浅谈碳纤维加固技术在工程中的应用.doc

PAGE PAGE 12 浅谈碳纤维加固技术在工程中的应用 摘 要：通过碳纤维材料在结构加固中的应用分析，对碳纤维加固技术的优点进行了阐述，介绍了碳纤维加固技术的施工工艺流程和质量控制措施，分析了影响碳纤维布加固质量的因素，提出施工中应注意的要点。通过材料价格、施工操作及维修成本等三方面的技术经济分析可以看出，碳纤维材料加固混凝土具有优良的性能价格比，科技含量高，技术先进，与其他加固技术相比，在综合工程经济性能方面具有很强的竞争力。 在混凝土加固工程，碳纤维材料加固技术具有良好的技术经济效益、社会效益和环境效益，能有效提高了原有结构的承载能力和结构耐久性。随着整个社会经济的发展，这种技术必将成为未来结构加固技术的主流。 关键词：碳纤维；加固技术；施工工艺；质量控制 一、绪论 混凝土是土木建筑工程中应用量最大、面最广的材料，自1824年水泥问世及随之诞生的混凝土与钢筋混凝土以来，至今已有100多年的历史。然而随着使用年限的增加，现有的许多桥梁、隧道、建筑物以及其它生命线设施等基础结构、设施由于地理环境、自然灾害、施工质量、地震、战争等方面的原因，这些工程的耐久性受到严峻的考验。同时，由于外界腐蚀、结构改进、使用功能改变、设计规范要求提高以及材料缺陷、火灾破坏等原因，大量的现有结构急需提高结构构件的抗弯、抗剪、抗拉、抗震和抗压等承载能力。世界各国每年要耗巨资用于加固维修土木工程结构设施。 因此，怎样对大量的现有基础设施和建筑进行改造和翻新，最大程度地利用现有的资源，是当今世界各国研究的一个重要课题。统计资料显示，改建比新建工程可节约投资约40％，缩短工期约50％，投资回收比新建建筑快3～4倍。 目前在工程维修加固中采用的加固技术，通常包括增大截面法、外包钢加固法、预应力加固法、改变受力体系加固法、粘钢加固法及纤维增强复合材料片材加固法等。传统加固补强技术整体水平比较落后，施工方法和工艺比较复杂，设备繁多且受场地等因素的限制，作为新兴的纤维增强材料加固技术，特别是碳纤维加固法(碳纤维加固是近年来美日等国家所研发的应用在土木工程中的新型补强技术。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，利用其紧密粘着混凝土表面,使二者作为一个新的整体，共同受力，是一种非常简单且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物的荷重的前提下达到高效加固的目的。)修复混凝土结构具有高强高效、施工便捷、耐腐蚀、自重轻、不增加结构尺寸等明显的优点，深受工程界的重视和推崇。近几年来，这项技术己成为土木工程领域研究的热点，开发研究和工程应用迅猛发展。 二、工程概况及加固设计 海口市国家税务局，海南省地方税务局投资兴建的海神公寓地下室顶板加固工程，因露筋现象严重，根据海口市建筑工程质量检测中心《钢筋力学及工艺性能检测报告》，委托编号20-2000708-0202GY，钢筋未能满足规范要求，故原设计二级钢予以降级使用相当于一级钢,据此对该顶板的梁板予以加固处理。 根据建筑结构荷载规范(GB50009-2001)及碳纤维片材加固混凝土结构技术规程(CECS146:2003)，碳纤维采用0.167mm厚，抗拉强度标值不小于3000Mpa，弹性模量不小于210000Mpa，伸长率不小于1.5%。 1、混凝土表面处理：按加固设计部位放线定位，被粘贴的混凝土结构表面应打磨平整，除去表层浮浆、油污等杂质，直至完全露出混凝土结构新面。转角粘贴处应进行导角处理并打磨，成圆弧状，圆弧半径不应小于20mm，混凝土表面应清理干净并保持干燥。 2、钢筋除锈处理：对于长期裸露在外、锈蚀严重的钢筋，应先用铁件敲去钢筋表面的氧化皮、块状铁锈等，然后用化学阻锈剂对锈蚀钢筋表面进行反复除锈，达到光亮见新。 3、涂刷底层树脂：按工艺规定配制底层树脂，采用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面，宜在底层树脂表面指触干燥后，尽快进行下一工序的施工。 4、找平处理：按工艺规定配制找平材料，应对混凝土表面凹陷部位用找平材料填充平整，不应有棱角。转角处应采用找平材料修理成光滑的圆弧,不应小于20mm。 5、粘贴碳纤维：按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布；按工艺规定配制浸渍胶，并均匀涂抹于粘贴部位；将碳纤维布用手轻压贴于需粘贴的位置，宜用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸渍树脂充分浸透碳纤维滚压时不得损伤碳纤维布；在碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂；在碳纤维表面的浸渍树脂上粘一层粗砂或豆石，后抹一层厚15mm纤维砂浆加以防护。 三、碳纤维布加固主要施工工艺 (一)、碳纤维布加固执行标准： 《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006 《混凝土结构加固技术规范》CECS25:90 《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004 《混凝土结构工程