碳纤维加固
●施工方法 碳纤维布加固修复混凝土结构技术是采用配套粘结树脂将碳纤维布贴于混凝土表面,从而达到对结构件补强加固及改善结构受力性能的新型加固补强法。除选碳纤维(CFRP)外,还有诸如玻璃纤维(GFRP)、芳纶纤维(AFRP)为布材加固。
●施工工序:
混凝土表面处理→底胶施工→找平施工→粘贴碳纤维布→固化养护→检验
1、混凝土表面处理 混凝土面应凿除粉饰层,油垢、污物,然后用角磨机磨去1-2mm 厚表层,混凝土构件转角处应进行倒角角处理,打磨完毕用压缩空气机吹净浮尘,最后用棉布蘸丙酮拭净表面,保持干燥备用。若被补强的混凝土存在裂缝,应先用结构灌缝胶灌注后再进行补强。
2、找平施工
混凝土表面气孔缺陷应使用找平胶补平,存在凹陷部位时,将配制好的找平胶用刮刀嵌刮进行修补填平,模板接头等出现高度差的部位应用找平胶填补,尽量减少高差。转角的处理,应用找平胶将其修补为光滑的圆弧,半径不小于20mm。找平胶须固化后(固化时间视现场气温而定,以手指触感干燥为宜,一般不少于2小时),方可再进行下一道工序。
3、底胶施工 施工时,底胶A、B两组分按规定的配胶比例称量,倒入洁净容器中并搅拌均匀,搅拌时最好沿同一方向搅拌,尽量避免混入空气形成气泡。用毛刷或滚筒刷在混凝土表面均匀涂刷,胶表干以后,可视具体情况进行多次涂刷,但涂层厚度不超过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,一般不少于2小时),再进行下一道工序。每次配制的胶液应在胶的适用期内一次用完。
4、碳纤维布的粘贴 将粘纤维面胶均匀涂抹于被粘贴部位,拐角部位适当多涂抹一些。将碳纤维布拉紧对齐后粘贴,用塑料刮板或滚筒(用去掉外边绒毛的涂料滚筒即可),沿同一方向反复滚压,直至胶料渗出。然后在碳纤维布外表面也均匀涂抹面胶,并反复滚压,使结构胶双向充分浸润碳纤维布。若多层粘贴,待手指触感干燥,可进行下一层粘贴。碳纤维布若需搭接,搭接长度不宜小于100mm。
5、固化养护 施工完成后24小时内防止雨淋或受潮,并注意保护,防止硬物碰伤施工表面。平均气温为20~25℃时,固化时间不得少于3天;平均气温为10℃时,固化时间不得少于7天。
6、检验 碳纤维片材的实际粘贴面积不应少于设计面积,位置偏差不应大于10mm。碳纤维片材与混凝土之间的粘结质量,可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维片材表面的方法检查,总有效粘结面积不应低于95%。当碳纤维布的空鼓面积不大于100 c㎡时,可采用针管注胶的方法进行修补。当空鼓面积大于100 c㎡时,宜将空鼓部位的碳纤维片材切除,重新搭接贴等量的碳纤维片材,搭接长度不应小于100mm。必要时,可采用正拉试验对施工质量进行现场抽样检验。
●应用范围: ●桥梁结构、木结构加固 ●建筑物的梁、板、柱、墙的加固 ●剪力墙的开洞加固、阳台根部断裂加固 ●特殊结构的加固(简仓、高层烟囱)
●碳纤维加固和粘钢加固比较
比较项目 |
碳纤维材料 |
补强用钢板 |
强度 |
3500MPa/mm2 |
210MPa/mm2 |
厚度 |
0.15mm |
3mm、6mm |
密度 |
1.8g/cm3 |
7.8g/cm3 |
单层强度 |
525N/mm层 |
630、1260N/mm层 |
加固应用范围 |
构件的抗弯、抗剪、抗压加固,结构体系的抗震加固以及砌体结构和木结构的加固 |
仅限于静力状态的混凝土构件的抗弯、抗剪加固 |
加固的协调性 |
材料抗撕裂(线粘结抗拉特性)佳,能够与基材紧密连接,协调性优越 |
钢板整体刚性过强,抗撕裂性能差,和构件协调性差 |
长度和搭接 |
长度不限,易裁剪,搭接方便,易于交叉 |
长度有限,搭接麻烦,不得交叉使用 |
自重 |
极轻,几乎不增加结构荷载 |
重,增加结构荷载,可能对结构有影响 |
施工操作性和周期 |
无需卸载,无需支撑,操作简易,施工周期较短 |
需要卸载,需要支撑,操作不方便,周期长 |
对原结构的损伤 |
无需钻孔安装锚栓,对原结构无损伤 |
需要钻孔安装锚栓 |
美观 |
表层颜色近似混凝土且不增截面 |
需涂刷防锈漆且截面增加 |
防腐蚀能力 |
耐强酸强碱,无需额外防护 |
需额外增加防护 |
性价比 |
有完善的产品体系,低端产品综合成本已低于粘钢,高端产品无可参照物 |
随人工成本的增加,竞争力在下降 | |