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粘貼碳纖維布加固

碳纖維布加固混凝土結構技術是采用配套膠粘劑將碳纖維布粘貼于混凝土表面,起到結構補強和抗震加固的作用。廣泛使用于建筑物梁、板、柱、墻的加固,并可用于橋梁、隧道等其它土木工程的加固補強。

碳纖維織物材料的特點:

(1)輕質、高強、厚度;

(2)優質的耐久性、突出的抗疲勞能力;

(3)抗堿、抗腐、抗酸及耐腐蝕性;

(4)張力均勻,不扭曲變形;

(5)強度高,能靈活地用于抗彎、抗剪及軸壓加固;

(6)施工便捷。

 
       
     
   
 

碳纖維配套樹脂分為:

a. 底膠:

底膠是雙組分、低粘度、高滲透性環氧類膠粘劑。對混凝土有優良的封閉性及粘接力,保證混凝土結構與碳纖維復合體系之間的最大應力傳遞,尤其適合用于標號較低、多毛細孔的混凝土基面。

使用方法:將底膠與底膠固化劑按配比混合,充分攪拌均勻,放置5-10min熟化,然后用適當工具將配好的底膠刷于混凝土基面上,涂刷底膠前基面應保證干燥、清潔。底膠適合使用溫度為-5℃~40℃,施工溫度較低時在配比范圍內可略增加固化劑用量。底膠的用量隨混凝土的疏松程度而變化。疏松的基面,有時可能需涂刷兩遍以上,直至封閉基面。反之,致密的混凝土基面用量較小,高強度、高密度的混凝土基面,甚至可以不用。底膠硬化后方可進行下道工序。

 
   
 

b. 找平膠:

找平膠是雙組分,用于涂刷過底層樹脂的混凝土表面的孔洞抹平,并將待加固構件(如梁、墻)的轉角部位修補成圓弧。

使用方法:按產品配比配制結構膠,對混凝土表面缺陷及轉角部位進行找平,針對混凝土表面條件的缺陷程度,適當增減膠的用量。

c.面膠:

面膠是雙組分,無溶劑、高強度的環氧類膠粘劑,對碳纖維材料有良好的浸潤性,面膠浸潤到碳纖維片材中形成的復合材料具有極強的力學性能和優良的耐久性能。面膠在保證良好浸潤性能的同時,也具有較好的觸變性能,使垂直面施工流淌性較小。

使用方法:根據施工環境溫度選用面膠,5℃~40℃選用常規膠,其配比隨施工環境溫度變化而略有不同。-5℃~5℃選用冬季特種面膠,使用時兩種組分應充分混合均勻,放置5min左右熟化。即配即用,以保證膠的浸潤性,最重要的是施工工具與方法應保證膠能浸潤到碳纖維片材中,形成的碳纖維復合材料應做到平整、無空鼓,在面膠尚未硬化前應做檢查,及時修復。

碳纖維加固施工工藝

主要工藝流程:

定位放線→基層處理(砼面層處理)→找平處理→涂刷底層樹脂→粘貼碳纖維片材→涂刷面料→固化養護→竣工驗收

1、定位放線

按設計要求在部位放線,放線寬度應在粘碳投影面外圍加寬20mm,這樣在用丙酮或酒精擦拭砼面時,便可減少對粘貼面的污染。

2、基層面處理

(1)用電錘將原混凝土面層剔除(如有抹灰層,亦應剔除),露出原混凝土基層,用角磨機打磨混凝土表面浮漿層,打磨寬度為每邊比片材寬度多1~2cm,去除表面水泥灰漿直至露出混凝土堅實層,粗糙程度越大越好。用壓縮空氣除去灰塵,粘貼前用棉絲蘸丙酮或酒精刷拭表面除去浮塵及油污。由于預制板脫離劑等化學物質的存在,可能影響底膠的粘結性,所以基面打磨必須全面徹底。如清除表面遇有蜂窩麻面,應用修補料將表面修補找平;如原混凝土有裂縫,應進行灌膠或封閉處理。

(2)轉角處曲面半徑:梁邊、墻角直角處用角磨機進行倒角處理,轉角的曲面半徑R不小于20mm以保證碳纖維在轉角處的圓滑過渡,并不會損傷碳纖維絲。

(3)表面處理完之后,用壓縮空氣機將粉塵完全吹凈。

3、找平處理

用計量器配制找平材料,充分攪拌至顏色完全均勻。打底膠每平米使用量為0.2Kg左右。

混凝土表面若有局部凹凸不平往往造成碳纖維粘結不良,用修復材料修補至平緩。待修復材料表面指觸干燥時即可進行下一步工序施工。

4、涂刷底層樹脂

用滾桶刷將底層樹脂均勻涂抹于混凝土表面。待樹脂表面指觸干燥時即進行下一步工序施工。

5、粘貼片材

按設計要求的尺寸裁剪片材,需注意的是,碳纖維布裁剪應沿著纖維絲的方向(由其受力方式決定),且裁剪后的碳布不可折疊以避免損傷纖維絲,而應小心的卷起。配制浸漬樹脂并均勻涂抹于所要粘貼的部位。按照放線的位置沿纖維方向粘貼片材。用羅拉沿纖維方向多次滾壓,擠出氣泡并使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布。滾壓時不準損傷片材。

此外,粘貼施工中常發生以下問題,按如下方法處理:

(1)轉角部位(如梁、柱)粘貼時容易發生粘結不牢、纖維布浮起現象,此時應增加浸漬樹脂的用量;

(2)降雨時的雨水、刮風時的沙塵容易附著時,應使用苫布及時遮蓋加以保護;

(3)施工中出現結露現象時,應采取用干燥的布擦拭等應急措施。

6、涂刷面料

碳纖維布粘貼后,再在其表面涂刷一層面膠。

7、固化養護

為減少雨水、砂、灰塵等對施工質量造成的不利影響,在粘貼完碳纖維后應加強成品的養護措施,并根據環境溫度的不同確定養護周期的長短。

環境溫度在20℃以上時,初期硬化養護時間約1天,養護1周后方可進行施工質量檢測;環境溫度在10℃~20℃時,初期硬化養護時間約1~2天,養護1~2周后方可進行施工質量檢測;環境溫度在10℃以下時,初期硬化養護時間約2天,養護2周后方可進行施工質量檢測。

粘貼后初期硬化期內,不允許對片材進行錘擊、移動或高溫處理。

8、竣工驗收

施工過程中,施工班組隨時進行自檢;完工后,首先由質檢員進行初驗,然后請甲方、監理方根據《碳纖維片材加固混凝土結構技術規程》的要求進行驗收。

主控項目為:

(1)碳纖維片材粘貼位置與圖紙位置相比,偏差≤10mm 尺測;

(2)碳纖維粘貼量≥設計要求面積實測計量;

(3)粘貼質量空鼓總面積小于粘結總面積的5% 錘擊法。
         
 
 
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