碳纤维材料用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美、日等发达地区。我国的这项技术起步很晚,但随着我国经济建设和交通事业的飞速发展,现有建筑中有相当一部分由于当时设计荷载标准低造成历史**问题,一些建筑由于使用功能的改变,难以满足当前规范使用的需求,亟需进行维修、加固。目前常用的加固方法有很多,如:加大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法、碳纤维加固法等。碳纤维加固修补结构技术是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技术。
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具体施工范围 (1)植筋加固技术:梁,柱加大断面植筋,柱加牛腿,水平植筋。墙体加厚拉结植筋。结构加层柱头拉结钢筋。梁体接长水平植筋。梁,板悬挑水平植筋,梁上加柱,垂直植筋。基础,连续墙植筋。预制梁修复植筋。幕墙埋件,机械设备固定等。岩石,砖砌体等锚固 (2)粘钢加固技术:是通过建筑结构胶,将钢板粘贴到混凝土构件表面上,从而提高结构承载能力与变形能力的一种加固方法。粘钢加固是现在运用较为广泛、成熟的一种加固方法,已有相应的规范。特点: 具有抗弯、抗拉、抗剪、抗压等特点;适用范围:适用于梁、板正、负弯矩加固,梁的抗剪承载力加固,可直接提高承载力。粘碳纤维加固:是采用配套粘接材料,将碳纤维材料粘贴到混凝土构件表面上的一种加固方法。特点:其特点是不增加结构外形尺寸和荷重,能增强构件耐弯曲能力,提高构件的耐剪切能力,延长使用寿命,增加载荷、修补裂缝。适用范围: 适用于梁板抗弯承载力加固;柱的承载力加固,结构抗震加固。 (3)碳纤维加固技术:粘碳纤维加固是将高强碳纤维织物,用*结构胶粘贴于被加固物件表面,其特点是:自重轻、高强度、高弹性、耐腐蚀、施工方便、不受构件外形限制。主要适用于建筑物梁、板、柱、墙的加固补强;桥梁、桥墩、桥面、隧道、烟囱的结构补强及海滩建筑的防腐补强。
粘贴碳纤维材料之前,首先应确认粘贴表面干燥。气温在-10℃以上,相对湿度RH>85%时,如无有效措施不得施工。为防止碳纤维受损,在碳纤维材料运输、储存、裁切和粘贴过程中。应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断碳纤维材料,每段长度一般以不**过6m为宜。为防止材料在保管过程中损坏,材料的裁切数量应按当天的用量裁切为准。碳纤维纵向接头必须搭接20cm以上。该部位应多涂树脂,碳纤维横向不需要搭接。其施工工艺要点如下:
1 粘贴树脂的主剂、固化催促剂和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用完为准。
2 粘贴时,在碳纤维和树脂之间尽量不要有空气。可用罗拉(**工具)沿着纤维方向在碳纤维材料上滚压多次,使树脂渗浸入碳纤维中。
在碳纤维桥梁加固中,粘合剂的选择非常重要。高强度粘合剂能够充分利用碳纤维材料本身的性能,实现接续结构和纤维增强材料之间的紧密锁定,从而提高加固结构的力学性能。常见的粘合剂有树脂、丙烯酸脂、苯酯等,其中较常用的是树脂。
碳纤维布和碳纤维板
碳纤维材料分为两种形式:碳纤维布和碳纤维板。碳纤维布是碳纤维的基础材料,它与碳纤维增强材料一起使用,能够产生更高的强度和刚度;碳纤维板是碳纤维的一种压缩成型产品。选用哪种形式的碳纤维材料取决于被加固结构的具体情况和强度和刚度的要求。
碳纤维之所以能用于结构加固,主要是因为它的抗拉强度高,远**钢筋。因此,采用碳纤维作为受拉材料,可以起到与受拉钢筋相同的作用,混凝土结构的强度和承载能力。除了碳纤维布外,配套的胶粘剂也是碳纤维布加固可靠性的重要保证。
浸渍胶的粘结作用是碳纤维布与混凝土基材形成一个整体协同工作的根本保证。如果浸渍胶效果不佳,碳纤维布的剥离破坏会导致加固失效,危及生命安全。因此,在结构加固中,应选用强度高、耐久性好的浸渍胶。
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