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碳纤维布加固

碳纤维布加固

一.概述：
碳纤维布加固修复混凝土结构技术是采用配套胶粘剂将碳纤维布粘贴于混凝土表面，起到结构补强和抗震加固的作用。广泛使用于建筑物梁、板、柱、墙的加固，并可用于桥梁、隧道等其它土木工程的加固补强。
二.主要材料：
2.1关于碳纤维织物的说明
a.特点：
1) 轻质、高强、厚度小；
2) 优质的耐久性、突出的抗疲劳能力；
3）抗碱、抗腐、抗酸及耐腐蚀性；
4) 张力均匀，不扭曲变形；
5）强度高，能灵活地用于抗弯、抗剪及轴压加固。
6) 施工便捷。
b.材料性能：
名称碳纤维织物
单位质量 g/m2 200/300
名义厚度 mm 0.111/0.167
复合材料性能抗拉强度（Mpa）大于等于3000
弹性模量（Mpa）大于等于2.1X105
断裂伸长% 大于等于1.5
2.2碳纤维配套树脂：
a.打底胶：
底胶是双组分、低粘度、高渗透性环氧类胶粘剂。对混凝土有优良的封闭性及粘接力，保证混凝土结构与碳纤维复合体系之间的最大应力传递，尤其适合用于标号较低、多毛细孔的混凝土基面。
使用方法：将底胶与底胶固化剂按配比混合，充分搅拌均匀，放置5－10min熟化，然后用适当工具将配好的底胶刷于混凝土基面上，涂刷底胶前基面应保证干燥、清洁。底胶适合使用温度为－5℃～40℃，施工温度较低时在配比范围内可略增加固化剂用量。底胶的用量随混凝土的疏松程度而变化。疏松的基面，有时可能需涂刷两遍以上，直至封闭基面。反之，致密的混凝土基面用量较小，高强度、高密度的混凝土基面，甚至可以不用。底胶硬化后方可进行下道工序。
b.找平胶：
找平胶是双组分，用于涂刷过底层树脂的混凝土表面的孔洞抹平，并将待加固构件（如梁、墙）的转角部位修补成圆弧。
使用方法：按产品配比配制结构胶，对混凝土表面缺陷及转角部位进行找平，针对混凝土表面条件的缺陷程度，适当增减胶的用量。
c.面胶：
面胶是双组分，无溶剂、高强度的环氧类胶粘剂，对碳纤维材料有良好的浸润性，面胶浸润到碳纤维片材中形成的复合材料具有极强的力学性能和优良的耐久性能。面胶在保证良好浸润性能的同时，也具有较好的触变性能，使垂直面施工流淌性较小。
使用方法：根据施工环境温度选用面胶，5℃～40℃选用常规胶，其配比随施工环境温度变化而略有不同。-5℃～5℃选用冬季特种面胶，使用时两种组分应充分混合均匀，放置5min左右熟化。即配即用，以保证胶的浸润性，最重要的是施工工具与方法应保证胶能浸润到碳纤维片材中，形成的碳纤维复合材料应做到平整、无空鼓，在面胶尚未硬化前应做检查，及时修复。
三.碳纤维工艺
3.1工艺流程.
定位放线→基层处理（砼面层处理）→找平处理→涂刷底层树脂→粘贴碳纤维片材→涂刷面料→固化养护→竣工验收
3.2施工方法：
A).定位放线
按设计要求在部位放线，放线宽度应在粘碳投影面外围加宽20mm，这样在用丙酮或酒精擦拭砼面时，便可减少对粘贴面的污染。
B).基层面处理
混凝土粘贴面处理：
1）用电锤将原混凝土面层剔除（如有抹灰层，亦应剔除），露出原混凝土基层，用角磨机打磨混凝土表面浮浆层，打磨宽度为每边比片材宽度多1～2cm，去除表面水泥灰浆直至露出混凝土坚实层，粗糙程度越大越好。用压缩空气除去灰尘，粘贴前用棉丝蘸丙酮或酒精刷拭表面除去浮尘及油污。由于预制板脱离剂等化学物质的存在，可能影响底胶的粘结性，所以基面打磨必须全面彻底。如清除表面遇有蜂窝麻面，应用修补料将表面修补找平；如原混凝土有裂缝，应进行灌胶或封闭处理。
2）转角处曲面半径：梁边、墙角直角处用角磨机进行倒角处理，转角的曲面半径R不小于20mm以保证碳纤维在转角处的圆滑过渡，并不会损伤碳纤维丝。梁板棱角的处理见下图所示：
3）表面处理完之后，用压缩空气机将粉尘完全吹净。
C).涂刷底层树脂
用滚桶刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面。待树脂表面指触干燥时即进行下一步工序施工。
D).找平处理
用计量器配制找平材料，找平胶与固化剂的重量比为4：1，充分搅拌至颜色完全均匀。打底胶每平米使用量为0.2Kg左右。
混凝土表面若有局部凹凸不平往往造成碳纤维粘结不良，用修复材料修补至平缓。待修复材料表面指触干燥时即可进行下一步工序施工。
E).粘贴片材
按设计要求的尺寸裁剪片材，需注意的是，碳纤维布裁剪应沿着纤维丝的方向（由其受力方式决定），且裁剪后的碳布不可折叠以避免损伤纤维丝，而应小心的卷起。配制浸渍树脂并均匀涂抹于所要粘贴的部位。按照放线的位置沿纤维方向粘贴片材。用罗拉沿纤维方向多次滚压，挤出气泡并使浸渍树脂充分浸透碳纤维布。滚压时不准损伤片材。
此外，粘贴施工中常发生以下问题，按如下方法处理：
1）转角部位（如梁、柱）粘贴时容易发生粘结不牢、纤维布浮起现象，此时应增加浸渍树脂的用量；
2）降雨时的雨水、刮风时的沙尘容易附着时，应使用苫布及时遮盖加以保护；
3）施工中出现结露现象时，应采取用干燥的布擦拭等应急措施。
F).固化养护

预应力技

预应力技术一般用于混凝土或钢结构内部，但在加固工程中预应力用于梁外侧改变梁上负载的传递路径，转嫁于主梁或柱上。体外预应力方法是一种主动加固技术。

应用范围
广泛应用与桥梁、建筑、轨枕、电杆、压力管道等，而且也扩大应用到高层、大跨、重载、与抗震结构、土木工程、能源工程、海港码头工程等很多领域。

特点：

1,能够较大幅度地提高旧桥承载能力。加固后所能达到的荷载等级一般情况下可将原桥承载能力提高30％～40％.

2,体外索加固技术所需设备简单、人力投入少、施工工期短，经济效益明显.

3,在加固过程中，可以实现不中断交通或短时限制交通.

4,对原桥结构损伤较小，可以做到不影响桥下净空，且不增加路面标高。

施工程序：设置转向横隔和锚固装置——第一次张拉箱内体外索——凿除桥面铺装层和防撞栏——第二次张拉体外索——粘贴钢板——浇注桥面混凝土——封锚——安装钢护杆。

植筋加固

植筋加固技术
1.植筋标准施工程序：划线定位－钻孔－清除孔尘－灌注结构胶－钢筋处理－植入钢筋－养护固化－质量检验
2．操作方法
2.1划线定位：
设计图纸在植筋的平面位置上，用墨线或直尺划出纵横线条，
2.2钻孔：
钻孔一般要垂直混凝土构件平面，倾斜度不大于8°（特殊要求除外）。
2.3清孔除尘：
（1）清孔方法：一般采用高压气冲洗（用空压机、打气筒等）；也可以用高压水冲洗（但是在植筋前，孔内必须达到干燥）。
2.4灌注结构胶：
配制好结构胶必须设专人负责，并作出详细记录，记录内容包括：配胶量、使用部位、时间、固化情况等。
2.5钢筋处理：
（1）钢筋表面处理，用电动钢丝刷或人工钢丝刷，清除钢筋表面的锈蚀，用丙酮或酒精清除钢筋表面油污及灰尘。
（2）如植入基脚螺栓，应先将螺丝加工好，并将螺丝段用塑料管套保护好。
2.6植入钢筋：
（1）将处理好的钢筋，植入灌注好结构胶的孔内：

（2）养护固化：钢筋植入定位后应加以保护，防止碰撞和移位，保持3天，待结构胶固化原材料后方可受力。
3．注意事项
1)在高空作业且所钻孔径不小于18mm时，必须两人同时操作电锤，并且系好安全带。
2)钻孔过程中经常会遇到钢筋，如遇到钢筋应立即停止，重新更换孔位。
3)孔内如遇下雨进水，必须用棉纱吸干浸水，并且用加热管烘干，方可注胶插筋。
4)钻孔时进度不宜太快，以免钻头发热影响钻孔周围混凝强度或损坏钻机。
4．质量检测

5．施工所需工具：
1)钢卷尺、墨斗、毛笔：主要是按设计图纸来确定植筋位置，用纵横墨线早出确定交*点，再用毛笔蘸红油漆作出标记。
2)电锤、锤头：主要用来在指定的位置钻孔。
3)空压机：用压缩空气吹出空内灰尘.
4)手持磨光机：用于钢筋除锈。
5)手锤：主要用于把钢筋打入孔内。
6．原材料
1．植筋结构胶。
2．钢筋：按设计图纸选用。

粘钢施工

粘钢施工工艺:

流程:粘贴面处理 → 加压固定及卸荷系统准备(根据实际情况和设计要求，卸荷步骤有时省去) → 胶粘剂配制 → 涂胶和粘贴 → 固化、卸加压固定系统 → 检验 → 维护
1，表面处理：混凝土表面清理后应露出结构本体，擦净，钢板打磨处理后，应露出金属光泽，表面处理后不得有灰尘，油污等。

2，配胶：胶料应严格按比例配量配比，充分搅拌不得有沉淀色差，容器内应清洁，不应有灰尘，水分等。

3，粘贴：配置后的胶料应立即使用。涂抹胶料时，水平粘贴应中间厚边缘薄，竖向粘贴宜上厚下薄。

4，加压：粘贴钢板后立即加压固定，加压应均匀缓慢。一经加压不得中途减压。

5，固化及养护：粘贴钢板后，常温下24小时可卸压。

6，检验：粘贴钢板固化后，应进行密实度检验，可用小捶轻击钢板，从音响确定有效粘贴面积，密实度应达到有关规定。

结构粘钢加固具体通常在什么情况下应用:
（1）钢筋焊接点断裂加固
（2）施工中漏放钢筋加固
（3）混凝土标号达不到，提高结构强度加固
（4）加层抗震加固
（5）阳台根部断裂加固
（6）悬挂式吊车梁提高荷载加固
（7）楼面荷载集中力加固
（8）火灾后梁柱砼烧坏加固
（9）混凝土柱子牛腿断裂加固
（10）桥式吊车梁加固
（11）薄腹梁断裂加固
（12）爆炸冲击波破坏梁体加固
（13）提高楼面荷载加固
（14）屋架梁下弦腐蚀严重露筋加固
（15）断梁加固
（16）截柱加固
（17）减震加固
（18）梁柱受化学腐蚀的粘钢加固
（19）旧房改造综合加固
（20）生命线建筑物抗震加固
（21）剪力墙开1.6M以下的圆洞加固，开1000X 2000以下的门洞加固
（22）桥梁断裂、旧桥维修加固
（23）提高柱子承载力解决柱子轴压比超标加固