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粘碳纤维

近年来,碳纤维材料以其轻质、高强、抗腐蚀、耐疲劳及其温度稳定性而受到土木工程界的日益关注,成为研究与应用的热点。工程实践和试验研究表明:采用碳纤维对钢筋混凝土柱进行抗震加固可以有效约束混凝土的变形,增强耗能能力,从而使其承载能力及延性能力有很大的提高,可取得良好的抗震加固效果。碳纤维片材由于其强度高,弹性模量大,用于横向包裹钢筋混凝土柱时,可以有效提高柱的承载能力和延性性能,其作用机理体现在两个方面:一方面,碳纤维片材横向包裹,其作用类似受剪钢筋,协同钢筋承受剪力。由于碳纤维的抗拉强度远远大于钢筋的抗拉强度,相当于配筋率大大提高,使其抗剪承载力得以显著提高,斜裂缝出现以后构件的变形性能也得以明显改善;另一方面,横向包裹碳纤维,还会对其内部的混凝土起到有效的约束作用,当受压区混凝土达到峰值应力后,具横向膨胀变形急剧增大,碳纤维环向应变显著增大,环向约束力增大,这就使得混凝土应力—应变曲线的下降变得平缓,极限压应变得以提高,因而推迟了受压区混凝土的破坏过程,充分发挥了纵向钢筋的塑性变形性能,显著改善构件的延性。

粘碳纤维

混凝土粘贴面处理→配置底胶→涂底胶→配置修补胶(若粘贴面平整,此步骤可省去)→粘贴面修补找平(若粘贴面平整,此步骤可省去)→卸荷(根据实际情况和设计要求,此步骤有时省去)→配置粘浸胶和裁剪碳纤维布→粘贴碳纤维布→检验→维护。

相关处理

(1) 混凝土面应凿除粉饰层,清除油垢、污物,然后用角磨机打磨除去1-2mm厚表层,混凝土构件转角处宜进行倒角处理,磨出半径不小于20mm的圆弧,打磨完毕用压缩空气吹净浮尘,最后用棉布沾丙酮或甲苯拭净表面,待完全干燥后备用。

(2) 该工序所用主要物资:护目镜、防尘口罩、冲击电锤及扁铲、角磨机、金刚石磨片、空压机、脱脂棉布、丙酮。

相关技术

配置底胶

(1) 底胶为A、B两组份,A、B两组份在包装桶内应分别搅拌均匀。然后取洁净容器(塑料或金属盆,不得有油污、水、杂质)和称重衡器按说明书配合比混合,配置场所宜通风良好。每次配置量以小于3公斤为宜,搅拌齿可采用电锤钻头端部焊接十字形Φ14钢筋制成。

(2) 该工序所用主要物资:搅拌器、容器、衡器、腻刀、手套。

涂底胶

(1) 用毛刷和塑料刮板将底胶均匀涂抹于混凝土构件表面,厚度不超过0.4mm,并不得漏刷或有流淌、气泡,等胶固化后(固化时间视现场气温而定,以手指触感干燥为宜),再进行下一道工序。

(2) 该工序所用主要物资:毛刷、刮板、腻刀、手套。

配置修补胶

(1) 修补胶为A、B两组份,取洁净容器和称重衡器按说明书配合比混合,并用搅拌器搅拌约5分钟至色泽均匀为止。搅拌时最好沿同一方向搅拌,尽量避免混入空气形成气泡。每次配置量以小于5公斤为宜。

(2) 该工序所用主要物资:搅拌器、容器、衡器、腻刀、手套。

粘贴面修补找平

(1) 混凝土表面蜂窝、麻面、凹陷部位、模板接头应用刮刀嵌刮整平胶料修补、填平,尽量减少高差。整平胶料固化后(以手指触感干燥为宜),可进行下一道工序。

(2) 该工序所用主要物资:刮板、腻刀、手套。

6.卸荷(根据实际情况和设计要求,此步骤有时省去)

(1)碳纤维加固以适度卸荷加固效果最佳,构件所承受的活荷载如人员、办公机具宜暂时移去,并尽量减小施工临时荷载。

(2) 卸荷宜采用千斤顶、垫板、顶杆所组成的系统,该系统施加反力大小易控制,能更好的使后粘纤维与原构件协同受力,施工效率较高。

配置粘浸胶和裁剪碳纤维布

(1) 粘浸胶为A、B两组份,A、B两组份在包装桶内应分别搅拌均匀。然后取洁净容器和称重衡器按说明书配合比混合,并用搅拌器搅拌约3分钟至色泽均匀为止。搅拌时最好沿同一方向搅拌,尽量避免混入空气形成气泡。每次配置量以小于3公斤为宜。

(2) 按设计要求的尺寸用锋利刀具裁剪碳纤维布,应整齐划一,避免毛刺、缺角。宜在平整木板(如三合板)或纸板上裁剪。

(3) 该工序所用主要物资:搅拌器、容器、衡器、腻刀、剪刀、手套。

粘贴碳纤维布

(1) 将粘浸胶均匀涂抹于混凝土粘贴部位和碳纤维布上,拐角部位适当多涂抹一些。将裁剪好的碳纤维布拉紧对齐后粘贴,用刮板、滚筒沿同一方向反复滚压,去除气泡,直至胶料渗出,充分浸润胶料碳纤维布。待手指触感干燥,即可进行下一层粘贴(重复第7步、第8步),并在最后一层碳纤维布表面均匀涂抹粘浸胶保护。若长度不够,碳纤维布可进行搭接,搭接长度不得小于0.1米。

(2) 该工序所用主要物资:滚筒、刮板、腻刀、手套。

相关检验

(1)检验时可用小锤轻击或手压粘贴面判断粘贴效果若总有效粘结面积不应小于95%,如出现轻微空鼓(面积小于100cm)可采取针管注胶的方法进行补救。若空鼓面积大于100cm,宜将空鼓处的碳纤维切除,补粘四周搭接长度大于0.1米的碳纤维布块。

(2)对重要构件也可采用载荷检测,一般采用分级加载至正常荷载的标准值,检测结果较直观、可靠,但费用较高,需要准备千斤顶或配重(常用沙袋、砖块)、百分表、裂缝显微镜、衡器。

相关维护

待完全干燥后,可粉刷20mm厚M15水泥砂浆或喷砂保护,为增强与砂浆的结合力,碳纤维布上可点粘砂砾、豆石。

基本概念:

采用结构胶粘剂将纤维复合材粘贴于原构件的混凝土表 面,使之形成具有整体性的复合截面,以提高其承载力和延性的一种直接加固方法, 本图集釆用纤维布及相应构造。

适用范围:

适用于钢筋混凝土受弯、受压及受拉构件的加固。

优缺点:

优点:轻质高强、施工简便。可曲面或转折粘贴,加固后基本不增加原构件重量,不影响结构外形。

缺点:有机胶的耐久性和耐火性问题;纤维复合材的有效锚固问题。