碳纤维加固讲解.doc

砼构造碳纤维补强加固施工工法重要完毕人：张海波、刘阳、于文轩、杨斌、王萍1．前言近年来，由于受施工质量及多种自然环境、人为因素的综合影响，已建成的混凝土构造也许会浮现承载力局限性、混凝土表面裂缝等问题，影响构造的正常使用。这些问题大部分是能通过加固改造解决的。碳纤维（carbonfiberreinforcedpolymer简称CFRP）具有抗拉强度高、密度小、耐腐蚀性和耐久性好等长处。构造碳纤维加固措施是运用树脂类粘结材料将碳纤维片材（碳纤维布和碳纤维板的总称）粘结于混凝土表面，以达到构造及构件加固补强的目的，是近年来应用比较先进的加固措施。我公司自1999年承当湖北省建设厅“碳纤维用于混凝土构造加固应用研究”课题后，通过若干年工程的检查，对该项施工工艺运用娴熟，特将此编写为工法。2．工法特点2．1补强材料薄、重量轻，强度高：碳纤维片材基本不增长原构造尺寸及自身重量。其抗拉强度是一般HRB335钢的7～10倍，且具有优秀的补强效果。2．2抗腐蚀：能有效地防护构件的混凝土和钢筋免受酸、碱、盐、水等介质的腐蚀，应用面广。2．3耐久性能好，耐磨损、抗老化：碳纤维片与环氧树脂胶结材料自身及经其补强的混凝土构件可以长期承受紫外线辐射。碳纤维复合材料的疲劳强度约为静荷强度的70%～80%，并在破坏前有变形明显的征兆。2．4保持构造原状，外形美观：碳纤维片材便于随构件原形裁剪、贴附。修复补强不增长构件高宽尺寸及体积，且表面可以涂刷、粘贴饰面材料、防火材料。2．5施工简便，快捷：老式加固补强施工工艺如粘钢、外包混凝土措施必须进行大量混凝土剔凿、钢筋绑扎、焊接、浇筑混凝土以及大型机械设备吊装等作业，而碳纤维片加固补强施工对施工空间规定很低，便于在狭小空间作业，施工快捷，对周边的干扰很小。3．合用范畴工业与民用建筑中钢筋混凝土梁、板、柱、剪力墙构造，桥梁涵洞、隧道、衬砌、钢筋混凝土烟囱、筒仓、池罐侧壁等，因构造损伤承载力局限性及变化，且钢筋混凝土构造强度级别不不不小于C15，且长期使用的环境温度不高于60℃的钢筋混凝土构造，都可采用碳纤维加固施工工法加固、补强。4．工艺原理碳纤维加固是采用碳纤维片材（抗拉强度极高的碳纤维丝在高温下“拉拔”成型，单向排列成束，并经环氧树脂胶预浸而成的碳纤维增强复合片材），以环氧树脂作为胶结材料，将纤维片材沿受力方向或垂直于裂缝方向粘贴在受损构造上，胶结材料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作用，增大了构造抗拉或抗剪能力，并能有效地提高构造的强度，延性及抗裂性，控制裂缝和挠度的继续发展，从而起到加固补强的作用。必要时也可交叉粘贴单向纤维片材。整个工艺的核心在于碳纤维片粘贴的紧密性与牢固性，以保证与原构造形成整体，共同工作。5．施工工艺流程及操作要点5．1工艺流程5．2操作要点5．2．1施工准备1．应认真阅读设计施工图。在进行混凝土表面解决和粘贴碳纤维片材前，应按加固设计部位放线定位。2．应根据施工现场实际状况和加固构件混凝土的补强荷载规定，制定相应施工方案和施工筹划。3．应对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等做好施工前的物质准备工作。4．进场后的碳纤维片材、配套树脂应抽样送检，合格后方可施工。5．施工宜在环境温度为5℃以上的条件下进行，并应符合配套树脂规定的施工使用温度。当环境温度低于5℃时，应采用合用于低温环境的配套树脂或采用升温措施。5．2．2卸荷加固前，应根据设计规定对加固构件进行卸载。5．2．3构件表面解决1．将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净并达到构造密实部位。2．检查外露钢筋与否锈蚀，如有锈蚀，需进行必要解决。3．对通过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分，用高于原构件混凝土强度的环氧砂浆进行修补、复原、达到表面平整。4．应按设计规定对裂缝进行灌浆或封闭解决：缝宽不不小于0.20mm的裂缝，用环氧树脂进行表面涂抹密闭；不小于或等于0.20mm的裂缝用环氧树脂灌缝。5．对贴片范畴的定位、划墨线、按修复、补强设计规定进行。6．被粘贴的混凝土表面应打磨平整，除去表层浮浆、油污等杂质，直至完全露出混凝土构造新面。转角粘贴处应进行导角解决并打磨加以圆化，如图5.2.3-1所示。圆化半径对于梁不应不不小于20mm；对于柱不应不不小于25mm。1—构件截面外表面；2—碳纤维材料；r—棱角圆化半径图5.2.3-1构件截面棱角的圆化打磨7．清洗打磨过的构件表面，并使其充足干燥。5．2．4涂底胶1．把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量精确后放人容器内，用搅拌器拌合均匀，一次调和量应以在可使用时间内用完为准，超过可使用时间不得再用。2．在底层涂料中严禁添加溶剂。具有溶剂的毛刷或用溶剂弄湿了的滚筒不得使用。3．用滚筒刷均匀地将底层涂料涂刷于混凝土表面，指触干燥后才干进行下一道工序的施工。4．