碳纤维加固法是一种将高强度碳纤维织物通过改性环氧树脂粘贴于被加固构件表面的一种新型加固方法。它适用于钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构等各种结构形式的补强修复,主要应用于受拉和受弯构件承载力不足的加固,当利用其缠绕约束作用时,也可用于受压构件的加固,亦可有效增强被加固构件的延性,作为结构抗震加固的一种有效途径。
碳纤维加固具有许多其它传统加固法所无法比拟的优点,如轻质高强、无需搭接,能适应曲面形状混凝土的粘贴要求,耐腐蚀、耐潮湿、施工便捷。
施工准备。施工前须按施工图定位放样,将加固部位在现场上定出。同时应注意环境湿度对树脂固化的不利影响,现场应控制环境湿度不超过 70%。施工前应对需加固处混凝土做缺陷标识及记录,内容包括:裂缝长度、宽度、深度,蜂窝麻面的面积大小,钢筋裸1露情况等。
基层表明处理及修复。根据现场混凝土结构的不同情况对缺陷处进行修复和处理。要求清除表面的浮浆、油污、木屑等所有杂质,除去表面 2-3mm厚的砂浆层,直至露出坚实的骨料。磨去面上突出 5mm以上的“毛刺”。表面层打磨后应用强力鼓风机或吸尘器将表面灰尘彻底清除。表面平整度要求≤5mm/m。对钢筋严重锈蚀的部位,必须及时向现场设计提出,对加固方案进行确认。
碳纤维下料及粘接树脂的配置。现场根据图纸下料,对加固碳纤维布的规格、长度、宽度、厚度进行核查。应注意布的两端是否宽度一致。施工前应检查所用粘接剂是否与提供的材料产品说明书相符,使用材料是否过期。粘接剂的搅拌应按产品说明书,严格控制 A、 B组分混和比例。搅拌速度, 搅拌均匀程度(搅拌时间), 使用时间(搅拌一次数量,用完的时间不得大于产品说明书规定时间);在对粘接剂进行搅拌时,应严格防止异1物如灰尘、蚊蝇等,落入粘接剂内;应远离正在进行混凝土基层打磨现场或采取严密防尘措施避免灰尘落入;注意施工时环境温度对粘接剂固化的影响,应遵照产品说明书规定对搅拌加以调整。粘接剂内不得添加其它溶剂。
碳纤维粘贴与固化养护。施工时,首先应将搅拌充分的粘接剂均匀涂刷到混凝土基层表面。粘贴前,再次按设计图要求对加固区域进行定位确认,必要时放线。碳纤维布的贴敷应紧随粘接剂涂刷进行。要求纤维布贴至混凝土基质后平整,无气泡,粘接剂应浸满碳纤维布幅面。粘接剂的固化,一般在常温下即可。对于粘贴好的碳纤维布在 24 小时内严禁有明显扰动。
现场成品保护措施。现场已施工完的成品应进行固化期保护,其间应注意防尘、防水及预防人为破1坏。对于已经完工的区域应立即使用干净的塑料薄膜进行覆盖,以起到防尘、防水的作用。施工现场应派专人值班,防止人为破1坏的发生,责任应落实到个人。
浙江万烁建筑技术有限公司,由一批长期从事建筑施工、结构加固、特种工程的工程技术人才和管理人员组成。
碳纤维加固施工方法
1.施工准备
1)施工前应认真阅读设计施工图,按设计图纸,在加固部位放线定位。
2)应根据施工现场和被加固构件混凝土的实际情况,拟订施工方案和施工计划。
3)应对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等做好施工前的准备工作。
2.混凝土表面处理
1)应清理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。
2)被加固构件表面打磨平整,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成圆弧状,圆弧半径不应小于20mm。并用修复材料将表面修复平整。
3)应按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。
4)表面打磨后,应用强力吹风器或吸尘器将表面粉尘彻底清理,并保持干燥。
3.配制并涂刷底层树脂
1)应按产品生产厂提供的工艺规定配制底层树脂。
2)应采用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面。宜在底层树脂表面指触干燥后,尽快进行下一工序的施工。
4.粘贴面找平处理1)应按产品生产厂提供的工艺规定配制找平材料。
2)混凝土表面修补应选用丙1酮将表面浮尘擦去,有凹陷处,应使用修补胶找平;有段差或转角部位,应抹成平滑曲面。
3)转角处应采用找平材料修理成为光滑的圆弧,半径不应小于20mm。
4)用刀头宽度≥100mm的刮1刀对凹坑实施填塞修补、找平,找平程度按眼观目测无明显的刮板或刮1刀痕迹纹路平滑为准。
5)宜在找平材料表面指触干燥后,尽快进行下一工序的施工。
5.碳纤维布(板)剪裁
1)按设计规定尺寸剪裁碳纤布,切记必须满足设计尺寸,严禁斜切碳纤布,并防出现拉丝现象。
2)保证剪裁后的碳纤维加固向与粘贴部位的方向一致。
3)剪裁成型的碳纤维注意保护洁净不受污染。
6.配制并涂刷浸渍树脂或粘贴树脂
1)配制粘结剂前应仔细阅读其使用说明书。
2)按粘贴面积确定每次用量,以防失效浪费。
3)严格按重量比计量使用配制。
4)按厂家配合比和工艺要求进行配制,且应有专人负责。搅拌应顺时针一个方向搅拌,直至颜色均匀,无气泡产生,并应防止灰尘等杂质混入。
5)调制好的粘结剂抓紧使用。
7.粘贴碳纤维材料
粘贴碳纤维布
1)粘贴碳纤维前应对混凝土表面再次擦拭,确保粘贴面无粉尘。
2)混凝土表面涂刷结构胶,必须做到涂刷稳、准、匀的要求,即:稳,刷涂用力适度,尽量不流不坠不掉;准,涂刷不出控制线;匀,涂刷范围内薄厚较一致。
3)碳纤维布粘贴时,同样要稳、准、匀,核心要求做到放卷用力适度,使碳纤维布不皱、不折、展延平滑顺畅。
4)滚压碳纤布必须从一端向另一端滚压,不宜在一个部位反复滚压揉搓,滚压中让胶渗透纤维布,做到浸润饱满。碳纤维布需要搭接时,必须满足规范要求≥100mm。
5)多层粘贴时,应在碳纤维织物表面指触干燥后立即进行下一层的粘贴。如超过40分钟,则应等12小时后,再行涂刷粘结剂粘贴下一层。
8.粘贴碳纤维板
1)应按设计要求的尺寸裁剪碳纤维板,并按产品生产厂提供的工艺规定配制粘结树脂;
2)应将碳纤维板表面擦拭干净至无粉尘。当需粘贴两层时,底层碳纤维板的两面均应擦拭干净;
3)擦拭干净的碳纤维板应立即涂刷粘结树脂,树脂层应呈突起状,平均厚度不应小于2mm;
4)应将涂有粘结树脂的碳纤维板用手轻压贴于需粘贴的位置。用橡皮滚筒顺纤维方向均匀平稳压实,使树脂从两边挤出,保证密实无空洞。当平行粘贴多条碳纤维板时,两条板带之间的空隙不应小于5mm;
5)需粘贴两层碳纤维板时,应连续粘贴。当不能立即粘贴时,再开始粘贴前应对底层碳纤维板重新进行清理。
6)表面防护当需要做表面防护时,应按有关规范的规定处理,以保证防护材料与碳纤维之间粘结可靠。
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在加固施工时,很多人都会忽视一点,就是施工时的环境温度,不管使用哪一种加固方法处理房屋的质量问题,对于施工温度的要求一般都是零度以上,如果环境温度太低,在使用碳纤维加固建筑物时,也会影响到配套结构胶的使用效果。如果是在冬季对房屋进行加固施工,更需要严格做好对施工环境温度的把控工作。