碳纤维布在混凝土结构加固工程中的应用

摘要:本文通过对碳纤维加固技术及特点、碳纤维加固基本施工步骤以及碳纤维加固施工中应注意的问题的分析来阐述碳纤维布在混凝土结构加固工程中的应用。

关键词:碳纤维;混凝土;结构;加固技术

一、常见的其他加固技术和碳纤维加固技术及特点

(一)常见的其他加固技术

以下对目前较为广泛应用的加固技术进行简单介绍。

(1)加大截面加固法

在构件外部外包混凝土增大构件截面面积和配筋量的一种加固方法称为加大截面加固法,这种方法能够达到提高构件承载力的目的。加大截面法工艺简单,可广泛应用于各种?昆凝土结构的加固,其使用面比较广。但是其也存在一定的弊端,例如现场工作量大,需较长的时间进行养护,对结构外观及房屋净空也存在一定的影响。

(2)外包钢加固法

在构件四周包以型钢的一种加固方法称为外包钢加固法。在构件截面的四角沿构件通长或某一段设置角钢,横向用螺栓套箍将角钢连接成整体,成为外包于构件的钢构架(角钢套箍),这是比较典型的一种。外包钢加固可分为干式和湿式。外包钢主要是对钢筋混凝土柱和砖柱进行加固。或者对钢筋混凝上梁和钢架弦和腹杆进行加固。由于湿式外包钢可大幅提高构件的承载能力,因此它主要是对承受很大荷载的受压构件进行加固。

(3)增设支点加固法

在梁、板等受弯构件跨中增设支撑、支柱、支架等构件,形成一个交点,此方法称为增设支点加固法。此方法大幅度的提高了承载能力以及减小了梁、板的挠曲变形,主要是因为在梁、板在跨中增设支点后,使得跨度减小了。

(4)外加预应力加固

采用外加预应力钢拉杆或型钢撑杆对结构构件或整体进行加固的方法称为预应力加固法,其特点是通过预应力段强迫后加部分拉杆或撑杆受力,改变原结构内力分布并降低原结构应力水平,致使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除。因此,后加部分与原结构能较好地共同作用,结构的总体承载能力可显著提高。

(二)碳纤维加固的特点

碳纤维增强聚合物(Carb。nFibcrRcinforCedPOIymcr,简称CFRP)这种高性能材料较其它传统加固法有着独特的优越性,这种新兴的加固技术脱颖而出,此加固技术能够很好的解决传统的加固方法中出现的问题,逐渐被应用于各种混凝土结构的加固改造。碳纤维布加固修复混凝土结构技术是一项新型、高效的结构加固修补技术,其优异的力学性能、简便的施工工艺与良好的加固效果得到普遍赞同。碳纤维布加固技术是利用浸渍树脂将CFRP粘贴于混凝土表面,形成复合材料体,通过它与混凝土之间的共同工作,达到对结构或构件的加固补强及改善结构受力性能的目的。碳纤维布加固具有高强高效、重量轻,厚度薄、适用面广、施工方便、施工质量易保证和良好的耐久性及耐腐蚀性等优点。

二、碳纤维加固基本施工步骤

碳纤维加固的施工方便,基底处理――涂底胶――找平――粘贴――保护为碳纤维加固的基本施工步骤。

(一)基底处理

①凿除混凝土表层的蜂窝以及被腐蚀的混凝土,然后用环氧砂浆进行修复。

②清理混凝土表面的杂质,打磨平整构件基面的混凝土,对表面的凸起部位必须磨平,在转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状(R>20mxn)。

③用风机将混凝土表面灰尘清理干净,并保持干燥。

(二)涂底胶

①按配合比主剂:固化剂叼:l配置底胶。

②将底胶均匀涂刷于混凝土表面,待胶固化后(一般固化时间为6~24h),再进行下一工序施工。

(三)找平

①混凝土表面凹陷部位应用修补剂填平。

②在转角处用修补剂修补成光滑的圆弧,半径不小于20ram。待修补剂表面接触干燥后方可进行下一步工序。

(四)粘贴

①按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布。

②调配、搅拌粘贴材料粘结剂浪用方法与底胶相同),不能出现漏刷现象,特别注意要粘贴碳纤维的边缘部位。

③粘贴碳纤维布,按照设计要求粘贴的部位,用特制工具反复沿纤维方向滚压,将气泡除掉:而且要求粘结胶必须充分浸透碳纤维布;并用舌0板刮涂碳纤维布表面粘结胶,使之均匀。

④碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于200mm。

(五)保护

加固后的碳纤维布表面采月]抹灰或喷防火涂料进行保护。

三、碳纤维加固施工中应注意的问题

碳纤维加固施工中应注意一些问题:第一,对于主剂、固化剂的配置必须按照设计要求进行,一定要防止材料加错或者不均匀搅拌胶液,在施工过程中,温度和湿度应同时给予一定的重视,为了避免产品质量受影响,还应该注意产品存储条件以及存储时间。第二,根据设计要求选用合适的胶品种,注意固化剂的用量(不宜过大),以防涂0不及时而导致反应热不能及时释放,从而引起胶液固化起来,耽误施工进程。第三,搅拌不充分,导致没有反应的成分在表面析出。第四,碳纤维布的加固效果受碳纤维与基层产生空鼓的影响,碳纤维与基层产生空鼓的原因是由于混凝土表面凹凸不平,打磨、找平施工不正确、一次粘贴的碳纤维布过宽且混凝土表面不平、拐角弧度不一致。

四、总结

随着建筑技术的不断发展,碳纤维加固技术的发展前景是非常可观的。碳纤维材料的性价比的优势非常明显,而且碳纤维加固技术弥补了传统加固技术的不足以及还具有传统加固技术没有的优势,因此,碳纤维加固技术将会越来越被广泛应用。