碳纤维布加固施工方案及流程
碳纤维材料用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美、日等发达国家。我国的这项技术起步很晚,但随着我国经济建设和交通事业的飞速发展,现有建筑中有相当一部分由于当时设计荷载标准低造成历史问题,一些建筑由于使用功能的改变,难以满足当前规范使用的需求,亟需进行维修、加固。目前常用的加固方法有很多,如:加大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法、碳纤维加固法等。碳纤维加固修补结构技术是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技术,誉为:加固补强新斗士。
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碳纤维加固与传统的加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比,具有节省空间,施工简便,不需要现场固定设施,施工质量易保证,基本不增加结构尺寸及自重,耐腐蚀、耐久性能好等特点。另外,采用该工法,可大大提高建筑物的使用寿命,降低加固成本。因此,碳素纤维作为划时代的补强材料,而备受青睐和关注。
(1)抗拉强度高,是同等截面钢材的7-10倍。
(2)重量轻,密度只有普通钢材的1/4。
(3)耐久性好,可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。
(4)施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证。
(5)适用范围广,混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固。可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。
用途:
·混凝土结构物、桥梁及建筑物的梁、柱、面板加固。
·隧道、港湾设施、烟囱、仓库、厂房的加固。
·受盐害的混凝土、桥梁以及河川构造物的防护和加固。
碳纤维加固法可用于混凝土结构抗弯、抗剪加固,同时广泛用于各类工业与民用建筑物、构造物的防震、防裂、防腐的补强。
将抗拉强度较高的碳纤维用预浸成为复合增强材料(单向连续纤维);用粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上,形成一个新的复合体,使增强粘贴材料与原有钢筋混凝同受力结构的抗裂或抗剪能力,提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。
工艺流程可以归纳为:施工准备→放设施工线→基面处理→刷抹漆底胶→刮腻子→粘贴碳纤维布→表面养护→涂刷碳纤维胶。
1.混凝土表面处理
①、将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净。
②、对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分,进行修补、复原。
③、裂缝修补:缝宽小于0.2mm的裂缝,用进行表面涂刷密封;大于0.2mm的裂缝用灌缝。
④、打磨:将构件表面凸出部分(混凝土构件交接部位、模板的接槎等)打磨平整,修复后的构件表面尽量平顺。
⑤、清洗打磨过的构件表面,并使其充分干燥。
2.缺陷部位涂刷底胶将配好的底胶(粘结剂),用涂刷均匀于缺陷部位的砼表面。
3.构件表面残缺面的修补。用对构件表面残缺面的修补是十分重要的一步,要点如下:
①、腻子主剂、固化催进剂、固化剂按规定比例称量准确,装入容器,用搅拌器搅拌均匀。
②、构件表面凹陷部位用填平,修复至表面平整。在残缺修补中使用时,要在气温-5℃以上,相对湿度小于85%的条件下施工。腻子涂刮后,表面仍存在的凹凸糙纹,应再用砂纸打磨平整。
4.涂刷底胶:将配好的底胶(粘结剂),用滚筒均匀涂刷于需要粘结的砼表面。
5.粘贴碳纤维:粘贴碳纤维材料之前,首先应确认粘贴表面干燥。气温在-10℃以上,相对湿度RH>85%时,如无有效措施不得施工。为防止碳纤维受损,在碳纤维材料运输、储存、裁切和粘贴过程中。应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断碳纤维材料,每段长度一般以不**过6m为宜。为防止材料在保管过程中损坏,材料的裁切数量应按当天的用量裁切为准。碳纤维接头必须搭接100mm以上。该部位应多涂树脂,其施工工艺要点如下:
①、粘贴树脂的主剂、固化催促剂和固化剂应按规定的比例称量准确,装入容器,用搅拌器搅拌均匀。一次调和量应以在可使用时间内用完为准。
②、粘贴时,在碳纤维和树脂之间尽量不要有空气。可用工具沿着纤维方向在碳纤维材料上滚压多次,使树脂渗浸入碳纤维中。
6.养护粘贴碳纤维材料后,需自然养护1-2小时达到初期固化,应保证固化期间不受外界干扰和碰撞。
7、涂装。若加固补强构件需要防火时,可在树脂固化后涂刷耐火涂层。涂装应在树脂初期固化后进行,并应遵守所用涂料的相关标准和施工规定。
1)碳纤维单向织物布复合材,200克,250克,300克,以及碳纤维条形板
2)S玻璃布,(玄武岩布),单向织物(布)复合材,300克--450克
3)E玻璃纤维单向织物(布)300克--450克
4)改性,用于粘贴纤维布碳素纤维加固材料是高强度碳纤维单向排列,用微量的树脂浸渗后作为混凝土的修复补强材料,其抗拉强度大约是钢筋的10倍,并且具有重量轻、高弹性、高强度、高耐久性等特性。目前常用的碳纤维加固材料有国产的上海悍马,进口的有日本东丽,闽台重亿,美国赫氏Hexcel,新日本石油等
主要机具有砂轮切割机、角磨机、滚刷等,一般在2~4台即可满足工程要求。
每100平米面积碳纤维加固安排4名技术工人、6名普工。碳纤维布的施工应由具过硬施工工艺技术的施工队伍完成,并应精心组织、精心施工.
1.所有进场材料,包括悍马碳纤维材料和胶粘剂材料,必须符合质量标准,并具有出厂产品合格证,符合工程加固补强设计要求。
2.碳纤维材料在运输、储存中不得受挤压,以免碳纤维受损,也不得直接日晒和雨淋,胶结材料应阴凉密闭储存。
3.各工序的施工质量,由技术人员负责、监督,每一道工序完成后提请技术员检查、认可后,才能进行下道工序。
4.涂底层涂料应涂刷均匀、不得漏涂,严禁在不适合气温条件下施工,添加溶剂稀释后的涂料应在规定时间内用完。温度低于7℃,相对湿度RH<85%,混凝土表面含水率在8%以下,无结露现象时,必须使用改性。
5.构件表面残缺修补构造物表面小孔、内角必须用修补平整,腻子涂刮后,表面仍存在的不平糙纹,应再用砂纸磨平。
6.粘贴碳纤维
①贴碳悍马碳纤维材料时须符合下述条件:a、碳纤维材料应按规定裁切。b、气温、空气湿度、构件表面含水率等符合要求。c、底层涂料及腻子达到指触干燥(树脂表面达到固化硬结)。d、粘结树脂的类型与施工时的气温适合,主剂和固化剂、固化促进剂应按规定的比例称量准确,装入容器,用搅拌器搅拌均匀,一次调和量应在规定时间内用完。
②碳纤维粘贴的质量检验标准:a、下涂和上涂渗浸入碳纤维束良好。b、碳纤维粘结严实。c、对于直径在10mm以上30mm以下的空鼓,每平方米少于10个可认为合格;若每平方米在10个以上,则认为不合格,需进行补修。对于直径在30mm以上的空鼓,只要出现,即认为不合格,需进行补修。d、顺纤维方向搭接长度不小于100mm,各层之间的搭接部位不得位于同一条直线上,层间必须错开至少250mm。e、碳纤维材料规格,粘贴位置、长度、宽度、纤维方向、层数符合规定。
7.技术标准:《混凝土结构加固设计规范》G367-2011。
碳纤维加固,只要设计合理,与一般的粘贴钢板法比较费用差不多,但碳纤维加固法施工便捷,工效高,没有湿作业,不需现场固定设施,施工占用场地少,在施工工期、施工条件方面具有明显的优势。碳纤维加固法加固效果好,高强,适用面广,质量易保证,耐腐蚀及耐久性能。采用碳纤维加固修补后,基本不增加原结构自重及原构件尺寸。碳纤维加固具有轻质、高强、抗腐蚀、耐老化、耐久性好、物理性能稳定等诸多优点。其抗拉强度是同等截面钢材的7-10倍。用碳纤维加固材料修复补强混凝土结构是近来发展而成的新型工法,与混凝土结构形成一体共同工作,利用碳纤维材料的抗拉强度达到的增强构件承载能力及刚度的目的。这项技术具有施工简便快捷、安全可靠、耐久性好,能适应各种复杂的结构外形,不影响原结构的外观等诸多优点。已在混凝土结构抗震修复加固补强工程中得到广泛的应用。
我们知道碳纤维布分为单向布和双向布,用在建筑加固上的为单向布,那么,单向碳纤维布是如何成型的?
将大量的破纤维长丝沿一个主方向(通常是经向)均匀平铺,用较少的破纤维丝将主方向上的碳纤维丝编织在一起,形成较薄的、以主方向上纤维受力的碳纤维织物。碳纤维单向织物的织造方法有多种,常见的有3种,即机织单向织物、无纬单向织物和整编单向织物。
机织单向织物是用徳国织机织造的,一般为径向单向织物。无纬单向织物,即一般认为的单向织物,例如UD织物实际是一种预浸片材,是用设备将碳纤维垂直交又铺放为西层或多层,再用树脂粘合,或者复合成一层薄膜、离型纸、纤维网格等。缝编单向织物是用徳国的缝编设备将纤维纱线按一个方向排列,用聚酯纱线缝编而成的织物。
单向碳纤维布经常被用来对混凝土、钢或其它材料构件进行修复、加固和翻新。其抗拉强度可以达到3500MPa以上,为普通建筑用钢材的十几倍,而比重为1.8kg/m3,仅为钢材比重的四分之一。
简单一句话概括就是,碳纤维材料是一种高强轻质的高性能材料。
在加固钢筋混凝土技术所涉及的材料主要有两种:一是碳纤维布,二是粘贴材料,如悍马碳纤维布,悍马碳纤维胶。这门技术是将碳纤维布粘贴在钢筋混凝土构件受拉表面,使强度非常高的破纤维布和结构构件**结合形成整体,共同受力,从而达到修补裂缝或提高构件承裁力的目的。常用规格是12k 200g/m2和12k 300g/m2。
据了解碳纤维布加固技术在90年代在我国建筑工程和桥梁隧道工程领域中开始被应用,在早期其加固费用昂贵,碳纤维布加固技术的发展被限制,随着我国科技实力的不断发展,碳纤维布加固的造价不断降低,使的碳纤维布加固技术日益成熟,其应用领域不断,让碳纤维材料在工程应用领域中得到了全面推广。
碳纤维布加固混凝土柱:
采用碳纤维布对混凝土进行加固,其原理是利用了碳纤维的高抗拉强度和对混凝土的约束作用,使得混凝土处于三向受压状态,从而提高混凝土柱的极限承载力和压缩能力。
碳纤维布加固混凝土梁:
根据实验研究成果,碳纤维布加固梁的破坏形式有以下几种:
1、界限破坏,当碳纤维和钢筋的配置率适当,在受压混凝土达到极限应变的时候,受拉区纤维刚好达到极限强度,此时材料的强度得到充分发挥,截面的延性也达值;
2、适筋破坏,钢筋受拉屈服,受压区混凝土被压坏,碳纤维未达到极限应变;
3、少筋破坏,受拉钢筋先达到屈服,然后碳纤维片材**过极限拉应变,并达到极限状态而被拉坏,而此时受压区混凝土尚未破坏;
4、**筋破坏,加固量过大,受拉钢筋屈服前,受压区混凝土被压坏;
5、粘接破坏,在达到正截面极限承载力前,碳纤维片材与混凝土产生剥离破坏。
与此同时,碳纤维布加固在工程中已经有了很多的应用,卡本碳纤维布在上海证券交易所加固工程以及清华附属中学等加固改造工程中得到了大范围使用。在这些工程中它们所有的一个共同病害就是混凝土结构出现裂缝,为了防止裂缝处钢筋与空气接触产生氧化,从而导致锈蚀,应对裂缝进行修补。对裂缝进行修补过后,在采用碳纤维布进行加固,大致过程如下:
1、首先按照图纸要求进行定位放线;
2、采用硬毛刷对混凝土表面进行清理并将转角处打磨成圆弧状;
3、按设计要求裁剪碳纤维布;
4、涂抹底胶,粘贴碳纤维布,并沿着单向多次刮压,涂刷面胶,并对碳纤维布进行防护;
5、待胶固化后,对粘贴碳纤维布进行验收。
总而言之,碳纤维布加固技术与传统的截面加固法、粘钢加固法等相比,碳纤维布加固法具有抗拉强度高,耐腐蚀性好、自重轻、施工便捷等优点,为结构安全保驾**。与此同时,碳纤维布加固除了对开裂的梁板进行加固处理之外,还可在户型改造工程、房屋加层工程、地下室改造工程以及古建筑的修复工程中应用。
碳纤维加固包括碳纤维布加固和碳纤维板加固两种。
碳纤维布又称碳素纤维布、碳纤布、碳纤维编织布、碳纤维预浸布、碳纤维加固布、碳布、碳纤维织物、碳纤维带、碳纤维片材(预浸布)等 。碳纤维布用于结构构件的抗拉、抗剪和抗震加固。
碳纤维板加固法是用粘结剂把碳纤维板粘贴在混凝土构件受力部位,和基体叠合为一体,从而达到加固目的的一种施工方法。通常用在混凝土桥面板、桥墩、梁、柱、烟囱以及隧道衬砌等构件的抗弯补强、抗剪补强以及防止混凝土开裂、剥落等工程中。
和大家一起了解碳纤维布与碳纤维版的不同:
1、性能区分
碳纤维布强度高,密度小,厚度薄,基本不增加加固构件自重及截面尺寸。适用面广。
碳纤维板加固具有强度高、重量轻、易于施工、耐久性好等优良特性。
2、使用范围区分
碳纤维布广泛适用于建筑物桥梁隧道等各种结构类型、结构形状的加固修复和抗震加固及节点的结构加固。碳纤维板可用于条件严酷、场地狭窄混凝土结构的维修、加固工程中。
3、加固方法区分
碳纤维板加固法
a、施工准备,清理障碍物;
b、清理粘碳纤维板混凝土结构面;
c、配制粘钢胶,严格按照配套树脂的主剂、固化剂所规定的比例称量准确,装入容器,用搅拌器搅拌均匀,一次调和量不应过多,以在可使用时间内用完为准;
d、粘贴碳纤维板,洗干净碳纤维板前后面,均匀的涂抹于混凝土表面和碳板表面,粘贴后用手捶沿粘贴表面轻轻敲击,如无空洞声则表明粘接密实,否则应取下碳板重新补胶进行粘贴;
e、固定碳纤维板,若发现有缝隙或缺胶,应补胶填满;
f、表面防护处理,;
g、报验;
碳纤维布加固法
a、施工准备:拟定施工方案和施工计划,应对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等作好施工前的准备工作。
b、混凝土表面处理:清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土,露出混凝土结构层,并用修复材料将表面修复平整。按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。
c、涂刷底胶:按供应商提供的工艺规定配制底层树脂,将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面。在树脂表面指触干燥后立即进行下一步工序施工。配制找平材料并对不平整处修复,对混凝土表面凹陷部位用找平材料填补平整,转角处应用找平材料修复为光滑的圆弧。
d、找平处理:进行混凝土表面处理和粘贴碳纤维片材前,要按照设计图纸进行放线定位;
e、配制并涂刷结构胶粘剂:
用搅拌器搅拌至色泽均匀。在搅拌容器内及搅拌器上不得有油污和杂质。应根据现场实际温度确定胶粘剂的拌合量,并按要求严格控制使用时间。
f、粘贴碳纤维片材。
碳纤维布加固破坏原理及施工工艺
据了解碳纤维布加固技术在90年代在我国建筑工程和桥梁隧道工程领域中开始被应用,在早期其加固费用昂贵,碳纤维布加固技术的发展被限制,随着我国科技实力的不断发展,碳纤维布加固的造价不断降低,使的碳纤维布加固技术日益成熟,其应用领域不断,让碳纤维材料在工程应用领域中得到了全面推广。
碳纤维布加固混凝土柱:
采用碳纤维布对混凝土进行加固,其原理是利用了碳纤维的高抗拉强度和对混凝土的约束作用,使得混凝土处于三向受压状态,从而提高混凝土柱的极限承载力和压缩能力。
碳纤维布加固混凝土梁:
根据实验研究成果,碳纤维布加固梁的破坏形式有以下几种:
1、界限破坏,当碳纤维和钢筋的配置率适当,在受压混凝土达到极限应变的时候,受拉区纤维刚好达到极限强度,此时材料的强度得到充分发挥,截面的延性也达值;
2、适筋破坏,钢筋受拉屈服,受压区混凝土被压坏,碳纤维未达到极限应变;
3、少筋破坏,受拉钢筋先达到屈服,然后碳纤维片材**过极限拉应变,并达到极限状态而被拉坏,而此时受压区混凝土尚未破坏;
4、**筋破坏,加固量过大,受拉钢筋屈服前,受压区混凝土被压坏;
5、粘接破坏,在达到正截面极限承载力前,碳纤维片材与混凝土产生剥离破坏。
与此同时,碳纤维布加固在工程中已经有了很多的应用,碳纤维布在上海证券交易所加固工程以及清华附属中学等加固改造工程中得到了大范围使用。在这些工程中它们所有的一个共同病害就是混凝土结构出现裂缝,为了防止裂缝处钢筋与空气接触产生氧化,从而导致锈蚀,应对裂缝进行修补。对裂缝进行修补过后,在采用碳纤维布进行加固,大致过程如下:
1、首先按照图纸要求进行定位放线;
2、采用硬毛刷对混凝土表面进行清理并将转角处打磨成圆弧状;
3、按设计要求裁剪碳纤维布;
4、涂抹底胶,粘贴碳纤维布,并沿着单向多次刮压,涂刷面胶,并对碳纤维布进行防护;
5、待胶固化后,对粘贴碳纤维布进行验收。
总而言之,碳纤维布加固技术与传统的截面加固法、粘钢加固法等相比,碳纤维布加固法具有抗拉强度高,耐腐蚀性好、自重轻、施工便捷等优点,为结构安全保驾**。与此同时,碳纤维布加固除了对开裂的梁板进行加固处理之外,还可在户型改造工程、房屋加层工程、地下室改造工程以及古建筑的修复工程中应用。
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主要经营碳纤维布用于结构构件的抗拉、抗剪和抗震加固,该材料与配套浸渍胶共同使用成为碳纤维复合材料,可构成完整的性能**的碳纤维布片材增强体系,适用于处理建筑物使用荷载增加、工程使用功能改变、材料老化、混凝土强度等级低于设计值、结构裂缝处理、恶劣环境服役构件修缮、防护的加固工程。
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单位注册资金未知。
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