碳纤维加固施工方法

碳纤维加固施工方法碳纤维加固施工方法 碳纤维修复、补强混凝土结构施工工法 近年来，结构修复、补 强技术广泛应用于桥梁、隧道以及工业民用建筑中的钢筋砼梁、板、 柱及剪力墙结构。 特别是采用碳纤维修复补强技术时更获得具大成 功， 其产品性能优异, 操作简单， 安全可靠， 与传统方法相比较， 有更大的经济效益、 社会效益和环境效益。 某工程框架柱的加固补 强, 采用该项技术, 取得了 良好效果。 一一 特点特点 1 碳纤维片材轻质高强： 其抗拉强度比普通钢材高 8～10 倍, 将它用粘结树脂与结构粘贴后形成一体， 能可靠地与钢筋混凝土共 同工作，有优异的补强效果, 而结构自重的增加几乎可以忽略。 2 抗腐蚀: 碳纤维能有效地防护构件的混凝土和钢筋免职受酸、 碱、盐、 水等介质的腐蚀. 3 耐老化： 碳纤维与胶结构本身及经其补强的构件可以长期承 受紫外线、 核幅射; 长期在-54~80℃下使用， 强度不会降低； 经 加速暴露老化试验验证可历时 40 年性能不变; 且在表面涂装后， 耐用性更加突出。 4 保持结构原状，外形美观: 碳纤维片材便于随构件原形贴附, 基本不改变构件断面尺寸， 贴片后表面可以涂刷、 粘贴饰面材料、 防火材料. 5 施工简便、 快捷： 采用传统的加固补强方法， 如包混凝土 法、 粘钢法， 均需进行大量剔凿、 植筋、 焊接、 浇混凝土作业， 碳纤维片材施 工却不需要。 因此， 它对施工空间要求很低， 便于 狭窄空间作业, 施工快捷, 对生产、 使用的干扰很小。 二二 工艺原理工艺原理 碳纤维片材是用抗拉强度极高的碳纤维丝“拉拔”成型, 单向 排列，并经环氧树脂预浸而成的结构增强复合材料.将它用粘结树脂 作为粘结剂， 沿受力方向或垂直于裂缝方向粘贴在受损构件表面， 粘结剂作为它们之间的剪力连接媒介 , 形成新的复合体. 使增强贴 片与原有钢筋共同受力， 增大了结构抗拉或抗剪能力， 能有效地提 高强度、 刚度、抗裂性和延性。 整个工艺的关键在于碳纤维片材粘 结的紧密、 牢固,保证与原结构形成整体, 能够共同工作。 三三 适用范围适用范围 碳纤维片材修复、 补强、 加固适用于隧道、 桥梁及各类工业 民用建筑 中钢筋混凝土梁、 板、 柱、 剪力墙结构、 涵洞、 衬砌、 钢筋混凝土烟囱、 筒仓、 水池、 罐体等, 由于设计、 施工、 使 用、 老化或某种浸蚀、灾害造成的损坏， 以及因超载所致的承载力 不足. 四四 主要材料主要材料 1 碳纤维片材的规格及性能(表略） 。 2 底层涂料的规格及性能（表略） 。 3。 环氧腻子的规格及性能(表略). 4 浸渍树脂的规格及性能(表略)。 五五 主要工、主要工、 机具机具 1 画线工具： 墨斗、 卷尺、 水平议、 铅锤; 2 切削工具: 角向砂轮、 锤子、 凿子、 钻、 錾子； 3 碳纤维片切割工具： 卷尺、 钢直尺、 壁纸刀； 4 调和涂刷工具： 台秤、 搅拌容器、 橡胶抹子、 滚筒刷子、 油 漆刷、搅拌器、托灰板; 5 工具: 罗拉（专用工具) 、 橡胶刮板、 塑料刮板； 6 安全用具： 安全帽、 安全带、 防护眼镜、 橡胶手套、 口罩; 7 施工管理用器具： R 量尺、 温湿度计; 8 其它： 空压机、 通风设备、 养护复合材料、 棉纱。 六六 施工工艺施工工艺 1。工艺流程 构件表面处理 基层处理 涂底层涂料 用环氧腻子缺陷 修补 贴碳纤维 养护 涂装 图 1 工艺流程图 2. 操作要点 2. 1 混凝土基底处理 2. 1. 1 将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净达到结构密实 部位。 2. 1。 2 检查外露钢筋是否锈蚀， 如有锈蚀, 进行必要处理。 2。 1 对经过剔凿、 清理和露筋的构件残缺部分， 进行修补、 复 原。 2. 1. 4 裂缝修补： 缝宽小于 0. 20mm 的裂缝， 用环氧树脂进行 表面涂抹封闭； 大于 0. 20mm 的裂缝用环氧树脂灌缝。 2. 1。 5 将构件表面凸出部分(混凝土构件交接部位、模板的段差） 打磨 平整， 修复后的段差要尽量平顺。 2. 1. 6 棱角部位, 用磨光机磨圆角， 圆角半径≥30mm. 2. 1. 7 对清洗过的混凝土构件进行围挡， 并让其充分干燥。 2. 2 刷底层涂料 2。 2. 1 把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放入容 器,用搅拌器搅拌均匀， 一次调和量应以要使用时间内用完为准。 2。 2. 2 在底层涂料中严禁加溶剂, 含有溶剂的毛刷或用溶剂弄湿 了的滚筒不得使用。 2. 2. 3 用滚筒刷均匀地涂抹底层涂料。 2。 2. 4 涂料指触时间因气温不同, 一般在 3h 到 24h 之间变化。 2. 2。 5 底层涂料固化后, 在表面上有凸起部分时，要用砂纸磨光。 2. 2。 6 根据施工部位的温度、 湿度选择适当的底层涂料， 在气 温底于 5℃， 相对湿度 RH〉85%， 混凝土表面含水率〉8%, 有结露 可能而无有效措施时, 不得施工. 2。 3 构件表面的残缺修补 2. 3。 1 构件表面凹陷部位应用环氧腻子填平，修复至表面平整。 2. 3. 2 接槎部位要用环氧腻子填补, 使之平顺。 在残缺修补中使 用环氧树脂时, 要在气温 5℃以上， 相对湿度 RH〈85％的条件下施 工。腻子刮平后, 表面仍存在的凹凸糙纹， 应再用砂纸打磨平整。 2。 4 贴碳纤维片材 2。 4. 1 确认粘贴表面干燥. 气温在 5℃以下，相对湿度 RH〉 85％ 时不得施工。 2。 4. 2 碳纤维应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸进行切断， 每段 长度一般不超过 6m 为宜， 若要使用更长的片材时， 除精心防止弯 折外, 对脱泡、 渗浸过程必须加倍谨慎操作。 为防止片材在保管过 程中损坏, 片材的裁切数量应按当天的使用量为准。 2。 4。 3 碳纤维的纵向接头必须搭接 10cm 以上, 且该部位应多 涂粘结树脂, 碳纤维横向不需要搭接。 2。 4. 4 粘结树脂的主剂与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和完为 准. 2. 4。 5 贴片前用滚筒刷均匀地涂抹粘结树脂， 称为下涂， 下涂 的涂量标准如下: 200g/m2 的碳纤维片, 400～500g/m2 300g/m2 的 碳纤维片， 500~600g/m2 2. 4. 6 贴片时, 在碳纤维片和树脂之间尽量不要有空气， 可用罗 拉（专用工具） 沿着纤维方向在碳纤维片上滚压多次， 使树脂渗浸 入碳纤维中。 2. 4. 7 碳纤维片施工 30min 后, 用滚筒刷均匀涂抹粘结树脂, 称 为上涂, 上涂涂量标准如下 : 200g/m2 的碳纤维片， 200~100g/m2 300g/m2 的碳纤维片, 300～200g/m2 2。 4. 8 进行空鼓检查， 并进行处理。 2. 4. 9 如需粘贴多层碳纤维， 重复以上步骤。 2. 4。 10. 如碳纤维片施工不符合质量标准，则需进行相应处理。 其中 空鼓处理方法如下： 注入粘结树脂法： 在大纤维片上打 开两个以上的小孔，使用注射器注入粘结树脂(或低粘度型树脂）。 割刀切入填充树脂补修法：沿纤维方向切入 2～3 刀，用橡胶刮板、 毛刷