浅谈碳纤维布结构加固施工

浅谈碳纤维布结构加固施工

一、加固原理
建筑结构加固用碳纤维布具有优良的力学性能。碳纤维布抗拉强度均大于2500 Mpa。其抗拉强度为热轧光圆钢筋的5—8倍以上，热轧带叻钢筋的4—6倍以上，部分碳纤维布抗拉强度为建筑用钢的十几倍。而碳纤维布重量轻，密度只有普通钢材的1／4。碳纤维布中的各碳纤维丝很难完全共同工作，在承受较低的荷载时，一部分应力水平较高的碳纤维丝首先达到其抗拉强度并退出工作状态，直至整体破坏。碳纤维布涂刷浸渍树脂粘结后，各碳纤维丝能很好地共同工作，大大提高碳纤维布的抗拉强度。因此，粘贴碳纤维布结构加固技术是将碳纤维丝用环氧树脂预浸成为复合增强材料；再用树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上，形成一个新的复合体，使增强粘贴材料与原有混凝土共同受力，增大结构的抗裂或抗剪能力，提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性，由此而达到对建筑物进行加固、补强的目的。
二、施工工艺
施工工艺：施工准备一混凝土构件表面处理一配制、涂刷底层树脂一找平处理一配制、涂刷粘贴树脂一粘贴碳纤维布一养护一表面保护层施工。
l、施丁准备。首先熟悉施工图，根据施工现场实际状况，拟订详细的施工方案，组织做好施工人员、碳纤维布、配套树脂、砂轮切割机、专用工具等人、材、机的准备工作。
2、混凝土构件表面处理。清除被加固混凝土构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等残缺、破损部分；对构件残缺部分进行修补、复原；对缝宽小于0．2mm的裂缝，用环氧树脂进行表面涂刷密封；大于0．2mm的裂缝用环氧树脂灌缝；将构件表面凸出部分打磨平整，去除表层浮浆、油污、氧化层等杂质，直至完全露出混凝土结构新面，转角粘贴处应进行导角处理并打磨
成圆弧状，圆弧半径不应小于20mm；表面凹陷部位用环氧腻子填平；修复后的混凝土构件表面尽量乎顺，并清理干净，保持干燥。
3、配制、涂刷底层树脂。底层树脂进场时应对其品种、型号、批号、包装、中文标识、出厂El期、产品合格证、出厂检验报告等进行检查。底层树脂使用前应对各项指标进行见证抽样复验。底层树脂配制过程中应按产品使用说明书进行配制。涂刷时，应采用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于清理干净的混凝土表面；宜在底层树脂表面指触干燥后，尽快进行下一工序的施工。
4、找平处理。按设计要求，根据现场实际情况及产品生产厂提供的工艺规定配制找平材料对混凝土表面凹陷部位用找平材料填补平整，确保混凝土表面无棱角。转角处应按照规范要求采用找平材料修理成为光滑的圆弧，半径不应小于20ram。在找平材料表面指触干燥后，尽快进行下一工序的施工。
5、配制、涂刷浸渍树脂。浸渍树脂应按工程用量一次性到场，入库。进场时，施_丁单位应会同监理人员对其品种、级别、批号、包装、中文标志、出厂日期、产品合格证、出厂检验报告等进行检查。同时，在使用前应对底层树脂相关指标进行见证取样复验。抗震7度及7度以上地区，还应对浸渍树脂应进行抗冲击剥离能力的见证取样复验。所有复验结果应符合现行国
家规范的要求。浸渍树脂应按产品说明书的规定进行配制，拌合应采用低速搅拌机充分搅拌，拌好的胶液色泽应均匀、无气泡；单次配制总量和黏度应符合《建筑结构加固工程施工质量验收规范》(GB 50550—2010)的要求。
6、粘贴碳纤维布。按照设计要求的尺寸裁剪碳纤维布，将配制好的浸渍树脂均匀涂抹于粘贴的混凝土构件部位，并将碳纤维布用手轻压贴于需粘贴的位置，采用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸渍树脂充分浸透碳纤维布，滚压时不得损伤碳纤维布。多层粘贴时应重复上述步骤，并宜在纤维表面的浸渍树脂指触干燥后尽快进行下一层粘贴，在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。
7、养护。碳纤维布粘贴后，需自然养护1-2小时达到初期固化，应保证同化期间不受外界干扰和碰撞。
8、表面保护层施T。按照设计要求结合现场实际情况，根据有关国家规范及标准进行处理(防火涂料或水泥砂浆)，保证防护材料与碳纤维片材之间有可靠的粘结和耐久性。
三、质量控制
l、原材料质量控制。所有进场材料，包括碳纤维布和胶结材料，必须符合质量标准，并具有出厂产品合格证，符合工程加固补强设计要求。碳纤维材料在运输、储存中不得受挤压，以免碳纤维受损，也不得直接日晒和雨淋，胶结材料应阴凉密闭储存。
2、T序质量控制。施丁准备阶段应认真阅读、熟悉设计施T图，拟订详细的施工方案和施工计划。选择合适在气温、空气湿度适合的施工环境。各工序的施工质量，由技术人员负责指导、监督，每一道工序完成后提请技术员检查、认可后，才能进行下道工序。混凝土构件表面裂缝应按照规范要求处理，不得有漏处理的部位，凹凸面严格进行打磨和修复，转处应打磨成圆弧，圆弧半径不应小于20mm。浸渍树脂应按设计书和产品说明书进行配置，并按规定的比例称量准确，装入容器，用搅拌器搅拌均匀，一次调和量应在规定时间内用完，涂刷均匀、不得漏涂。被加同混凝土构件表面含水率等符合要求，底层涂料及腻子达到指触干燥(树脂表面达到固化硬结)。碳纤维布粘贴时，碳纤维材料规格，粘贴位置、长度、宽度、纤维方向、层数应符合设计要求；中心线偏差不应大于10mm，长度负偏差不5应大于15mm；顺纤维方向搭接长度不小于20em，粘贴层数超过3层时顺纤维方向搭接长度不小于30em，各层之间的搭接部位不得位于同一条直线上，层问应错开至少50em；下涂和上涂渗浸入碳纤维束良好，碳纤维布粘结严实，有效粘结面积不应少于总粘结面积的95％。单个粘结空鼓面积不大于10000mm。时可以用注射法充胶修复；单个粘结空鼓面积大于10000mm 时应割除修补，重新粘贴碳纤维布。每平方米少于10个可认为合
格；若每平方米在10个以上，则认为不合格，需进行补修。对于直径在30mm以上的空鼓，只要出现，即认为不合格，需进行补修。
四、安全管理
1、防电。碳纤维布为导电材料，因远离电器设备和电源，并采取必要的防护措施，避免触电事故发生。
2、防火。浸渍树脂属易燃物质，应密闭运输和保存，远离火源，避免太阳直射。
3、环保。浸渍树脂含有大量的易挥发有机物，为避免污染环境，浸渍树脂储存、配制、使用空问应保持良好的通风。
4、防坠落。结构加固多为高空作业，施工作业人员应按照高空作业要求，配置安全“三保”防止各类坠落事故发生。
五、探讨
粘贴碳纤维布结构加固技术是一种耐久性高，重量轻，适用面广，灵活性强，施工方便快捷加固技术，近15年来在我国得到较为广泛的应用和发展，已产生较大的经济效益。国家建设行政主管部门组织专家在总结混凝土结构加固施工经验的同时，开展了大量的专题研究，借鉴国际先进标准和规范，编制了系统的结构加固原材料规范，施工规范和质量验收规
范。本文通过总施工经验，对碳纤维布结构加固施T进行简析，供广大施工管理员进行共同学习。
参考文献
11《结构加固修复用碳纤维片材}GBT 21490—2008
【2]《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》(CECS 146：2003)
【3]《建筑结构加固工程施工质量验收规范))GB50550—2010
【4]《上海沪荆建筑科技有限公司》http://www.shjgu.com/