碳纤维修复、补强混凝土结构施工方法

    近年来,结构修复、补强技术广泛应用于桥梁、隧道以及工业民用建筑中的钢筋砼梁、板、柱及剪力墙结构。特别是采用碳纤维修复补强技术时更获得具大成功,其产品性能优异,操作简单,安全可靠,与传统方法相比较,有更大的经济效益、社会效益和环境效益。某工程框架柱的加固补强,采用该项技术,取得了良好效果。

    一、特点

    1、碳纤维片材轻质高强:其抗拉强度比普通钢材高8~10倍,将它用粘结树脂与结构粘贴后形成一体,能可靠地与钢筋混凝土共同工作,有优异的补强效果,而结构自重的增加几乎可以忽略。

    2、抗腐蚀:碳纤维能有效地防护构件的混凝土和钢筋免职受酸、碱、盐、水等介质的腐蚀。

    3、耐老化:碳纤维与胶结构本身及经其补强的构件可以长期承受紫外线、核幅射;长期在-54~80℃下使用,强度不会降低;经加速暴露老化试验验证可历时40年性能不变;且在表面涂装后,耐用性更加突出。

    4、保持结构原状,外形美观:碳纤维片材便于随构件原形贴附,基本不改变构件断面尺寸,贴片后表面可以涂刷、粘贴饰面材料、防火材料。

    5、施工简便、快捷:采用传统的加固补强方法,如包混凝土法、粘钢法,均需进行大量剔凿、植筋、焊接、浇混凝土作业,碳纤维片材施工却不需要。因此,它对施工空间要求很低,便于狭窄空间作业,施工快捷,对生产、使用的干扰很小。

    二、 工艺原理

    碳纤维片材是用抗拉强度极高的碳纤维丝“拉拔”成型,单向排列,并经环氧树脂预浸而成的结构增强复合材料。将它用粘结树脂作为粘结剂,沿受力方向或垂直于裂缝方向粘贴在受损构件表面,粘结剂作为它们之间的剪力连接媒介,形成新的复合体。使增强贴片与原有钢筋共同受力,增大了结构抗拉或抗剪能力,能有效地提高强度、刚度、抗裂性和延性。整个工艺的关键在于碳纤维片材粘结的紧密、牢固,保证与原结构形成整体,能够共同工作。

    三、适用范围

    碳纤维片材修复、补强、加固适用于隧道、桥梁及各类工业民用建筑

    中钢筋混凝土梁、板、柱、剪力墙结构、涵洞、衬砌、钢筋混凝土烟囱、筒仓、水池、罐体等,由于设计、施工、使用、老化或某种浸蚀、灾害造成的损坏,以及因超载所致的承载力不足。

    四、主要材料

    1、碳纤维片材的规格及性能(表略)。

    2、底层涂料的规格及性能(表略)。

    3、环氧腻子的规格及性能(表略)。

    4、浸渍树脂的规格及性能(表略)。

    五、主要工、机具

    1、画线工具:墨斗、卷尺、水平议、铅锤;

    2、切削工具:角向砂轮、锤子、凿子、钻、錾子;

    3、碳纤维片切割工具:卷尺、钢直尺、壁纸刀;

    4、调和涂刷工具:台秤、搅拌容器、橡胶抹子、滚筒刷子、油漆刷、搅拌器、托灰板;

    5、工具:罗拉(专用工具)、橡胶刮板、塑料刮板;

    6、安全用具:安全帽、安全带、防护眼镜、橡胶手套、口罩;

    7、施工管理用器具:R量尺、温湿度计;

    8、其它:空压机、通风设备、养护复合材料、棉纱。

    六、 施工工艺

    1. 工艺流程

    2. 操作要点

    2.1 混凝土基底处理

    2.1.1 将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净达到结构密实部位。

    2.1.2 检

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