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淺析碳纖維在混凝土結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用
發(fā)布時間:2014-08-05

  1 碳纖維材料在混凝土結(jié)構(gòu)加固中的技術(shù)特點

  高強高效。由于碳纖維材料優(yōu)異的物理力學(xué)性能,在加固修補混凝土結(jié)構(gòu)中可以提高混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的承載力和延性,改善其受力性能,達到高效加固修補的目的。

  施工便捷,工效高,無濕作業(yè),不需大型施工機具,施工占用場地少。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計資料,同為粘貼加固工法,粘貼碳纖維材料是粘貼鋼板施工工效的4-8倍。

  具有極佳的耐腐蝕性能及耐久性。試驗表明,碳纖維材料加固混凝土結(jié)構(gòu)有良好的耐腐蝕性和耐久性,可以抗御建筑物經(jīng)常遇到的酸、堿、鹽對結(jié)構(gòu)物的腐蝕。

  適用面廣。粘貼碳纖維材料加固修補混凝土結(jié)構(gòu)可廣泛適用于各種結(jié)構(gòu)類型(如建筑物、構(gòu)筑物、橋梁、隧道等)、各種結(jié)構(gòu)形狀(如矩形、圓形、曲面結(jié)構(gòu)等)、各種結(jié)構(gòu)部位(如梁、板、柱、節(jié)點、拱、殼、墩等)的加固修補,且不改變結(jié)構(gòu)形狀,這是目前任何一種結(jié)構(gòu)加固方法所不可比擬的。尤其重要的是,對于一些大型橋梁橋墩、橋梁、橋板以及隧道、大型筒體及殼體結(jié)構(gòu)工程等,采用舊的加固手段幾乎無法實施,而采用該項加固技術(shù)都能順利解決。

  施工質(zhì)量易保證。由于碳纖維材料是柔性的,即使被加固的結(jié)構(gòu)表面不是非常平整也基本可以達到100%的有效粘貼率,而粘貼鋼板則很難達到100%的有效粘貼面,相應(yīng)的驗收標準也只要求其達到70% 就可以了。

  碳纖維材料質(zhì)量輕且薄,粘貼后每平方米重量不到1.0kg,粘貼一層的厚度僅1.0mm左右,加固修補后基本不增加原結(jié)構(gòu)自重及原構(gòu)件尺寸。

  2 碳纖維加固技術(shù)的設(shè)計原則

  碳纖維加固修補砼結(jié)構(gòu)作為一項新技術(shù),既有其不可比擬的優(yōu)點,但也有其一定的適用范圍和適用條件,超出此范圍而盲目地采用此技術(shù)就會導(dǎo)致不安全、不經(jīng)濟、不合理的后果。首先,被加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最小截面尺寸必須滿足有關(guān)規(guī)范的要求;其次,被加固構(gòu)件的受壓區(qū)高度、配筋率、面積配箍率、體積配箍率等仍要滿足現(xiàn)有規(guī)范的要求;第三,要求加固后不改變原有結(jié)構(gòu)的最終破壞形式;碳纖維布的應(yīng)用存在使用效率問題,同樣的碳纖維布用量,分條加固效果好于整條粘貼,構(gòu)件受彎承載力隨碳纖維布用量的增加而提高,當碳纖維布使用層數(shù)較少時,提高幅度相對較大,隨著碳纖維布層數(shù)的增加,提高幅度相應(yīng)減少;當碳纖維布用量過多時,構(gòu)件破壞將由碳纖維布被拉斷引起的破壞轉(zhuǎn)變?yōu)轫疟粔核槠茐模瑯?gòu)件延性有所降低。

  3 粘貼碳纖維加固施工工藝

  3.1 工藝流程

  被加固結(jié)構(gòu)物表面處理→斷面修復(fù)→底層表面的涂布→不平面修整→碳纖維貼片施工→固化→表面涂裝→施工質(zhì)量檢查

  3.2 施工工序概述

  混凝土表面如出現(xiàn)表面脫落、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象部位應(yīng)予剔除,對較大面積的劣質(zhì)層,在剔除后用水泥砂漿進行修復(fù)。將混凝土的表面用混凝土角磨機處理整平,除去表面松散物、塵埃、油脂等雜物,凸出部位要磨平,轉(zhuǎn)角部位要倒成≥20mm的圓角。用吹風(fēng)機或吸塵器將混凝土表面清理干凈并保持干燥。用脫脂棉沾丙酮擦拭混凝土表面,若有漏水現(xiàn)象要作止水、導(dǎo)水等處理,被加固結(jié)構(gòu)表面處理的好壞直接影響加固質(zhì)量。



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