?廠房碳纖維布加固是砌體結(jié)構(gòu)采用纖維增強(qiáng)材料粘貼加固,是一種比較新型的加固方法,作用是纖維材料在加固結(jié)構(gòu)中承擔(dān)拉應(yīng)力,改善構(gòu)件的受力狀態(tài),限制裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。
廠房碳纖維布加固技術(shù)是利用專用結(jié)構(gòu)膠將碳纖維布粘貼在混凝土表面,形成復(fù)合結(jié)構(gòu),CFRP通過與混凝土之間協(xié)同工作,對(duì)構(gòu)件或結(jié)構(gòu)起到加固及改善受力性能的作用。
施工流程及剖面圖
1、粘貼纖維施工流程圖
2、纖維施工剖面圖
纖維復(fù)合材補(bǔ)強(qiáng)加固施工粘貼剖面圖
廠房碳纖維布加固的施工工序及工藝
1、被加固混凝土表面處理
(1) 表面處理應(yīng)達(dá)到三個(gè)目的:確保結(jié)構(gòu)本體與纖維布牢固粘結(jié),除銹、去污、凈化處理混凝土表面的老化部位;利用結(jié)構(gòu)膠修補(bǔ)裂縫、填補(bǔ)孔洞、調(diào)整高差、削除尖角,保證碳纖維布粘結(jié)在可靠的基底上。
(2) 鋼筋露出部位須做防銹處理,如損傷程度嚴(yán)重,應(yīng)采取措施補(bǔ)救。
(3) 裂縫修補(bǔ)。若裂縫在5mm以上,采用高強(qiáng)水泥砂漿灌注;裂縫寬度大于0、1mm、小于5mm,采用專用化學(xué)裂縫灌注膠灌注裂縫,以低壓慢注射為主,固化后打磨修飾平坦;裂縫寬度小于0、1mm,采用封縫膠表面封閉。
(4) 表面修補(bǔ):被粘混凝土面如有缺陷、孔洞或蜂窩麻面,應(yīng)采用修補(bǔ)膠修補(bǔ)。
①缺陷或孔洞修補(bǔ)。原結(jié)構(gòu)施工中或后期運(yùn)行中使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生缺角、孔洞、蜂窩麻面,必須用修補(bǔ)膠修補(bǔ)。
②高差調(diào)整。由于模板錯(cuò)位產(chǎn)生混凝土表面高低差,亦必須在粘貼纖維前修復(fù)。大面積可用高強(qiáng)砂漿,局部位置則用修補(bǔ)膠修補(bǔ)。
(5) 表面污垢和碳化物處理。以盤式打磨機(jī)、噴砂、高壓水沖洗等方法,將表面處理成平坦規(guī)整、無松動(dòng)、無脆弱碎塊及無污物的表面,油脂類污物用中性洗滌劑脫脂,用高壓氣槍清除灰塵,粘結(jié)纖維布前混凝土表面必須充分干燥。
(6) 修角加工。為防止內(nèi)凹角處纖維布在粘結(jié)時(shí)容易剝離或扯起,可采用修補(bǔ)膠泥修補(bǔ)成圓角,圓角半徑R應(yīng)滿足規(guī)范要求。
對(duì)于棱形柱或尖銳外凸角結(jié)構(gòu),在尖角處的纖維會(huì)有較大的應(yīng)力集中,容易使碳纖維折斷,因此必須進(jìn)行處理??捎醚心C(jī)將棱角修飾成半徑R的弧形。用修補(bǔ)膠做表面修飾,用弧形量具檢測(cè),保證修飾角半徑R滿足規(guī)范要求(特種結(jié)構(gòu)按相關(guān)規(guī)范要求)。
2、底膠涂布
(1) 使用底膠的目的,在于加強(qiáng)混凝土與纖維布或修補(bǔ)膠之間的粘結(jié)性,底膠能夠浸入混凝土,增加混凝土的表面強(qiáng)度。
(2) 環(huán)境溫度、濕度和混凝土表面的干燥程度影響底膠粘結(jié)性能,施工環(huán)境溫度應(yīng)不低于5℃,濕度應(yīng)不高于85%,混凝土表面含水量應(yīng)在10%以下的干燥狀況。
(3) 一次配膠量不宜過多,一般情況配制好后在45- 60min內(nèi)用完;膠的攪拌采用低速機(jī)械攪拌,攪拌時(shí)可能發(fā)熱,攪拌時(shí)間不宜過長(zhǎng),以3min為宜。
(4) 涂膠采用滾輪毛刷均勻涂敷,涂敷量由底膠的品種和混凝土表面狀況而定,底膠的濃度較低,一般用量標(biāo)準(zhǔn)為0、25一0、3kg/m2;底膠應(yīng)涂敷1-2道,如混凝土碳化嚴(yán)重,浸透量大時(shí),需增加涂敷次數(shù)。以指觸確認(rèn)干燥后,再繼續(xù)下道工序(通常需要一天時(shí)間養(yǎng)護(hù))。
3、修補(bǔ)膠修補(bǔ)混凝土
(1) 使用修補(bǔ)膠的目的是保證施工面平整,混凝土面與纖維布之間沒有氣泡鼓脹發(fā)生,應(yīng)對(duì)混凝土面凹凸、孔洞及高差修整。
(2) 底膠在指觸干后立即修補(bǔ),如時(shí)隔10日以上,使用修補(bǔ)膠前須用砂紙打磨做表面處理;如遇蜂窩麻面,在混凝土表面應(yīng)全面涂敷修補(bǔ)膠;用量視表面狀況而不同,一般用量為0、5——1、5kg/m2;通常養(yǎng)護(hù)24h固化,確認(rèn)固化后再繼續(xù)下道工序;因混凝土內(nèi)部氣體使修補(bǔ)膠施工面產(chǎn)生氣泡時(shí),用角磨機(jī)將氣泡研磨平整。
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4、浸漬膠涂底
(1) 涂敷浸漬膠的目的是使混凝土與纖維布粘結(jié)。施工注意事項(xiàng):必須使浸漬膠充分浸透,采用專用滾輪單向滾壓纖維布,起拱部位和角落部分容易產(chǎn)生空氣滯留,使用專用帶齒除泡滾筒除去滯留空氣。
(2) 固化時(shí)間,每次膠的混合量應(yīng)以在施工時(shí)間內(nèi)要涂布面積計(jì)算,攪拌必須充分,應(yīng)特別注意混合容器的底角部分難攪拌處。
(3) 涂敷應(yīng)均勻,涂敷膠量以浸透纖維布為標(biāo)準(zhǔn),膠不宜多,多余膠用專用設(shè)備擠壓出來,涂敷量視混凝土表面狀況和纖維布規(guī)格不同而不同,一般一層用量為0、5-0、7kg/m2。
5、粘貼纖維布
(1) 粘貼纖維布的目的是對(duì)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固,施工注意事項(xiàng)是:必須確定受力方向,纖維粘貼方向與受力方向一致,不能弄錯(cuò);纖維布一定要鋪設(shè)平整,不能褶皺,不能彎曲;浸漬膠必須用專用滾壓輪滾壓浸透,并排除氣泡。
(2) 裁剪尺寸須包含縱橫向重疊部分,剪裁下的碳纖維不能折疊,粘貼前必須卷滾在半徑R≥80mm的圓滾上,免折損;裁剪好的纖維布,若當(dāng)天用不完,應(yīng)放置在無塵、干燥、無日光直射處密封保管。
(3) 纖維布必須沿定位線粘貼,多層粘貼應(yīng)逐層進(jìn)行,必須待第一層固化后再粘第二層,不得一次粘貼多層纖維布;在一處粘貼多塊纖維布,應(yīng)先粘中心的一塊,然后向兩邊擴(kuò)展;碳纖維布在外凸角粘貼時(shí),不要讓纖維布折損受傷;在內(nèi)凹角粘貼時(shí),采用半徑相同的橡皮滾輪,擠壓凹角,以免扯離力使凹角處纖維扯起;滾壓時(shí)沿受力方向滾壓不要往返用力。
(4) 纖維搭接長(zhǎng)度:在纖維方向一般規(guī)定為100mm(日本道路工程及住宅工程規(guī)定為200mm);與纖維垂直方向兩塊之間無須搭接(也有要求搭接30mm以上的);在粘貼的纖維布面積中間,若有開口設(shè)備、鐵板等阻擋時(shí),纖維布的剪裁應(yīng)事先計(jì)劃,并對(duì)這些削弱的部位做好補(bǔ)強(qiáng)準(zhǔn)備。
(5) 養(yǎng)護(hù):室外施工時(shí)為了不使雨水、灰塵附著在纖維布上,須用塑料布養(yǎng)護(hù)。纖維布粘上后,用塑料布覆蓋24h以上進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。平均溫度10℃以下,初期固化時(shí)間約2d;平均溫度10——20℃,初期固化時(shí)間約1-2d;平均溫度在20℃以上時(shí),初期固化時(shí)間約1d。完全固化要求時(shí)間較長(zhǎng),一般固化80%以上就可以受力。平均溫度在20℃以上時(shí)須固化7d;平均溫度在10℃時(shí)須固化14d才能受力使用。
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6、涂刷浸漬膠
(1) 目的:表層保護(hù),或?yàn)橄乱粚永w維布的粘結(jié)作準(zhǔn)備。
(2) 上涂后到固化前,檢查纖維布有無浮起、鼓脹或剝落,若有應(yīng)立刻修整。
(3) 浮起、鼓脹部分,在未固化前,用脫泡滾朝纖維方向推碾,將氣泡排出去;若浮起、鼓脹已經(jīng)固化,可采取開排氣孔,用注射器灌膠充填。
7、表面涂飾
(1) 目的:避免樹脂膠白化現(xiàn)象。表面浸漬膠受紫外線、臭氧影響會(huì)產(chǎn)生老化和白化。
(2) 有耐火要求時(shí),需用石棉灰漿或水泥砂漿抹面(可在浸漬膠固化前,在纖維布表面粘豆砂石子糙化)。
(3) 需要緩沖車輛等沖撞碳纖維表面時(shí),可設(shè)置砂漿防護(hù)層或掛網(wǎng)澆筑一層高強(qiáng)混凝土處理,使防護(hù)層和纖維布得到充分的附著強(qiáng)度。
(4) 如有彩色美化裝飾要求時(shí),可用彩色膠或彩色涂料。
8、碳纖維補(bǔ)強(qiáng)加固施工質(zhì)量檢查和驗(yàn)收
(1) 施工開始前,應(yīng)確認(rèn)碳纖維片材和膠粘劑、底層樹脂、找平材料的產(chǎn)品合格證、質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告,各項(xiàng)性能應(yīng)滿足驗(yàn)收規(guī)范要求。
(2) 材料性能抽樣檢驗(yàn)
①碳纖維片材:當(dāng)工程使用的碳纖維數(shù)量大于1000m2時(shí),每1000m2用量提供一次料質(zhì)檢(包括抗拉強(qiáng)度和彈性模量)報(bào)告,檢驗(yàn)數(shù)量不少于3組(每組試樣數(shù)量為5個(gè))。工程使用的碳纖維片材材料數(shù)量少于1000m2時(shí),可引用本年度內(nèi)其他項(xiàng)目使用同批產(chǎn)品時(shí)抽檢的質(zhì)檢報(bào)告,若無此報(bào)告,也應(yīng)抽檢一組。其檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合驗(yàn)收規(guī)范的要求。
(3) 膠粘劑:當(dāng)工程的膠粘劑用量在1t以下時(shí),應(yīng)作一組試樣進(jìn)行正拉粘結(jié)強(qiáng)度檢驗(yàn);用量在1t以上時(shí),應(yīng)每噸(不足1t,按1t計(jì))增加1組試驗(yàn);每組試樣數(shù)量應(yīng)不少于5個(gè)。受檢的膠粘劑應(yīng)由獨(dú)立試驗(yàn)室人員在不少于兩個(gè)包裝單位中隨機(jī)抽取,經(jīng)混合后用于制作試樣,其試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合驗(yàn)收規(guī)范的要求。
(4) 粘結(jié)質(zhì)量不符合要求需割除修補(bǔ)時(shí),應(yīng)沿空鼓最邊沿將空鼓部分的碳纖維割除,以每邊向外緣擴(kuò)展100mm大小之同樣碳纖維材料,用同樣粘劑,補(bǔ)貼在原處,其施工步驟及做法應(yīng)按要求進(jìn)行。
(5) 正拉粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)不到要求時(shí),應(yīng)將抽樣檢驗(yàn)所代表的部位的碳纖維復(fù)合材,全部剝?nèi)ブ刈觥?/font>
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