碳纖維加固技術(shù)通過將碳纖維布或板材粘貼在混凝土結(jié)構(gòu)表面來提高其承載能力和抗裂性能。這種技術(shù)可以顯著改善結(jié)構(gòu)的抗震性和耐久性,同時減少對周圍環(huán)境的影響。碳纖維材料本身具有高強度和良好的耐腐蝕性,這使得它成為加固混凝土結(jié)構(gòu)的理想選擇。
碳纖維材料加固概述
一、碳纖維材料加固的定義與原理
碳纖維加固補強技術(shù),是利用碳纖維布或碳纖維板材來粘貼在混凝土結(jié)構(gòu)的表面,從而實現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)加固和補強的一種新型技術(shù)。碳纖維材料針對建筑的加固檢修關(guān)鍵在于對其的抗彎加固,即碳纖維材料與混凝土結(jié)構(gòu)相互擔(dān)負(fù)載荷,進而提升房屋建筑的承重能力。其次是針對建筑的抗剪加固,即用碳纖維材料約束混凝土,從而降低混凝土在剪應(yīng)力作用下出現(xiàn)縫隙以達到提升抗拉強度的作用。
二、碳纖維材料加固的優(yōu)勢
- 節(jié)省空間:與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補強相比,碳纖維加固基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸,節(jié)省空間。
- 施工簡便:不需要現(xiàn)場固定設(shè)施,施工過程相對簡單。施工方便快捷、省力節(jié)時且施工質(zhì)量易于保證。
- 質(zhì)量較輕:其重量輕,密度只有普通鋼材的1/4。
- 耐久性好:可阻抗化學(xué)腐蝕和惡劣環(huán)境、氣候變化的破壞,具有較好的耐久性能。
- 適用范圍廣:適用于混凝土構(gòu)件、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)的加固??纱蠓忍岣邩?gòu)件的承載能力、抗震性能和耐久性能??捎糜诨炷两Y(jié)構(gòu)抗彎、抗剪加固,同時廣泛用于各類工業(yè)與民用建筑物、構(gòu)造物的防震、防裂、防腐的補強,如隧道、港灣設(shè)施、煙囪、倉庫、廠房的加固,以及受鹽害的混凝土、橋梁以及河川構(gòu)造物的防護和加固等。
三、碳纖維材料加固的工藝流程
- 混凝土表面處理
- 將混凝土構(gòu)件表面的殘缺、破損部分清除干凈。
- 對經(jīng)過剔鑿、清理和露筋的構(gòu)件殘缺部分,進行修補、復(fù)原。
- 對于縫寬小于0.2mm的裂縫,用環(huán)氧樹脂進行表面涂刷密封;大于0.2mm的裂縫用環(huán)氧樹脂灌縫。
- 將構(gòu)件表面凸出部分(混凝土構(gòu)件交接部位、模板的接槎等)打磨平整,修復(fù)后的構(gòu)件表面盡量平順。
- 清洗打磨過的構(gòu)件表面,并使其充分干燥。
- 缺陷部位涂刷底膠
- 將配好的底膠(粘結(jié)劑),用涂刷均勻于缺陷部位的砼表面。
- 構(gòu)件表面殘缺面的修補
- 膩子主劑、固化催進劑、固化劑按規(guī)定比例稱量準(zhǔn)確,裝入容器,用攪拌器攪拌均勻。
- 構(gòu)件表面凹陷部位用環(huán)氧膩子填平,修復(fù)至表面平整。在殘缺修補中使用環(huán)氧膩子時,要在氣溫 - 5℃以上,相對濕度小于85%的條件下施工。膩子涂刮后,表面仍存在的凹凸糙紋,應(yīng)再用砂紙打磨平整。
- 再次涂刷底膠
- 將配好的底膠(粘結(jié)劑),用滾筒均勻涂刷于需要粘結(jié)的砼表面。
- 粘貼碳纖維
- 粘貼碳纖維材料之前,首先應(yīng)確認(rèn)粘貼表面干燥。氣溫在 - 10℃以上,相對濕度RH85%時,如無有效措施不得施工。
- 應(yīng)用鋼直尺與壁紙刀按規(guī)定尺寸切斷碳纖維材料,每段長度一般以不超過6m為宜。碳纖維縱向接頭必須搭接20cm以上,該部位應(yīng)多涂樹脂,碳纖維橫向不需要搭接。
- 粘貼樹脂的主劑、固化催促劑和固化劑應(yīng)按規(guī)定的比例稱量準(zhǔn)確,裝入容器,用攪拌器攪拌均勻。一次調(diào)和量應(yīng)以在可使用時間內(nèi)用完為準(zhǔn)。
- 粘貼時,在碳纖維和樹脂之間盡量不要有空氣??捎昧_拉(專用工具)沿著纖維方向在碳纖維材料上滾壓多次,使樹脂滲浸入碳纖維中。
- 養(yǎng)護
- 粘貼碳纖維材料后,需自然養(yǎng)護1 - 2小時達到初期固化,應(yīng)保證固化期間不受外界干擾和碰撞。
- 涂裝(若有需要)
- 若加固補強構(gòu)件需要防火時,可在樹脂固化后涂刷耐火涂層。涂裝應(yīng)在樹脂初期固化后進行,并應(yīng)遵守所用涂料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和施工規(guī)定。
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