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。
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碳纤维加固技术是目前在建筑施工时常用的加固技术之一,和其他的加固技术相比,碳纤维加固技术具有使用方便、材料成本低廉、缩短工期等多种优点,如果合作客户对加固技术没有特殊的要求,施工方会根据建筑物的实际情况选择碳纤维加固或者其他适合的加固技术,既能保证建筑物符合加固要求,其次也能减少施工时产生的材料成本。
碳纤维加固工艺原理
将抗拉强度极高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强材料(单向连续纤维);用环氧树脂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土共同受力增大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。