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碳纖維加固是近年來美日等國家所研發的應用在土木工程中的新型補強技術。該方法采用同一方向排列的碳纖維織物,在常溫下用環氧樹脂膠粘貼于混凝土結構表面,利用其緊密粘著混凝土表面,使二者作為一個新的整體,共同受力,是一種非常簡單且優良的加固補強方法,與傳統的粘鋼加固不同,碳纖維加固在不增加結構物的荷重的前提下達到高效加固的目的。
1.碳纖維增強材料,簡稱碳纖維,是近十年來在發達國家新興的一種加固混凝土結構的新材料,以其優異的力學性能在工程領域日漸受寵,被人們稱為“結構加固的新星”。采用碳纖維加固技術具有如下幾個特點:
1.1強度高。碳纖維片材的抗拉強度一般都在3500MPa以上,遠高于鋼材;抗拉彈性模量為230000~430000MPa,亦高于鋼材。因此它的比強度(即材料的強度與其密度之比)可達到2000MPa/g/cm3以上,而Q235鋼的比強度僅為59MPa/g/cm3左右,比模量也比鋼材高。
1.2 施工簡便、快捷。使用碳纖維加固構件不需大型施工機構及周轉材料,易于操作,施工周期短,經濟性好。
1.3 抗酸堿鹽類介質的腐蝕,應用面廣。加固后能大大提高結構的耐腐蝕性及耐久性,可以應用于各種工作環境的構件加固。
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碳纖維布加固施工的流程:
三、施工工藝施工準備→結構表面處理→底膠配制并涂刷→找平膠配制并修復、平整→粘貼膠配制并涂刷→粘貼纖維布→表面噴砂防護
A基底處理。
B混凝土表層出現剝落、蜂窩、腐蝕等劣化現象的部位應予以鑿除,對于較大的面積的劣質層在鑿除后應用聚合物水泥砂漿進行修復。
C對表面有裂縫的部分如有必要應首先進行封閉灌漿處理。
D用混凝土角磨機、砂紙等工具去除混凝土表面的浮漿、油污等雜質,構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,轉角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀(R≥25mm)。
E用吹風機將混凝土表面清理干凈并保持干燥。
F涂底膠。
(1)按規定的比例將主劑與固化劑先后置于容器中,用電動攪拌器均勻攪拌,根據現場實際氣溫決定用量并嚴格控制使用時間。
(2)用滾筒刷均勻涂沫于混凝土表面,等膠固化后(固化時間視現場氣溫而定,以指觸干燥為準),再進行下一步施工。
(3)施工現場嚴禁出現明火,注意通風。
(4)用整平材料找平。
(5)混凝土表面凹陷部位及模板接頭出現高度差的部位要用整平材料填平,盡量減少高度差,使混凝土表面平滑,以利于粘貼碳纖維布。
(6)轉角的處理也應用整平材料將其修補為光滑的圓弧,半徑不小于20mm。
G粘貼碳纖維布
(1)按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布。
(2)調配、攪拌粘貼樹脂,然后均勻涂抹于所要粘貼的部位,在混凝土搭接、拐角等部位要多涂抹一些。
(3)粘貼碳纖維布,在確定所貼部位無誤后剝去離型紙,用特制的滾子反復沿纖維方向滾壓,去除氣泡,并使粘貼樹脂充分浸透碳纖維布。
(4)多層粘貼應重復上述步驟,待纖維表面指觸干燥后方可進行下一層的粘貼。
(5)在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹一層粘貼樹脂。