目前我國(guó)常用的加固處理方法有很多,如:加大對(duì)于截面法、外包鋼加固法、粘鋼加固法、碳纖維進(jìn)行加固法等。碳纖維加固修補(bǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)信息技術(shù)是繼加大研究混凝土截面、粘鋼之后的又一種新型的結(jié)構(gòu)以及加固工程技術(shù)。
纖維進(jìn)行加固技術(shù)包括中國(guó)碳纖維布加固和碳纖維板加固方法兩種,主要可以應(yīng)用在:混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)粱的受彎和受剪加固、板的受彎加固、柱的抗震加固等,廠房、校舍、大廈、醫(yī)院等民用企業(yè)建筑工程加固補(bǔ)強(qiáng);橋梁、水利等基礎(chǔ)教育設(shè)施以及加固補(bǔ)強(qiáng)。
碳纖維布具有優(yōu)良的物理和機(jī)械性能。用于混凝土構(gòu)件加固的碳纖維布是由碳纖維材料和特種樹(shù)脂材料經(jīng)過(guò)一定的制造工藝制成的經(jīng)編碳纖維長(zhǎng)絲制成的柔軟片材。在編織碳纖維布時(shí),大量的碳纖維長(zhǎng)絲沿主方向均勻分布,形成在主方向受力的非常薄的碳纖維布。
碳纖維布加固材料特點(diǎn)
(1)抗拉強(qiáng)度高,是同等截面鋼材的7-10倍。
(2)自重輕:重量約為鋼材的五分之一,基本不增加構(gòu)件自重。
(3)耐久性好,抗酸堿腐蝕,抗疲勞,且在任何惡劣環(huán)境下皆可使用。
(4)柔軟,施工不受構(gòu)件外形限制,方便快捷、省力節(jié)時(shí)、施工質(zhì)量易于保證。
(5)適用范圍廣,混凝土構(gòu)件、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)均可進(jìn)行加固??纱蠓忍岣邩?gòu)件的承載能力、抗震性能和耐久性能。
碳纖維布加固施工工藝流程:施工準(zhǔn)備、混凝土表面處理、對(duì)不平整處采用找平膠找平修復(fù),底膠配制并涂刷,浸漬膠配制,粘貼碳纖維布、表面抹砂漿保護(hù)。
一、施工準(zhǔn)備
根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)和被加固構(gòu)件混凝土的實(shí)際狀況對(duì)照設(shè)計(jì)圖紙,確定施工方案和施工計(jì)劃,作好施工前的準(zhǔn)備工作。
二、混凝土表面處理
1、在設(shè)計(jì)粘貼的部位按設(shè)計(jì)圖紙放樣定位。
2、鏟除混凝土粉飾層、油污和污物,露出混凝土表面,并用角磨機(jī)磨去1-2mm厚表層,直至完全露出混凝土結(jié)構(gòu)新面。
3、如有裂縫需對(duì)裂縫進(jìn)行灌漿封閉處理。
4、對(duì)混凝土構(gòu)件轉(zhuǎn)角部位采用角磨機(jī)修整R≥20mm的圓弧,并對(duì)表面凹凸不平部位進(jìn)行打磨修平處理。
5、混凝土表面如有較大的剝落、蜂窩、腐蝕等缺陷時(shí)應(yīng)進(jìn)行鑿除找平處理方法找平。
6、采用高壓風(fēng)去混凝土表面粉塵、砂粒,并采用丙酮拭擦混凝土結(jié)構(gòu)表面。
7、涂刷底層樹(shù)脂前,處理過(guò)的混凝土表面必須干燥干凈。
8、最后用1m的直邊靠尺檢查處理過(guò)后表面的平整度差異,任何方向上1m范圍的最大允許差異為±5mm。
三、涂刷底膠
1、采用配套底膠按一定比例將主劑與固化劑放置入容器內(nèi),并攪拌均勻,配制底膠。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定每次用量,嚴(yán)格控制使用時(shí)間。
2、采用滾筒刷將底膠均勻涂于混凝土表面,厚度不超過(guò)0.4mm,并不得漏涂或流淌、氣泡。
3、應(yīng)在底膠指觸干后立即進(jìn)行粘貼碳纖維布。
4、涂刷碳纖維底膠注意事項(xiàng):
①涂底膠時(shí)溫度若低于﹣50℃或濕度為85%RH以上,則不能施工。
②底膠是由樹(shù)脂和硬化劑在一起混合均勻而成的,特別注意混合容器表面與底部的混合。
③如果底膠的使用時(shí)間過(guò)期,底膠必須馬上處理掉。
④涂底膠的容量和環(huán)境溫度決定修復(fù)的效果。大的容量或高的溫度會(huì)導(dǎo)致底膠的修復(fù)效果降低,所以修復(fù)的結(jié)果會(huì)不一樣。
⑤底膠混合后,如果修復(fù)時(shí)涂底膠的溫度高、粘性大時(shí)必須停止使用。
⑥涂底膠時(shí)為了防止底膠面的染污,避免帶纖維手套。
四、局部表面找平處理
1、配制找平膠,按配比比例及工藝要求配制攪拌。
2、對(duì)混凝土表面凹陷部位采用刮刀嵌填整平膠泥,且不應(yīng)有棱角,修復(fù)面與混凝土表面落差不超過(guò)1mm。
3、轉(zhuǎn)角處采用找平膠修復(fù)為光滑的圓弧,半徑不小于20mm。
4、固化養(yǎng)護(hù)后在找平膠表面指觸干燥后盡快進(jìn)行下一步工序施工。
五、浸漬膠配制
1、采用配套浸漬膠,其配比為A料:B料=2:1;
2、配制浸漬膠應(yīng)設(shè)專人負(fù)責(zé),并用秤進(jìn)行控制各種材料的數(shù)量,偏差在±5%范圍;
3、調(diào)膠使用低速攪拌器攪拌,攪拌時(shí)間約2~3分鐘,攪拌均勻,無(wú)氣泡產(chǎn)生,并防止灰塵雜質(zhì)混入。
六、粘貼碳纖維布
1、在粘貼碳素纖維布之前,要有計(jì)劃的計(jì)算出粘貼范圍的大小、表面的形狀、施工環(huán)境、施工時(shí)間、施工人員等。
2、必須調(diào)配適當(dāng)量的浸漬膠,以避免超出可使用的時(shí)間之外,配制好浸漬膠后,立即用滾筒刷均勻的涂刷,底層用量為400-500 g/m2。
3、涂刷浸漬膠后馬上粘貼預(yù)先剪好的碳素纖維布于施工處,用橡皮或塑料的刮析輕刮數(shù)次。粘完后,用力在順著碳素纖維布方向來(lái)回滾動(dòng)數(shù)次讓浸漬膠浸透且擠出氣泡。
4、在30分鐘后、3小時(shí)之內(nèi),檢查底層的浸漬膠是否浸透后,再用力按著碳纖維布的方向滾動(dòng),然后按上層涂量的標(biāo)準(zhǔn)涂刷。上層涂量為300-400 g/m2。
5、多層粘貼時(shí)逐層重復(fù)上述步驟,但應(yīng)在碳纖維布表面指觸干燥后立即進(jìn)行下一層的粘貼,如超過(guò)60分鐘則應(yīng)等12小時(shí)后再進(jìn)行涂浸碳纖維粘貼下一層。
6、最后的一層碳纖維物表面應(yīng)均勻涂抹一道粘結(jié)劑。
七、固化養(yǎng)護(hù)
施工完成后24小時(shí)內(nèi)防止雨淋或受潮,并注意保護(hù),防止硬物碰傷施工表面。平均氣溫為20~25℃時(shí),固化養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于3天;平均氣溫為10℃時(shí),固化養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7天。
八、檢驗(yàn)
1、碳纖維布的實(shí)際粘貼面積不應(yīng)小于設(shè)計(jì)面積,位置偏差不應(yīng)大于10 mm..
2.碳纖維布與混凝土的粘結(jié)質(zhì)量可以通過(guò)錘擊碳纖維布表面或手壓碳纖維布表面來(lái)檢測(cè)??傆行д辰用娣e不應(yīng)小于95% 。
3.碳纖維布空鼓面積不大于2500px時(shí),可通過(guò)針管注膠修復(fù)??展拿娣e大于2500px時(shí),宜切斷空鼓區(qū)域的碳纖維布,重新搭接粘貼等量的碳纖維布,搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于100 mm,必要時(shí)可采用直接拉拔試驗(yàn)對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抽樣檢驗(yàn)。
碳纖維布施工過(guò)程中注意安全事項(xiàng):
1. 加固位置的基層混凝土抗壓強(qiáng)度不低于 C15。
2、碳纖維布應(yīng)長(zhǎng)布置,如需搭接,應(yīng)沿纖維方向搭接,搭接不得小于100 mm..
3. 適宜的施工溫度為5 °C ~ 35 °C。
4.碳纖維布是一種導(dǎo)電材料。施工時(shí)應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離電氣設(shè)備和電源,或采取可靠的保護(hù)措施。
5、施工管理過(guò)程中應(yīng)避免使用碳纖維的彎折。
碳纖維布及配套碳橡膠原料應(yīng)密封存放,遠(yuǎn)離火源,避免陽(yáng)光直射。
7、施工現(xiàn)場(chǎng)必須保持良好的通風(fēng)。
現(xiàn)場(chǎng)工作人員應(yīng)戴上必要的防護(hù)措施,如護(hù)目鏡、口罩和手套。
9、施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁吸煙。