碳纤维片材加固施工.doc

12.4碳纤维片材加固施工 12.4.1加固技术介绍 （1）碳纤维加固原理 碳纤维加固是应用在土木工程中的加固补强技术。该方法采用同一方向排列的碳纤维织物，在常温下用环氧树脂胶粘贴于混凝土结构表面，利用其紧密的粘结力，粘着于混凝土结构构件表面，使二者形成一个新的整体，协调变形，共同受力。 （2）施工特点与相关要求 ①碳纤维加固是一种简单而又优良的加固补强方法，与传统的粘钢加固不同，碳纤维加固在不增加结构构件自重的前提下实现高效加固的目的。 ②碳纤维片材材料特性有抗拉强度高，弹性模量大。 ③施工方便，养护时间短，常温下加固完工后72小时可以受力。 ④适用于房屋建筑、铁路工程、道桥工程、港口工程和水利水电等工程中混凝土结构的加固、砌体结构、木结构加固等结构加固工程中。 ⑤主要应用于梁板受拉、受弯、受剪加固；柱的抗震加固；构件抗剪加固。 ⑥采用碳纤维加固的混凝土结构，长期使用的环境温度不应高于60℃。处于特殊环境（腐蚀、放射、高温等）下的混凝土结构进行加固时，尚应遵守国家现行有关标准的规定，并采取相应的防护措施。 ⑦在受弯加固和受剪加固时，被加固混凝土结构和构件的实际混凝土强度等级不应低于C15。 12.4.2粘贴碳纤维片材加固施工工艺 （1）施工工艺流程 混凝土表面粘贴碳纤维片材加固施工工艺流程如下图所示。 图12-4-1 混凝土表面粘贴钢板加固施工流程图 （2）粘贴碳纤维片材加固施工方法 ①施工前准备 a.应认真阅读设计施工图 b.应根据施工现场和被加固构件的实际情况，拟订施工方案和施工计划。 应对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等做好施工前的准备工作。 按设计图纸在加固部位放线定位。②混凝土表面处理 a.将被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土清除，露出混凝土结构层，并将表面修复平整。 b.应按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。 c.被粘贴混凝土表面应打磨平整，除去表层浮浆、油污等杂质，直至完全露出混凝土结构新面。转角粘贴处，混凝土表面应进行导角处理，打磨成圆弧状，圆弧半径梁应不小于20mm，柱应不小于25mm。 d.表面打磨后，应用强力吹风器或吸尘器将表面粉尘 图12-4-2 表面处理 ③碳纤维布（板）剪裁 b.严禁斜切碳纤布，并防出现拉丝现象 c.剪裁成型的碳纤维注意保护洁净不受污染。 ④配置并涂刷底层胶 a.严格按产品生产厂提供的工艺规定配制底层胶。 b.应用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面。应在底胶表面指触干燥后尽快进行下一道工序的施工。 ⑤找平处理 a.严格按产品生产厂提供的工艺规定配制找平材料。 b.混凝土表面修补应选用丙酮将表面浮尘擦去，凹陷处，有段差或转角部位，应抹成平滑曲面 c.转角处应用找平材料修复为光滑的圆弧，半径为不小于20mm。 d.用刀头宽度≥100mm的刮刀对凹坑实施填塞修补、找平，找平程度按眼观目测无明显的刮板或刮刀痕迹纹路平滑为准。 ⑥配制浸渍树脂或粘贴树脂 配制粘结剂前应仔细阅读使用说明书。 粘贴面积确定每次，以防失效浪费。 严格按重量比计量使用配制。 按厂家配合比和工艺要求进行配制，且应有专人负责。搅拌应顺时针一个方向搅拌，直至色均匀，无气泡产生，并应防止灰尘等杂质混入。 调制好的粘结剂 f.粘贴碳纤维前应对混凝土表面再次擦拭，确保粘贴面无粉尘。 混凝土表面涂刷结构胶，必须做到涂刷稳、准、匀的要求，即：稳，刷涂用力适度，尽量不流不坠不掉；准，涂刷不出控制线；匀，涂刷范围内薄厚较一致。 图12-4-3 涂刷胶粘剂 ⑦粘贴碳纤维布 a.将碳纤维布用手轻压贴于需粘贴的位置，碳纤维布粘贴时，同样要稳、准、匀，要求做到放卷用力适度，使碳纤维布不皱、不折、展延平滑顺畅。滚压必须从一端向另一端滚压，不宜在一个部位反复滚压揉搓，滚压中让胶渗透纤维布，做到浸润饱满。碳纤维布需要搭接时，必须满足规范要求≥100mm。 c.应在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。粘贴碳纤维布效果图如下图： 图12-4-4 粘贴碳纤维布 ⑧表面防护 当需要做表面防护时，应按有关标准的规定处理，并保证防护材料与碳纤维片材之间有可靠的粘结，防护效果图如下图： 图12-4-5 表面防护 12.4.3料技术指标 （1）碳纤维布的选材要求 根据施工图纸要求，本工程拟采用每平方米不小于200g/m2的高强二级碳纤维布，抗拉强度不小于3000Mpa，弹性模量不小于2.1×105Mpa，伸长率不小于1.5%。碳纤维布的强度等级划分与性能指标如下表所示、 碳纤维片材的主要力学性能指标表12-4-1 性能项目 破坏状态 二级性能要求 一级性能要求 抗拉强度标准值fcfk ―― ≥3000 Mpa ≥3400 Mpa 伸长率 ―― ≥1.5% ≥1.7% 弯曲强度( M