碳纖維布（CFRP）加固結構技術施(shi)工(gong)工(gong)法

碳纖維(wei)(wei)布（CFRP）加固修補(bu)結構(gou)(gou)(gou)技(ji)術是一種新型的結構(gou)(gou)(gou)加固技(ji)術，它是利用樹脂類粘結材料將碳纖維(wei)(wei)布粘貼于混凝土表(biao)面，以(yi)達到對結構(gou)(gou)(gou)及構(gou)(gou)(gou)件(jian)加固補(bu)強的目的。

工藝原理

加(jia)固機理是將(jiang)碳(tan)纖(xian)維布(bu)(bu)采用(yong)高(gao)性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)環氧類粘結(jie)劑粘結(jie)于混凝土構(gou)件的(de)(de)表面，膠結(jie)材料作(zuo)為它們之間的(de)(de)剪力(li)連接媒介(jie)，形成新(xin)的(de)(de)復合體，使(shi)增強貼片與原(yuan)有(you)鋼(gang)筋共同作(zuo)用(yong)，增大了結(jie)構(gou)抗拉(la)及(ji)抗剪能(neng)(neng)力(li)，可(ke)有(you)效(xiao)提高(gao)結(jie)構(gou)的(de)(de)強度(du)(du)，延性(xing)及(ji)抗裂性(xing)。利用(yong)碳(tan)纖(xian)維布(bu)(bu)良好的(de)(de)抗拉(la)強度(du)(du)達到增強構(gou)件承載能(neng)(neng)力(li)及(ji)剛(gang)度(du)(du)的(de)(de)目的(de)(de)。

材料

CFRP加固(gu)修補混凝土結構(gou)所(suo)用(yong)材料主要為碳纖維布與(yu)粘貼用(yong)樹脂。

1、碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)(xian)維布(bu)的(de)(de)抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)應按纖(xian)(xian)維的(de)(de)凈截(jie)面面積(ji)計算(suan)，凈截(jie)面面積(ji)取碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)(xian)維布(bu)的(de)(de)計算(suan)厚度(du)乘以(yi)(yi)寬(kuan)度(du)。碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)(xian)維布(bu)的(de)(de)計算(suan)厚度(du)取碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)(xian)維布(bu)的(de)(de)單(dan)位(wei)面積(ji)質(zhi)量除以(yi)(yi)碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)(xian)維密度(du)。單(dan)層碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)(xian)維布(bu)的(de)(de)單(dan)位(wei)面積(ji)碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)(xian)維質(zhi)量不宜低(di)于(yu)150g/㎡，且不宜高于(yu)450g/㎡。在施(shi)工質(zhi)量有可靠保(bao)證時(shi)，單(dan)層碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)(xian)維布(bu)的(de)(de)單(dan)位(wei)面積(ji)碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)(xian)維質(zhi)量可提高到600g/㎡。

2、粘結(jie)劑要有足(zu)夠的(de)(de)(de)粘結(jie)性(xing)能，工(gong)(gong)藝過程中各(ge)部位所使(shi)用的(de)(de)(de)環氧(yang)樹脂膠結(jie)材料的(de)(de)(de)種類(lei)、型號，應(ying)根據施(shi)工(gong)(gong)時的(de)(de)(de)溫度(du)(du)、濕度(du)(du)進行選(xuan)擇。應(ying)正確掌握主(zhu)劑和固化(hua)劑的(de)(de)(de)配(pei)比，使(shi)滲透性(xing)、粘稠度(du)(du)、固化(hua)速度(du)(du)等方面能滿(man)足(zu)不同季節施(shi)工(gong)(gong)的(de)(de)(de)需要。采(cai)用碳纖維片材對(dui)混(hun)凝土結(jie)構加固時，應(ying)采(cai)用與碳纖維片材配(pei)套的(de)(de)(de)底層樹脂、找平(ping)材料、浸(jin)漬樹脂或粘結(jie)樹脂。

3、在受彎加固(gu)(gu)和受剪加固(gu)(gu)時，被加固(gu)(gu)的(de)(de)混凝(ning)(ning)土結(jie)構構件(jian)，其現場(chang)實測混凝(ning)(ning)土強度等級不得低于(yu)C15，且混凝(ning)(ning)土表面(mian)的(de)(de)正拉(la)粘結(jie)強度不得低于(yu)1.5MPa。采(cai)用封閉粘貼碳纖(xian)維(wei)片材加固(gu)(gu)混凝(ning)(ning)土柱時，混凝(ning)(ning)土強度等級不應低于(yu)C10。

4、主要機具：角向磨光機、砂紙、剪刀、鑿子、榔頭、臺秤、卷尺、水平儀、鉛錘、專用滾筒(tong)、刮(gua)板、攪拌容器、橡(xiang)膠抹子、滾洞刷子、攪拌器、防護(hu)眼鏡、橡(xiang)膠手套、口罩等。

特點

1、材(cai)料高(gao)強高(gao)效(xiao)，便于加工成多(duo)種尺寸，適用面廣，質量易(yi)保證(zheng)。

2、施(shi)工(gong)便捷(jie)，工(gong)效高，沒有濕作業(ye)，不需現場固定設施(shi)，施(shi)工(gong)占用場地少。

3、耐腐(fu)蝕及耐久(jiu)性(xing)能極(ji)佳。

4、自重(zhong)較輕(qing)，加固(gu)修補后，基本不增加原(yuan)結構自重(zhong)及(ji)原(yuan)構件(jian)尺(chi)寸。

適用范圍

1、適(shi)用于各(ge)種(zhong)結(jie)構類型、各(ge)種(zhong)結(jie)構部(bu)位(wei)的(de)加固修補，如梁、板、柱(zhu)、屋架、橋(qiao)墩、橋(qiao)梁、筒體、殼體等結(jie)構。

2、基層(ceng)混(hun)凝土的(de)強度等級不低于(yu)C15，長(chang)期使用的(de)環境(jing)溫度不高于(yu)60℃的(de)鋼(gang)筋混(hun)凝土結構，都可采用碳纖(xian)維加固施工(gong)工(gong)法加固、補強。

施工準備

1、應(ying)認真閱(yue)讀(du)設計(ji)施工圖(tu)。在進行混凝(ning)土表面處理(li)和粘(zhan)貼(tie)碳纖維(wei)布前，應(ying)按加固(gu)設計(ji)部(bu)位放線定位。

2、應根據施(shi)工(gong)現場實(shi)際情況和加固構件混凝土(tu)的補強荷載要求，制定相應施(shi)工(gong)方案和施(shi)工(gong)計劃。

3、應對所使用(yong)的碳纖維(wei)布、配套樹(shu)脂、機具等(deng)做好施工(gong)(gong)前的物(wu)質(zhi)準備工(gong)(gong)作。

4、進場后(hou)的(de)碳(tan)纖(xian)維布、配套樹(shu)脂應抽(chou)樣送(song)檢，合格后(hou)方可(ke)施(shi)工。

5、施工宜在環境溫度(du)為5℃以上的條件下進行(xing)，并(bing)應符合配套樹脂要求的施工使用(yong)溫度(du)。當環境溫度(du)低于5℃時，應采用(yong)適(shi)用(yong)于低溫環境的配套樹脂或(huo)采取(qu)升溫措施。

工藝流程及操作要求

工藝(yi)流程為卸荷→構件表(biao)面處理→涂底膠→找平→粘貼(tie)→保護。

1、卸(xie)荷：加固前應對所加固的構件盡可能卸(xie)荷。

2、構件表面處理

2.1將混凝土構件(jian)表面的殘(can)缺、破(po)損部(bu)分(fen)清除(chu)干凈并(bing)達到結(jie)構密實部(bu)位。

2.2檢查外露鋼(gang)筋是否銹(xiu)蝕，如有銹(xiu)蝕，需(xu)進行必要處理。

2.3對經(jing)過剔鑿、清理和露筋的構件殘(can)缺(que)部分，用高于原(yuan)構件混凝土強(qiang)度的環(huan)氧砂漿(jiang)進行(xing)修補、復原(yuan)、達(da)到表面(mian)平整(zheng)。

2.4應按設計(ji)要求對裂(lie)縫(feng)進行(xing)灌漿(jiang)或封閉處理(li)：縫(feng)寬小于(yu)0.20mm 的裂(lie)縫(feng)，用環氧樹脂進行(xing)表面涂抹密閉；大于(yu)或等于(yu)0.20mm 的裂(lie)縫(feng)用環氧樹脂灌縫(feng)。

2.5　對貼片范(fan)圍的定(ding)位(wei)、劃墨(mo)線、按修(xiu)復、補(bu)強設計要求進行。

2.6　被粘貼的混凝土(tu)表面應打磨平整(zheng)，除去表層浮漿、油污(wu)等雜(za)質，直至完全露出混凝土(tu)結(jie)構新面。轉角粘貼處應進行(xing)導角處理并打磨加以圓化。圓化半徑對(dui)于梁(liang)不(bu)應小于20mm；對(dui)于柱不(bu)應小于25mm。

2.7　清洗打磨過的構件表(biao)面，并使其(qi)充分干燥(zao)。

3、涂底膠

3.1　按主(zhu)劑∶固(gu)化劑=2∶1的比例將主(zhu)劑與(yu)固(gu)化劑先(xian)后置于容器(qi)中，用(yong)彈簧(huang)秤計(ji)量(liang)，電動攪拌器(qi)均(jun)勻(yun)攪拌，根據現(xian)場(chang)實(shi)際氣溫決定用(yong)量(liang)并嚴格控制(zhi)使用(yong)時間。一般情況下1h內用(yong)完。

3.2　用滾筒刷(shua)將底膠(jiao)均勻涂刷(shua)于混(hun)凝土表面，待膠(jiao)固化后（固化時間視現場氣溫而定，以指觸干燥為準）再進行下一工序的施工。一般(ban)固化時間為2～3d。

4、找平

4.1　混凝土(tu)表面(mian)凹陷部(bu)位應用環氧膩子填補平(ping)整，模板(ban)接(jie)頭等出現高度(du)差的部(bu)位也(ye)應填補，盡量(liang)減小高度(du)差，再用砂紙(zhi)打(da)磨平(ping)整。

4.2　轉角處也修(xiu)補成光滑(hua)的圓弧(hu)且半徑不(bu)小于(yu)10mm。在找平材料(liao)表(biao)面(mian)指觸干燥后，進行下一(yi)工序的施工。

5、粘貼

5.1　按設計要求(qiu)的尺(chi)寸(cun)及層數裁剪碳纖維布，除(chu)非(fei)特殊要求(qiu)，碳纖維布長度一般應(ying)在3m之內。

5.2　調配(pei)、攪(jiao)拌粘貼(tie)(tie)材料浸漬(zi)樹脂，均勻涂抹于待粘貼(tie)(tie)的部位(wei)，在(zai)搭(da)接、混(hun)凝(ning)土拐角(jiao)等部位(wei)多涂刷(shua)一些(xie)。

5.3　粘貼碳纖維布(bu)，在確定(ding)所粘貼部位無(wu)誤(wu)后剝去離型紙，用特制滾(gun)子反復(fu)沿纖維方向(xiang)滾(gun)壓，去除氣泡(pao)，并使(shi)浸漬樹脂充分(fen)浸透碳纖維布(bu)。多層(ceng)粘貼應重復(fu)上述步驟(zou)，待碳纖維布(bu)表面指觸干燥(zao)方可進行下(xia)一(yi)層(ceng)的(de)粘貼。

5.4　在最(zui)后一(yi)層碳纖(xian)維(wei)布的(de)表面均勻涂(tu)抹浸(jin)漬樹(shu)脂。

5.5　碳(tan)纖(xian)維(wei)布沿纖(xian)維(wei)方向的搭接長度不得小于100mm，碳(tan)纖(xian)維(wei)端部固定用(yong)橫(heng)向碳(tan)纖(xian)維(wei)或粘鋼固定。

6、保(bao)(bao)護：加固后的(de)碳(tan)纖(xian)維表面(mian)應(ying)進(jin)行抹灰(hui)保(bao)(bao)護。在(zai)碳(tan)纖(xian)維表面(mian)的(de)樹脂固化之前(qian)，撒一層干燥粗砂(sha)，再采(cai)取抹灰(hui)措施。當設計有耐(nai)火極限的(de)要(yao)求時(shi)，按選用的(de)防火涂料進(jin)行施工(gong)，并保(bao)(bao)證防護材料與碳(tan)纖(xian)維片(pian)材之間有可(ke)靠的(de)粘(zhan)結。

注意事項

采用粘貼碳纖維片材(cai)加固(gu)混凝土結構時(shi)，應由(you)專業(ye)施工隊伍進行施工。