碳纤维布(CFRP)加固修补结构技术是一种新型的结构加固技术,它是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面,以达到对结构及构件加固补强的目的。
工艺原理
加固机理是将碳纤维布采用高性能的环氧类粘结剂粘结于混凝土构件的表面,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,增大了结构抗拉及抗剪能力,可有效提高结构的强度,延性及抗裂性。利用碳纤维布良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。
材料
CFRP加固修补混凝土结构所用材料主要为碳纤维布与粘贴用树脂。
1、碳纤维布的抗拉强度应按纤维的净截面面积计算,净截面面积取碳纤维布的计算厚度乘以宽度。碳纤维布的计算厚度取碳纤维布的单位面积质量除以碳纤维密度。单层碳纤维布的单位面积碳纤维质量不宜低于150g/㎡,且不宜**450g/㎡。在施工质量有可靠保证时,单层碳纤维布的单位面积碳纤维质量可提高到600g/㎡。
2、粘结剂要有足够的粘结性能,工艺过程中各部位所使用的胶结材料的种类、型号,应根据施工时的温度、湿度进行选择。应正确掌握主剂和固化剂的配比,使渗透性、粘稠度、固化速度等方面能满足不同季节施工的需要。采用碳纤维片材对混凝土结构加固时,应采用与碳纤维片材配套的底层树脂、找平材料、浸渍树脂或粘结树脂。
3、在受弯加固和受剪加固时,被加固的混凝土结构构件,其现场实测混凝土强度等级不得低于C15,且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5MPa。采用封闭粘贴碳纤维片材加固混凝土柱时,混凝土强度等级不应低于C10。
4、主要机具:角向磨光机、砂纸、剪刀、凿子、榔头、台秤、卷尺、水平仪、铅锤、滚筒、刮板、搅拌容器、橡胶抹子、滚洞刷子、搅拌器、防护眼镜、橡胶手套、口罩等。
特点
1、材料高强高效,便于加工成多种尺寸,适用面广,质量易保证。
2、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。
3、耐腐蚀及耐久性能。
4、自重较轻,加固修补后,基本不增加原结构自重及原构件尺寸。
适用范围
1、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。
2、基层混凝土的强度等级不低于C15,长期使用的环境温度不**60℃的钢筋混凝土结构,都可采用碳纤维加固施工工法加固、补强。
施工准备
1、应认真阅读设计施工图。在进行混凝土表面处理和粘贴碳纤维布前,应按加固设计部位放线定位。
2、应根据施工现场实际情况和加固构件混凝土的补强荷载要求,制定相应施工方案和施工计划。
3、应对所使用的碳纤维布、配套树脂、机具等做好施工前的物质准备工作。
4、进场后的碳纤维布、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,并应符合配套树脂要求的施工使用温度。当环境温度低于5℃时,应采用适用于低温环境的配套树脂或采取升温措施。
工艺流程及操作要求
工艺流程为卸荷→构件表面处理→涂底胶→找平→粘贴→保护。
1、卸荷:加固前应对所加固的构件尽可能卸荷。
2、构件表面处理
2.1 将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净并达到结构密实部位。
2.2 检查外露钢筋是否锈蚀,如有锈蚀,需进行必要处理。
2.3 对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分,用**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。
2.4 应按设计要求对裂缝进行灌浆或封闭处理:缝宽小于0.20mm 的裂缝,用进行表面涂抹密闭;大于或等于0.20mm 的裂缝用灌缝。
2.5 对贴片范围的定位、划墨线、按修复、补强设计要求进行。
2.6 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结构新面。转角粘贴处应进行导角处理并打磨加以圆化。圆化半径对于梁不应小于20mm;对于柱不应小于25mm。
2.7 清洗打磨过的构件表面,并使其充分干燥。
3、涂底胶
3.1 按主剂∶固化剂=2∶1的比例将主剂与固化剂先后置于容器中,用弹簧秤计量,电动搅拌器均匀搅拌,根据现场实际气温决定用量并严格控制使用时间。一般情况下1h内用完。
3.2 用滚筒刷将底胶均匀涂刷于混凝土表面,待胶固化后(固化时间视现场气温而定,以指触干燥为准)再进行下一工序的施工。一般固化时间为2~3d。
4、找平
4.1 混凝土表面凹陷部位应用填补平整,模板接头等出现高度差的部位也应填补,尽量减小高度差,再用砂纸打磨平整。
4.2 转角处也修补成光滑的圆弧且半径不小于10mm。在找平材料表面指触干燥后,进行下一工序的施工。
5、粘贴
5.1 按设计要求的尺寸及层数裁剪碳纤维布,除非特殊要求,碳纤维布长度一般应在3m之内。
5.2 调配、搅拌粘贴材料浸渍树脂,均匀涂抹于待粘贴的部位,在搭接、混凝土拐角等部位多涂刷一些。
5.3 粘贴碳纤维布,在确定所粘贴部位无误后剥去离型纸,用特制滚子反复沿纤维方向滚压,去除气泡,并使浸渍树脂充分浸透碳纤维布。多层粘贴应重复上述步骤,待碳纤维布表面指触干燥方可进行下一层的粘贴。
5.4 在后一层碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。
5.5 碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm,碳纤维端部固定用横向碳纤维或粘钢固定。
6、保护:加固后的碳纤维表面应进行抹灰保护。在碳纤维表面的树脂固化之前,撒一层干燥粗砂,再采取抹灰措施。当设计有耐火极限的要求时,按选用的防火涂料进行施工,并保证防护材料与碳纤维片材之间有可靠的粘结。
注意事项
采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时,应由专业施工队伍进行施工。
施工过程中应避免碳纤维片材弯折。
碳纤维布加固桥梁受力分析
碳纤维布新材料的发现是土木工程发展新的推动力,碳纤维布加固法也被视为梁式桥加固补强、提高承载能力,尤其是当高度受限制时的优选加固方法,其施工工艺亦较简单。今天,我们就来探讨一下碳纤维布加固桥梁受力的特点。
1.将抗拉性能优良的碳纤维布用粘结材料粘贴到梁体底面或箱梁内壁上,使其与原结构布置的钢筋一道共同承受拉力,以提高旧桥的承载能力。与其他加固方法相比,碳纤维布保证在设计荷载范围内与原结构共同受力,且改变原有结构的应力分布程度小。
2.沿桥梁的主拉应力方向(或与裂缝正交方向)粘贴碳纤维布,两端分别设置锚固端,可约束混凝土表面裂缝,防止裂缝扩大,提高构件抗弯刚度、减少构件挠度、改善梁体受力状态。
3.应根据实际情况合理使用碳纤维布加固钢筋混凝土梁式桥,因碳纤维布在加固混凝土构件时,在提高受弯承载力的同时还影响受弯构件的破坏形态。当碳纤维布用量过多时,构件的破坏形态由碳纤维被拉断引起的破坏转变为混凝土被突然压碎破坏。还因碳纤维为完全弹性材料,它与钢筋共同工作会减弱钢筋塑性性能,碳纤维布用量过多,构件延性将有所降低。
4.碳纤维布加固后桥梁结构物后破坏形式变化为突然性(拉断或剥离等脆性破坏),其承载力极限状态应按碳纤维抗拉强度的2/3进行抗弯承载力计算,不能按普通钢筋混凝土考虑。
5.碳纤维布可提高混凝土梁抗剪承载力,其作用机理类似箍筋,同时还能明显改善构件的变形性能,增强构件的变形能力。
碳纤维布加固技术在建筑上的应用
目前,钢筋混凝土结构己成为现代建筑、构筑物常用的结构形式,成为我国乃至**占主导地位的建筑结构,在我国经济建设中发挥着不可代替的作用。因此,确保钢筋混凝土结构的安全使用具有重大的现实意义。但是由于自然灾害、年久失修以及人为因素、荷载等级提高和设计规范修订等原因导致建筑结构承载力不足,影响正常使用和安全运行,须对其进行加固处理;加之一些结构工程中混凝土的质量不尽理想,致使加固维修问题更为**,己成为经济建设的沉重负担并制约了进一步的发展。
加固改造具有三个**的优点:投资少、工期短、省空间,这些都会带来显著的经济效益,特别是时间和空间的节省,对工业生产和商业活动来讲,在效益方面往往起着决定性的作用。对承载力不足的工程结构进行修复加固,不仅可以使的生命及财产得到**,还可以尽可能地发挥既有结构的作用,缓解人力、物力、资金紧张的情况,使资金投到需要的地方。
现有的加固方法
钢筋混凝土结构的加固技术越来越受到人们的重视,人们在长期地研究与实践过程中,形成了多种加固方法,传统的加固方法有以下几种①:
1)增大截面法
通过使用同质材料增大原结构的截面面积,来提高构件承载力,同时加大截面刚度,增强抗震能力,工艺简单,适用面广。缺点是现场湿作业多,施工周期长,对原结构影响较大,如:减小使用空间,增加结构自重等。
2)外包钢法
以型钢包裹于结构的四角或两角,对构件的截面和外观影响较小,较大幅度地提高承载力,施工简单,工作量小,增大延性,适用于加固混凝土柱、梁等结构;缺点是用钢量较大,抗腐蚀性和耐久性差,费用高。
3)预应力加固法
采用外加预应力拉杆或型钢撑杆进行加固,降低应力水平,提高承载力,几乎不改变使用空间。缺点是耐火性、耐腐蚀性较差,且对施工设备、工序及施工人员的素质要求较高。
4)增设支点法
增设支点是用减少构件计算跨度,从而减小结构内力,提高承载力,并且缩小裂缝宽度效果明显。缺点是影响原结构布局,使用功能受到限制。
5)托梁拔柱法
是一种托屋架拔柱、托墙拔柱及托梁拔柱的加固方法,改造时间短、费用低,缺点是技术要求高、安全隐患大。适用于工业厂房的改造。
6)粘钢加固法
粘钢加固法是将钢板粘贴在构件外部来提高结构承载能力的一种方法。该方法几乎不改变构件外形和使用空间,施工简单快速,湿作业量小,但对构件工作环境有要求,环境温度不**60℃,相对湿度不大于70%,无化学腐蚀。
传统加固方法虽然种类较多,且每种加固方法都有各自的优点,但每种方法加固的综合效果都不能完全满足使用者的要求。随着碳纤维增强塑料的出现及对其增强加固混凝土结构效果研究的深入,这种加固技术越来越受到建筑行业的青睐,其应用越来越广泛。
碳纤维加固技术的优点
碳纤维增强塑料(Carbo<em></em>nFiber Reinforced Plastics,下称CFRP,常以碳纤维布的形式出现),具有优异的物理力学性能、耐久性及抗腐蚀性等特点。该材料是在日本发明的,早应用于航空航天,国外早对纤维加固修复混凝土结构技术进行研究的是德国IBMB研究院和瑞士的EMPA实验室,日本、韩国和美国紧随其后,碳纤维塑料对钢筋混凝土进行修复加固在发达国家已成为一项成熟技术②。
与传统加固方法比较,碳纤维增强塑料具有明显的技术优势,主要体现在③:
1)强度高、延性好
碳纤维布具有优异的物理力学性质,抗拉强度2500-4500MPa(是普通钢材的10倍左右),弹性模量是普通钢材的1-2倍。以其强度来提高承载力,以其高弹性模量来改善结构的延展性,从而达到加固的目的。
2)耐久性和耐腐蚀性好
由于其固有的化学特性,致使碳纤维布能够抵抗一般酸碱盐的腐蚀,有良好的耐腐蚀性和耐久性,而且其本身还可以起到对内部混凝土结构的保护作用,间接增加了混凝土保护层,从而达到双重效果。
3)不增加构件的自重及体积
碳纤维布质量轻,厚度薄,粘贴后基本不增加结构自重和尺寸,不影响建筑物的有效使用空间和外观。
4)适用面广
碳纤维布是一种柔性材料,可以方便地裁剪,所以这种加固技术可以广泛适用于各种结构类型(如桥梁、隧道、涵洞、烟囱等)、各种结构形状(如矩形、圆形、曲面结构等)、各种结构部位(梁、板、柱、节点、拱、壳等),且不改变结构形状及不影响结构外观,这是传统加固方法所不具有的。
5)施工便捷高效
碳纤维布加固,无大型机具,没有湿作业,占用场地少。施工工效高,粘贴碳纤维法是粘贴钢板施工工效的4-5倍。施工质量易保证,碳纤维预浸料轻质柔软,易贴附,即使被加固的结构表面不是非常平整,也可以保证很高的粘贴率。
碳纤维布的这些特点,为建筑结构的加固提供了技术支持,决定了碳纤维加固技术具有很大的经济价值和社会效益。
碳纤维加固材料发展及其缺点
然而,随着碳纤维材料在加固领域发挥重要作用的同时,也存在着不足:
1)拉伸弹性模量相对于其强度过低
应用于结构加固的碳纤维拉伸强度一般在3000MPa以上,而其弹性模量只有230GPa左右,高弹性模量的也不过380-640GPa 左右。要发挥较大的强度,碳纤维布需相当大的变形,当与钢筋共同工作时,钢筋达到屈服强度时CFRP并未发挥出全部强度,从而无法充分利用碳纤维的强度,且难以有效地抑止结构的变形与裂缝的发展。
2)混凝土与碳纤维间的粘结层易破坏
粘结层的剪切强度与剪切变形是一定的,**过极限应变后,粘结层将产生界面微裂缝,随着微裂缝的不断扩展,后发生剥离破坏,所以粘贴CFRP片材加固有其限度,过量粘贴会导致界面无法传递足够的剪应力使得CFRP的强度无法得到充分利用,并且在构件承受较大荷载时容易出现粘结破坏。
现有的加固手段是将CFRP非常紧密地粘贴到试件的表面,当试件的表面有一定的曲率时,CFRP在受拉的同时还会承受一个由曲率带来的剥离应力,这也会加快构件的粘结破坏。
3)无屈服点,为脆性破坏
碳纤维布是一种线性材料,没有像钢筋那样的屈服点,结构发生破坏前没有先兆,为脆性破坏。
粘贴碳纤维布和粘钢的适用性对比
现代建筑中,粘钢加固和碳纤维加固应用较多,此处将两种加固方法进行对比:
碳纤维布轻质高强,厚度为0.111-0.167mm,抗拉强度高,为普通钢材的8-10倍,但各向异性,即抗拉强度高但抗剪强度低;施工更为简便,施工速度为粘钢的2-3倍。
钢板的物理力学性能为各项同性,受力性能好;施工时需夹具和施工机具,施工工序和施工操作性较碳纤维布复杂。
随着我国经济建设地迅猛发展,各类建筑结构的适用性和安全性被广泛关注,如何在确保安全的前提下,低投资带来高回报,成为新时代的焦点。以医院等公共建筑为例,新的医疗设备或者结构功能调整,对原有结构提出了需求,如何在短的时间内达到要求,尽可能减少对社会的损失,都值得我们认真思考。
碳纤维布具有强度高、延性好、耐腐蚀和耐久性好、适用面广、施工便捷等优点,在建筑加固中具有广阔的前景。随着科技的不断进步,新的加固材料、新的加固技术,必将为建设注入新的色彩。
碳纤维布加固每平方多少价钱?
伴随着社会的前进,建筑物也越来越多了,建筑物在进过几十年的风吹雨打,不管是建筑的外表仍是内部结构都会呈现损坏,这个就需要我们队建筑物进行改造加固了,在我国的建筑物的发展史上,改造加固中运用的资料也是那几种,**品牌,巧力牌粘钢胶、碳纤维布、碳纤维胶、植筋胶、高强度化学锚栓。
下面我就做为小编为我们来介绍一下:
1、悬臂桥墩角隅处的裂缝(因为部分应力引起)。
以上可采用刻槽关闭或凿槽嵌补方法,加配钢筋修补法,钢板张贴修补裂缝,外表喷浆修补裂缝,用柔性外表关闭法修补裂缝,灌浆关闭裂缝修补法等。
2、墩台网状裂缝(因为混凝土缩短枯燥引起或混凝土内部水化热和外部气温的温差及日气温改变影响和日照影响而发生的温度拉应力)。
3、墩台身的水平裂缝(多为混凝土灌输不良所引起)
4、翼墙和前墙开裂的裂缝(往往因为墙间的填土不良。冻胀或底层承载力不足,引起下沉或外倾而发生开裂)。
6、双柱式桥墩下承台的竖向裂缝(因为桩基下沉不均匀或部分应力所形成的)。
5、由支承垫石从下向上发展的裂缝(主要是因为墩台帽在支承垫石下未安置钢筋所形成的或可能受到较大的冲击力)。
7、桥墩墩帽顺桥轴线横贯墩帽的水平裂缝(主要是部分应力所形成的,因梁和活载的作用力集中地经过支座传至桥墩,使其周围墩**其他部位发生拉应力)。
8、从根底向上发展至墩台上部的裂缝(根底松软发生不均匀沉降形成)。
9、镶面石**的裂缝(因为镶面石与墩台连接不良所引起)。
10、墩台盖梁自上而下的笔直裂缝(桩基下沉不均匀而引起盖梁上的不均匀受力)。
11、支承相邻不等高的墩盖梁、雉墙上的竖向裂缝(因为部分应力所形成的)。
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欢迎来到宜兴市恒固碳纤维制品有限公司网站, 具体地址是江苏省无锡宜兴市和桥镇刘家组,联系人是付经理。
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。
我司主要供应:碳纤维布生产厂家,碳纤维布加固公司,碳纤维加固公司等,我们的产品质量优等,种类齐全,销售范围广,我们的服务客户满意;如果您对我公司的产品有兴趣,请在线留言或者来电咨询。