碳纤维布加固混凝土结构的原理与施工技术探讨.doc

7碳纤维布加固混凝土结构的原理与施工技术探讨摘要：粘贴碳纤维结构加固技术是指采用高性能粘结剂将碳纤维布粘贴在建筑结构构件表面使两者共同工作提高结构构件的（抗弯、抗剪）承载能力由此而达到对建筑物进行加固、补强的目的。关键词：碳纤维布加固1、碳纤维布结构加固技术简介粘贴碳纤维结构加固技术是指采用高性能粘结剂将碳纤维布粘贴在建筑结构构件表面使两者共同工作提高结构构件的（抗弯、抗剪）承载能力由此而达到对建筑物进行加固、补强的目的。碳纤维增强聚合物（carbonfibrereinforcedpoly-mer简称cfrp也称为碳纤维增强塑料）是由环氧树脂粘高抗拉强度的碳纤维束而成的。使用碳纤维布加固具有以下几个优点：a、强度高（强度约为普通钢材的10倍）效果好；b、加固后能大大提高结构的耐腐蚀性及耐久性；c、自重轻（约200g/m2）基本不增加结构自重及截面尺寸；柔性好易于裁剪适用范围广；d、施工简便（不需大型施工机构及周转材料）易于操作经济性好；e、施工工期短（本工程实例仅用一周）；因此碳纤维结构加固技术在混凝土结构方面已产生较大的效应。碳纤维加固技术适用于各种结构类型、各种结构部位的加固修补如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、筒体、壳体等结构要求基层混凝土的强度等级不低于c15即可；另外砖砌体的某些力学性能也可以用碳纤维进行加固。2、碳纤维布加固的原理用于建筑结构加固的碳纤维材料具有优良的力学性能其抗拉强度一般为建筑用钢材的十几倍；但是碳纤维材料织成碳纤维布后其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以此类推各碳纤维丝逐渐断裂直至整体破坏。而使用粘结剂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故碳纤维加固首先必须使碳纤维布中的碳纤维丝能共同工作因此粘结剂对碳纤维布的加固起着关键的作用它既要确保各碳纤维丝共同工作同时又确保碳纤维布与结构共同工作从而达到加固的目的。3、工程概况某制药厂保太松车间建于1984年因长期受腐蚀性气体的侵蚀三根薄腹梁下弦混凝土与钢筋均遭受严重腐蚀导致保护层混凝土开裂、酥松、剥落下弦钢筋锈蚀、剥落钢筋受力截面削弱危及结构安全影响工人的生产情绪；经与设计人员一起进行分析比较选择粘贴碳纤维布进行加固能防止腐蚀性气体的侵蚀延长梁的使用寿命。4、碳纤维布加固的依据及前提4.1碳纤维布加固的依据⑴某制药厂提供的保太松车间图纸。⑵屋架的腐蚀情况。⑶薄腹梁的实际检测强度。⑷《混凝土结构加固技术规程》。4.2碳纤维布加固的前提首先利用回弹法对薄腹梁混凝土进行检测以供加固参考。经检测混凝土的实际强度为c30。根据设计图纸及现场混凝土、钢筋的腐蚀情况考虑提高下弦的抗拉强度等级为此将610mm宽的t700s型碳纤维布裁成两半分两层粘贴在下弦的底面及两侧（薄腹梁下弦宽度为200mm）加固后相当于增加原受拉钢筋面积的46%弥补了由于原钢筋锈蚀而造成的截面削减构件的承载力得到加强而且总体配筋率ρmin≤ρ≤ρmax可以满足使用要求。4.3碳纤维布的设计因梁底宽度为200mm而碳纤维布的宽度为610mm兼顾加固时碳纤维布的幅宽效应及下弦的受拉范围考虑将碳纤维布裁为两半一层为300mm宽一层为310mm宽分两层粘贴在梁的下侧及两面侧边（两侧边高度为50-55mm）应注意：转角处须处理成圆角（r≥10mm）。5、碳纤维布加固的施工5.1施工准备5.1.1施工材料的准备辽宁省建设科学研究院生产的jgn-c胶（底胶）及jgn-p胶（粘着胶）t700s型碳纤维布。5.1.2辅助材料的准备专用滚筒刮板角向磨光机剪刀凿子榔头台秤丙酮。5.1.3搭设脚手架按安全规程要求搭设好脚手架高度以方便施工为前提。5.2施工工艺⑴把屋架下弦被腐蚀部位的疏松混凝土凿掉把锈蚀的钢筋用钢丝刷刷掉被锈蚀层。⑵补粉凿除的混凝土梁用sj-601防腐砂浆补粉凿除的混凝土梁（对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行修复）并养护三天。⑶用压缩空气将表面浮尘清除干净[未凿部位（需加固处）用混凝土角磨机、砂纸等机具除去混凝土表面的浮浆、油污等杂质构件基面的混凝土要打磨平整尤其是表面的凸起部位要磨平]用丙酮将需粘贴处清洗干净。⑷涂底胶将jgn-p胶甲乙组分按需按3：1的重量称好放在洁净的容器中调和均匀用刮板将它均匀地涂在屋架底面（两侧刮150mm）待胶固化后（固化时间视现场气温而定以指触干燥为准）再进行下一工序施工。注意：调好的底胶须在规定的时间内用完一般情况下40min内用完。⑸找平混凝土表面凹陷部位用修补胶（jgn-c胶掺入两倍粉料）填平模板接头等出现高度差的部位应用修补胶填补尽量减少高度差。⑹粘贴碳纤维布将jgn-c胶甲乙组分按3：1的重量称好放在洁净的容器中调和均匀用刮板将胶均匀地涂刮在底胶上需粘贴碳纤维布处