鄭州碳纖維加固公司

時間：2016-03-30作者：上海毅實建設(shè)集團有限公司瀏覽：300

鄭州碳纖維加固技術(shù) 

隨著我國經(jīng)濟技術(shù)的不斷發(fā)展，有相當(dāng)多的混凝土結(jié)構(gòu)由于設(shè)計方法、施工方法、運營情況的改變，較終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)面臨著各種各樣的質(zhì)量問題，如強度不足、耐久性不強、安全性過低等，這就急需要對這些結(jié)構(gòu)進行補強加固，以提高結(jié)構(gòu)的耐久性。根據(jù)美國的調(diào)查研究，混凝土設(shè)施的維護、維修和加固已經(jīng)成為了當(dāng)今世界面臨的緊迫課題。碳纖維復(fù)合材料作為一種新型的修復(fù)加固技術(shù)在我國得到了快速的發(fā)展，成為了加固領(lǐng)域的熱點，這種技術(shù)是通過將碳纖維這種高性能纖維應(yīng)用于工程, 利用樹脂類材料把碳纖維粘貼于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件表面, 形成復(fù)合材料體CFRP, 通過其與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的協(xié)同工作, 達(dá)到對結(jié)構(gòu)構(gòu)件補強加固及改善受力性能的目的。

一、 碳纖維布加固混凝土的機理

碳纖維作為一種復(fù)合型材料，其具有很強的抗拉強度，經(jīng)過測試其抗拉強度是同等截面面積鋼材的7-10倍，并且具有剛度輕、密度小等優(yōu)點，其耐久性也好，可以抵抗化學(xué)腐蝕和惡劣環(huán)境、氣候變化的破壞，采用碳纖維進行施工能夠在簡化施工步驟的前提下提高施工速度，同時保證了施工質(zhì)量，具有很強的適用范圍，當(dāng)加固混凝土結(jié)構(gòu)時，能夠大幅度的提高其強度和承載力，當(dāng)采用粘結(jié)材料與梁板混凝土有序纏繞粘貼后，可以實現(xiàn)構(gòu)件變形的約束，增強構(gòu)件局部的抗拉性能。

碳纖維在順纖維方向具有很高的拉伸強度和疲勞強度，而抗壓和抗剪強度相對較低，因此主要適用于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件受拉區(qū)域的加固，尤其適用于橋梁等承受動荷載的大中型結(jié)構(gòu)的抗震加固和承載力加固，但因碳纖維布可以加工成圓形或U 型，從而也可以用于混凝土構(gòu)件的抗壓和抗剪加固；由于碳纖維布具有較高的比強度和比模量，可以改善構(gòu)件的延性；對于使用空間較小的加固現(xiàn)場，使用碳纖維布進行結(jié)構(gòu)加固是一種理想的方法，因為這樣不會減少使用空間；對于同時需要提高耐久性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件來說，應(yīng)用碳纖維布進行加固也是一種有效的方法，因為碳纖維布既可以提高構(gòu)件的承載力，又不易老化，耐腐蝕，起到了保護結(jié)構(gòu)的作用。

二、碳纖維復(fù)合材料加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的主要優(yōu)點

（1）高強、高效

碳纖維作為一種復(fù)合型材料，具有很高的抗拉強度，一般≥3000MPa，相當(dāng)于一般鋼材的7-10倍左右，并且其彈性模量也比較高，能夠適應(yīng)強度的變化；延伸率較小，密度在1.8g/cm2左右，可以充分利用其優(yōu)異的力學(xué)性能來提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載力、延性、抗裂性，以達(dá)到高效、高強加固修復(fù)混凝土的目的。

（2）施工簡便, 加固周期短

碳纖維不同于其他的鋼筋材料，由于質(zhì)量比較小，不需要大型的機械進行施工，這就節(jié)約了成本，并且不受施工空間的限制，對周圍的環(huán)境影響也小，在某些情況下，能夠保證施工；并且具有加固周期短，在施工中只需要將碳纖維布粘貼在結(jié)構(gòu)的表面達(dá)到固化，就能滿足要求。

（3）施工質(zhì)量容易保證

碳纖維布加固構(gòu)件的施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主要反映在碳纖維布粘貼的密實程度。由于碳纖維布是柔性的, 很容易粘貼在結(jié)構(gòu)表面上, 使碳纖維布與混凝土表面粘貼密實, 一般情況下都可以保證碳纖維布的有效粘貼面積不小于95%, 很易滿足碳纖維布加固施工的質(zhì)量要求。

（4）強的防水和防腐蝕效果

碳纖維布粘貼固結(jié)在混凝土表面, 環(huán)氧樹脂膠附著在結(jié)構(gòu)表面, 防水效果好, 可防止鋼筋銹蝕。碳纖維材料具有較佳的耐腐蝕性能, 不必?fù)?dān)心建筑物經(jīng)常遇到的各種酸、堿、鹽對結(jié)構(gòu)的腐蝕。

（5）適用面廣

碳纖維具有很廣的適用范圍，如工業(yè)、民用建筑、水利工程等各種類型結(jié)構(gòu)的不同受力狀況等。不受結(jié)構(gòu)形狀的限制。

三、碳纖維布的增強技術(shù)及操作要求

在混凝土構(gòu)件碳纖維增強過程中，應(yīng)該做好各項工作，包括混凝土表面預(yù)處理、修補凹坑、涂底膠、涂膩子層、粘貼纖維布及增強層表面處理等步驟。

1、卸荷

加固前需要對結(jié)構(gòu)外部約束都進行卸載，防止在加固過程中，約束突然失效，導(dǎo)致加固效果不能達(dá)到設(shè)計要求。

2、基底處理

首先應(yīng)該對基底表面進行預(yù)處理，因為在混凝土澆筑完成后，可能會在表面出現(xiàn)剝落、蜂窩、空鼓、腐蝕等影響表面平整的現(xiàn)象，對于這些問題應(yīng)該及時進行處理，利用硬毛刷沾洗滌劑，將混凝土表面所粘污物除去，用冷水沖洗，再進行噴砂或打磨除去1-2mm的表層，并用空氣吹去表面的細(xì)粉粒。以15%(體積比)的稀鹽酸涂于混凝土表面，20 min后將其沖洗干凈，用pH試紙測其表面，若呈酸性，可用2%(體積比)的氨水中，然后清洗干凈。再利用混凝土角磨機、砂紙等機具清除混凝土表面的浮漿、油污等雜質(zhì)，構(gòu)件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部分，要用打磨機打磨平整。

3、涂底膠(FP膠)

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，電動攪拌器均勻攪拌，根據(jù)現(xiàn)場實際氣溫決定用量并嚴(yán)格控制使用時間。一般情況下1 h內(nèi)用完。用滾筒刷將底膠均勻涂刷于混凝土表面，待膠固化后(固化時間視現(xiàn)場氣溫而定,以指觸干燥為準(zhǔn))再進行下一工序施工，一般固化時間為2d～3d。

4、找平

（1）混凝土表面凹陷部位應(yīng)用FE膠填平,模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)用FE膠填補,盡量減小高度差；（2）轉(zhuǎn)角處也應(yīng)用FE膠修補成光滑的圓弧,半徑不小于10mm。

5、粘貼

（1）按設(shè)計要求的尺寸及層數(shù)裁剪碳纖維布，特殊要求，碳纖維布長度應(yīng)在3m之內(nèi)；（2）調(diào)配、攪拌粘貼材料FR膠(使用方法與底膠FP相同)，然后均勻涂抹于待粘貼的部位，在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些；（3）粘貼碳纖維布，在確定所粘貼部位無誤后剝?nèi)ルx型紙，用特制滾子反復(fù)沿纖維方向滾壓，去除氣泡，并使FR膠充分浸透碳纖維布。多層粘貼應(yīng)重復(fù)上述步驟，待碳纖維布表面指觸干燥后方可進行下一層的粘貼；（4）在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹FR膠；（5）碳纖維布沿纖維方向的搭接長度不得小于100mm，碳纖維端部固定用橫向碳纖維或粘鋼固定。

6、保護

當(dāng)粘貼好碳纖維布以后，應(yīng)該對表面做好養(yǎng)護工作，可以在表面涂抹*涂料等方法進行保護。

7、加固施工要點

（1）在加固前，需要對構(gòu)件上的約束進行卸載，這項工作是較容易被忽視的環(huán)節(jié)，應(yīng)為在實際施工中，混凝土構(gòu)件在負(fù)荷外包CFRP時，外包的CFRP相對于混凝土表面存在一定的滯后，當(dāng)CFRP還沒有粘貼完成時，就出現(xiàn)了構(gòu)件斷裂的事故，這種效應(yīng)將降低CFRP的補強效果，不能發(fā)揮碳纖維布的高強抗拉性能。

（2）在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行加固時，其彎角的半徑不得小于20mm，以減小應(yīng)力集中現(xiàn)象，但是在實際施工中，常常出現(xiàn)裂縫的地

四、結(jié)束語

碳纖維布具有自重輕、強度高、抗疲勞、耐腐蝕、耐久、耐水、抗撕裂性佳、能與基材緊密連接、協(xié)調(diào)性優(yōu)越等明顯優(yōu)勢,且施工便捷,施工質(zhì)量易于保證,在后期使用過程中也不需要定期維護,因而該技術(shù)的加固效果及綜合經(jīng)濟效果好;用碳纖維布加固鋼筋混凝土梁后,其受彎、受剪承載力有明顯提高;碳纖維布的加固性能對加固效果影響很大,為保證抗彎、抗剪加固效果及充分發(fā)揮碳纖維布加固后的補強強度,必須做好碳纖維布的錨固工作;碳纖維布用于結(jié)構(gòu)加固時的施工特別重要,必須確保施工質(zhì)量,否則加固效果將大打折扣。


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