浅析碳纤维在混凝土结构加固中的应用(2)
作者:佚名; 更新时间:2014-12-04

  配制底层用胶并涂敷,根据气温及施工粘贴结构件的具体情况决定涂敷的厚薄(一般≤4mm),特别是冬季,气温低于5℃不宜施工,雨天也不宜施工。
  首先,把结构胶(底胶)用滚筒刷涂抹于混凝土表面,在搭接、拐角部位可多涂一些,当底层胶固化(底胶表面指触感干燥)后,用磨平机将凸起不平处磨平,为下一道工序作好准备,然后涂刷浸渍胶,粘贴碳纤维。现场要注意通风,作好劳动保护。
  进行粘贴碳纤维(已做过品质检查)时,首先根据要求裁好所需尺寸,再配制浸渍胶液,一次配胶量要以可使用期内施工所需量为限。最后进行粘贴,粘贴时尽量不使空气进入粘接碳纤维布和胶粘剂之间,碳纤维布沿纤维方向的搭接长度≥100mm。贴好一层最好放置数小时,以达到脱泡、浸润的效果。随着结构胶粘剂反应使粘度增高固化(碳纤维表面指触感干燥为宜),再涂第二层时就可达到良好的效果,多层粘贴重复以上步骤,在最后一层碳纤维布表面均匀涂抹浸渍胶。冬季最好一天粘贴一层,在其固化时要防雨淋、防风砂。固化好后根据要求进行表面涂装,完成施工。
  
  4 碳纤维加固工程性能评价
  
  4.1 碳纤维材料性能评价
  碳纤维的弹性模量与钢材较为接近,极适合于钢筋砼结构的加固修复,同时,碳纤维的抗拉强度为普通钢材的10倍,在达到相同加固效果的情况下,碳纤维的用量比钢材少得多。
  碳纤维重量仅为200-300g/m2,约为3mm厚钢板的1/100,几乎不增加结构自重,不会引起结构的连锁补强。
  根据有关资料,在弱酸环境中,经过一万次的冻融循环,干湿交替,一定光照时间,70℃热水中浸泡30天等作用下,碳纤维的耐久性能、抗腐蚀性能、耐老化性能均无降低,疲劳强度仍保留80%。
  4.2 碳纤维工程技术经济性能评价
  与传统的加固技术相比,碳纤维加固砼技术具有良好的经济性能,虽然表面上看,碳纤维材料价格相对要高一些,但实际用于加固工程时,其综合造价却较低。碳纤维加固工程不需要大型施工机具和辅助机械,节省了台班费用;碳纤维属于轻质柔性材料,易于施工,降低了人工费用;碳纤维具有良好的耐腐蚀性能,不需要定期维护,节省了维护费用;当碳纤维批量使用时,其材料价格也不断下降。
  4.3 碳纤维工程适用范围评价
  从受力性能角度,碳纤维具有很高的拉伸强度和疲劳性能,主要适用于砼构件受拉区域的加固,尤其适用于桥梁等承受动力荷载的大中型结构的抗震加固。从材料特征角度,碳纤维为柔性卷材,根据施工需要可加工成U型或圆形,可用于结构梁、柱等的抗压和抗剪加固,防治及修补墙体中的温度裂缝,提高砖砌体结构的抗震能力。从实践应用角度,碳纤维加固砼技术由于避免了其它加固方法增大结构尺寸、减少建筑使用空间、增加自重、施工周期长、耐腐蚀性能差等缺点,目前已广泛应用于桥梁、道路、地下结构、高耸高层结构、工业厂房等建筑结构的加固。
  4.4 碳纤维工程技术特点评价
  加固结构作为二次组合结构,是通过新旧两部分整体工作,提高建筑的承载能力,与传统的加大截面法、外包钢板法、缠绕钢丝法、预应力法相比,碳纤维加固砼技术无须对砼结构打孔穿洞,不会造成结构加固损伤,不用担心由于结构新旧结合处应力集中而减弱加固效果。与较为先进的粘钢板加固技术相比,碳纤维加固不需要辅助机具,施工简便,有效粘贴面积易于保证,施工功效较高。与玻璃纤维、尼龙纤维加固技术相比,由于碳纤维的比模量、比强度较高,柔韧性、耐腐蚀、抗老化性较好,使得碳纤维加固构件的延性改善程度较高,适用范围较广,利用年限较长。
  
  结论
  
  碳纤维材料在结构加固工程中的应用越来越广泛,在已有的加固方法中,碳纤维材料以其优异的力学性能,简便的施工工艺与良好的效果得到普遍认同。
  碳纤维补强加固混凝土结构技术作为一种技术含量高的建筑物补强加固方法,具有很高研究,推广价值和社会经济效益。
  
  参考文献
  [1]《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》 CECS146:2003.
  [2]《混凝土结构加固技术规范》.
  [3]赵彤,谢剑.碳纤维布补强加固混凝士结构新技术[M].天津大学出版社,2001.
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