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》正式開始施行，2006年出版《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50367-2006）將碳纖維加固法作為重要的章節(jié)。時(shí)至今日，我國(guó)的碳纖維布加固混凝土技術(shù)已經(jīng)**了長(zhǎng)足的進(jìn)步，近幾年國(guó)內(nèi)對(duì)碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)的各種性能做了大量的理論研究和試驗(yàn)驗(yàn)證，但是對(duì)于加固預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的研究卻少之又少。

2.我國(guó)的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)背景

據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)國(guó)內(nèi)現(xiàn)存的各種建筑物中絕大部分為混凝土結(jié)構(gòu)，而且至少有50%已經(jīng)投入使用了20年以上。以大型橋梁為例，位于哈爾濱的松花江大橋橋齡113年，寧波的奉化江上靈橋橋齡78年，杭州的錢塘江大橋橋齡77年，武漢的長(zhǎng)江大橋橋齡57年，南京的長(zhǎng)江大橋橋齡46年。也就是說，很大一部分的建筑物已逐步走向老化階段，結(jié)構(gòu)的加固已是一個(gè)亟待解決的問題，并且，以后每年的建筑加固改造量也會(huì)逐年增大。因此，隨著結(jié)構(gòu)加固的進(jìn)一步深入，如何進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)的加固質(zhì)量、改良結(jié)構(gòu)加固的施工方法直接關(guān)系著工程項(xiàng)目的成本與進(jìn)度。

2008年以來，**出臺(tái)十項(xiàng)措施拉動(dòng)內(nèi)需，其中較有效、較簡(jiǎn)便、較快速的一種手段就是加快重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，至此，各種高架橋立交橋等基礎(chǔ)設(shè)施如雨后春筍般拔地而起，高架橋幾乎成為一座座城市的象征。其受力結(jié)構(gòu)很大部分都采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。隨著交通量的迅猛增長(zhǎng)，許多原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)稍低的橋梁目前看來承載力明顯不足；另外，許多橋梁結(jié)構(gòu)被高重車撞壞，嚴(yán)重威脅運(yùn)營(yíng)安全；更多的是，隨著時(shí)間的推移，一些橋梁受各種病害影響其強(qiáng)度、剛度發(fā)生嚴(yán)重的降低。當(dāng)橋梁的受力構(gòu)件不能提供足夠的使用性能時(shí)，必須進(jìn)行加固。

近幾年來，越來越多的橋梁經(jīng)歷了或者正在經(jīng)歷大修階段，武漢長(zhǎng)江二橋?qū)儆陬A(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，于1995年6月建成通車。但由于橋梁負(fù)荷過大，已于2006年10月至2007年6月進(jìn)行了大修。據(jù)楚天都市報(bào)報(bào)道，該橋由于橋梁長(zhǎng)期載量負(fù)荷運(yùn)行，橋梁梁體已出現(xiàn)下彎變形、局部裂縫等病害，今年或?qū)⑦M(jìn)行再一次的大修。廣州市海珠橋于1950年3月25日開始重建，1974年12月擴(kuò)建，形成預(yù)應(yīng)力混凝土與鋼桁架組合梁體系，該橋梁已在1995年5月至1996年9月間進(jìn)行了加固與維修。但目前由于建造海珠橋的材料已經(jīng)有100年歷史，該橋梁已在2012年2月28日開始了為期18個(gè)月的大修加固。

3.碳纖維布加固結(jié)構(gòu)的具體做法

由于粘貼碳纖維布所采用的樹脂膠在高溫和低溫條件下性能比較差，碳纖維布粘貼時(shí)的條件通常情況下對(duì)氣溫有一定的要求，一般施工條件為5～35℃，以25℃為宜。

首先對(duì)結(jié)構(gòu)基層進(jìn)行處理，將混凝土表面打磨平整，不能有**結(jié)構(gòu)表面或凹進(jìn)去的情況出現(xiàn)，因?yàn)檫@樣會(huì)減小碳纖維布和結(jié)構(gòu)的接觸面積，對(duì)碳纖維布加固性能造成影響。通常情況下對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)漏漿或其他原因造成的部分結(jié)構(gòu)部位**的進(jìn)行打磨處理，對(duì)蜂窩、麻面、爛根等部位的處理采用注入砂漿或注入環(huán)氧樹脂修補(bǔ)處理，待表現(xiàn)干燥以后用水沖洗涂上基層處理劑。

接下來均勻地將粘貼劑涂在結(jié)構(gòu)表面上后粘貼碳纖維布，粘貼面必須平整、光滑、緊密，不能存在氣泡，以免影響結(jié)構(gòu)受力性能。此外，碳纖維布與結(jié)構(gòu)的共同承受荷載情況也受搭接區(qū)的影響，這相當(dāng)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)里的鋼筋錨固長(zhǎng)度的需求，因此搭接區(qū)的粘貼也是比較重要的工作，較好在粘貼過程中加以標(biāo)記并保證好搭接長(zhǎng)度。

以上工作完成以后將粘貼好的結(jié)構(gòu)靜置30分鐘以上，保證環(huán)氧樹脂和中間層粘貼層充分滲透和連接性能的形成。

最后對(duì)加固好的結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)中不要接觸施工面。對(duì)于結(jié)構(gòu)層有外觀要求的業(yè)主可以要求在碳纖維布表面抹一層水泥砂漿，無外觀要求的直接在表面涂刷一層保護(hù)膜，如樹脂。

4.需要注意的問題

1碳纖維布與被加固結(jié)構(gòu)之間的粘貼為理想化的考慮，即兩者之間的粘貼性能良好，可以近似地認(rèn)為兩者之間在受力時(shí)沒有相對(duì)位移，兩者受到的應(yīng)力應(yīng)變情況符合同一材料受力規(guī)律。

2被加固結(jié)構(gòu)在碳纖維布結(jié)構(gòu)強(qiáng)度尚未形成時(shí)就發(fā)生的破壞，如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)破壞或加固結(jié)構(gòu)的剝離等，此類破壞屬于突然性破壞，施工過程中要盡可能地排除類似事件的發(fā)生。

3碳纖維布橫向粘貼與豎向粘貼也會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成一定的影響，如橫向粘貼會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)形成一個(gè)緊箍效應(yīng)，因此，如何對(duì)加固方案進(jìn)行調(diào)整使得既能滿足加固的需求，又能獲得一個(gè)比較好的經(jīng)濟(jì)效果，這也是一個(gè)值得進(jìn)一步研究的問題。

5. 碳纖維布加固結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

碳纖維布的抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到4900MPa，是鋼材抗拉強(qiáng)度的十幾倍。

碳纖維布的彈性模量可以達(dá)到2.4×10∧5 MPa，也大于鋼材的彈性模量。因此采用這種方式提高構(gòu)件的抗彎剛度也比較大。

碳纖維布的耐腐蝕性強(qiáng)，在酸性、堿性和中性環(huán)境中的耐腐蝕性都比較強(qiáng)。

碳纖維布的操作比較簡(jiǎn)單，易于裁剪，施工適應(yīng)性強(qiáng)。

當(dāng)然，碳纖維布加固結(jié)構(gòu)也有缺點(diǎn)，如預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在施工和使用過程中會(huì)產(chǎn)生拱度，這種拱度實(shí)際上對(duì)結(jié)構(gòu)使用本身是存在好處的，因?yàn)樗艿挚挂徊糠趾奢d效應(yīng)。而粘貼碳纖維布會(huì)對(duì)拱度的形成產(chǎn)生約束作用，對(duì)結(jié)構(gòu)有所不利。

總而言之，碳纖維布以其不增加結(jié)構(gòu)自重、不影響結(jié)構(gòu)外觀、不減小結(jié)構(gòu)凈空、不設(shè)置錨固構(gòu)件、不損傷原有結(jié)構(gòu)等眾多優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)仁不讓地成為結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域里的**兵，因而這種加固方法在工程領(lǐng)域里值得推廣。


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