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碳纖維布(芳綸布)加固修補(bǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)是一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù),,它是利用樹脂類粘結(jié)材料將碳纖維布(芳綸布)粘貼于混凝土表面,,以達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)及構(gòu)件加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。碳纖維材料(芳綸布)用于混凝土結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)的研究始于80年代美,、日等發(fā)達(dá)國家,,我國起步很晚,近幾年,,由于碳纖維的價(jià)格降低,,也開始大量用于建筑物,、橋梁、市政,、地鐵等方面的補(bǔ)強(qiáng)加固,,由于其具有高強(qiáng)度、重量輕,、耐久性及優(yōu)良的施工性,,在橋墩、樓板,、梁柱及煙囪等加固方面使用效果良好,,在航空、航天,、汽車,、環(huán)境工程、化工,、能源,、交通、建筑,、電子,、運(yùn)動(dòng)器材等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
適用范圍:
1,、適用于梁,、板的抗彎補(bǔ)強(qiáng)、抗剪補(bǔ)強(qiáng),、抗疲勞補(bǔ)強(qiáng),。
2、柱,、墩的補(bǔ)強(qiáng):中心受壓柱的抗壓補(bǔ)強(qiáng),,偏心受壓柱的補(bǔ)強(qiáng),抗震性能補(bǔ)強(qiáng),。
3,、剪力墻補(bǔ)強(qiáng),高聳結(jié)構(gòu),,如煙囪,、水塔、筒倉,、高桿燈架等,,受力情況與墩柱類似,補(bǔ)強(qiáng)方法也類同
4,、環(huán)形受力結(jié)構(gòu),,如水池,、罐體的抗張力側(cè)壁,可在單側(cè)或雙側(cè)纏繞粘貼,。
5,、涵洞、隧道及襯砌的補(bǔ)強(qiáng),。
工藝特點(diǎn):1,、碳纖維片材自重輕、厚度小,,密度只有普通鋼材的1/4,;基本不增加結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸抗拉強(qiáng)度*,是普通鋼材的10倍,;能靈活地用于抗彎,、抗剪及軸壓加固,。
2,、施工簡便(不需大型施工機(jī)構(gòu)及周轉(zhuǎn)材料),沒有濕作業(yè),,易于操作,,經(jīng)濟(jì)性好
3、具有柔韌性,,能包裹復(fù)雜外形的構(gòu)件,,適用于各種構(gòu)件表面。
4,、抗堿,、抗腐、抗酸,,抗震性能好,,突出的抗疲勞能力,*荷載作用下抗蠕變,。
5,、適用范圍廣,施工工期短,。
碳纖維布(芳綸布)施工程序
1,、施工準(zhǔn)備
擬定施工方案和施工計(jì)劃,應(yīng)對(duì)所使用的碳纖維片材,、配套樹脂,、機(jī)具等作好施工前的準(zhǔn)備工作。
2,、混凝土表面處理
清除被加固構(gòu)件表面的剝落,、疏松,、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土,,露出混凝土結(jié)構(gòu)層,,并用修復(fù)材料將表面修復(fù)平整。按設(shè)計(jì)要求對(duì)裂縫進(jìn)行灌縫或封閉處理,。
3,、配制并涂刷底層樹脂
按供應(yīng)商提供的工藝規(guī)定配制底層樹脂,將底層樹脂均勻涂抹于混凝土表面,。在樹脂表面指觸于燥后立即進(jìn)行下一步工序施工,。
4、配制找平材料并對(duì)不平整處修復(fù)
對(duì)混凝土表面凹陷部位用找平材料*平整,,轉(zhuǎn)角處應(yīng)用找平材料修復(fù)為光滑的圓弧,,半徑應(yīng)不小于20mm。
5,、粘貼碳纖維(芳綸布)片材
①按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維布,;②配制浸漬樹脂并均勻涂抹于所要粘貼構(gòu)件;③沿著纖維方向多次滾壓,,擠除氣泡,,使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布;④碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹脂,。
6,、表面防護(hù)
按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定處理,并保證防護(hù)材料與碳纖維片材之間有可靠的粘結(jié),。
碳纖維布施工安全及注意事項(xiàng)
1,、碳纖維布為導(dǎo)電材料,施工碳纖維片材時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離電氣設(shè)備及電源,,或采取可靠的防護(hù)措施,。
2、施工過程中應(yīng)避免碳纖維布的彎折,。
3,、碳纖維布配套樹脂的應(yīng)密封儲(chǔ)存,遠(yuǎn)離火源,避免陽光直接照射。
4,、樹脂的配制和使用場(chǎng)所,,應(yīng)保持通良好。
5,、現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)采取相應(yīng)的勞動(dòng)保護(hù)措施,。
碳纖維布加固技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用已較成熟,主要集中在以下幾個(gè)方面,。
(1)提高受剪承載力
碳纖維布對(duì)構(gòu)件抗剪的貢獻(xiàn)類似于箍筋的作用,,與混凝土共同承受剪力,。另外,碳纖維布具有對(duì)核心混凝土的約束作用,,并能承擔(dān)拉應(yīng)力,,防止主筋過早屈服,抑制剪切裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,。因此,,碳纖維布可以明顯提高鋼筋混凝土構(gòu)件的受剪承載力,增強(qiáng)構(gòu)件的變形能力,。影響受剪加固效果的主要因素有碳纖維布的材料性能,、碳纖維布的寬度和層數(shù)、粘結(jié)劑質(zhì)量,、粘貼質(zhì)量,、剪跨比、加固前構(gòu)件的受荷情況,、錨固方式等[2,、3].
(2)提高受彎承載力
由于碳纖維布具有抗拉強(qiáng)度高的特性,可以將碳纖維布粘貼在構(gòu)件的受拉表層,,使之與混凝土共同承擔(dān)拉應(yīng)力,,以提高構(gòu)件的受彎承載力,,達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的,。粘貼碳纖維布后,受彎構(gòu)件的受彎承載能力明顯提高,,有效的抑制了裂縫的開展,,構(gòu)件的變形能力和延性性能得到顯著改善[4].影響受彎加固效果的主要因素有碳纖維布的材料性能、碳纖維布的寬度和層數(shù),、粘結(jié)劑質(zhì)量,、粘貼質(zhì)量、加固前構(gòu)件的受荷情況,、縱筋配筋率,、構(gòu)件截面尺寸等[4、5].
(3)提高抗震能力
由于碳纖維布能夠約束構(gòu)件的開裂,,提高構(gòu)件的剛度和抵抗變形的能力,,當(dāng)需要提高構(gòu)件的抗震能力時(shí),亦可用碳纖維布進(jìn)行增強(qiáng)和增韌,。尤其對(duì)于鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)和受軸向力作用的鋼筋混凝土柱,,往往要求進(jìn)行構(gòu)件的抗震設(shè)計(jì)。采用碳纖維布粘貼于梁柱節(jié)點(diǎn)范圍,,或?qū)︿摻罨炷林M(jìn)行包裹,,可以明顯改善結(jié)構(gòu)中混凝土構(gòu)件的延性,,增加耗能能力,具有良好的抗震加固效果[6].此時(shí),,應(yīng)考慮軸壓比,、碳纖維布用量、配箍率,、長細(xì)比等因素對(duì)碳纖維布加固構(gòu)件的變形能力和抗震性能的影響,。
(4)提高抗疲勞能力
對(duì)于承受動(dòng)力荷載或重復(fù)荷載的構(gòu)件,設(shè)計(jì)時(shí)要求具有足夠的抗疲勞性能,,抗疲勞能力的大小與其截面尺寸,、配筋率、縱筋類型和荷載級(jí)別等有關(guān),。用碳纖維布進(jìn)行鋼筋混凝土梁和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁的加固,,經(jīng)200 萬次重復(fù)荷載作用后,加固構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度不會(huì)降低,,也不會(huì)發(fā)生剝落和脆斷現(xiàn)象[7].如果采用預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固的形式,,預(yù)應(yīng)力碳纖維布的存在,使構(gòu)件中縱筋的應(yīng)力幅值有所降低,,減少了發(fā)生疲勞破壞的可能,。而始終處于高應(yīng)力狀態(tài)的碳纖維布具有良好的抗疲勞性能。其綜合效應(yīng)使所加固構(gòu)件的疲勞壽命大大提高,,疲勞變形有所減小,,構(gòu)件的疲勞抗裂性能得到較大提高,從而延長構(gòu)件的使用壽命,。