碳纖維加固生產(chǎn)
碳纖維加固包括碳纖維布加固和碳纖維板加固兩種。碳纖維材料用于混凝土結(jié)構(gòu)加固修補的研究始于80年代美、日等發(fā)達國家。我國的這項技術(shù)起步很晚,但隨著我國經(jīng)濟建設(shè)和交通事業(yè)的飛速發(fā)展,現(xiàn)有建筑中有相當(dāng)一部分由于當(dāng)時設(shè)計荷載標(biāo)準低造成歷史遺留問題,一些建筑由于使用功能的改變,難以滿足當(dāng)前規(guī)范使用的需求,亟需進行維修、加固。目前常用的加固方法有很多,如:加大截面法、外包鋼加固法、粘鋼加固法、碳纖維加固法等。碳纖維加固修補結(jié)構(gòu)技術(shù)是繼加大混凝土截面、粘鋼之后的又一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)。
技術(shù)標(biāo)準
國內(nèi)最早通過的規(guī)范是2003年《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》,其編號為CECS146:2003,
已經(jīng)被最新的國家標(biāo)準規(guī)范2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》代替,其編號為GB 50367-2013.
碳纖維加固最近的國標(biāo)是《結(jié)構(gòu)加固修復(fù)用碳纖維片材》GB/T 21490-2008,08年10月1日起執(zhí)行。
《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》
材料特點
碳纖維與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補強相比,具有節(jié)省空間,施工簡便,不需要現(xiàn)場固定設(shè)施,施工質(zhì)量易保證,基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重,耐腐蝕、耐久性能好等特點。另外,采用該工法,可大大提高建筑物的使用壽命,降低加固成本。因此,碳素纖維作為劃時代的補強材料,而備受青睞和關(guān)注。
(1)抗拉強度高,是同等截面鋼材的7-10倍。
(2)重量輕,密度只有普通鋼材的1/4。
(3)耐久性好,可阻抗化學(xué)腐蝕和惡劣環(huán)境、氣候變化的破壞。
(4)施工方便快捷、省力節(jié)時、施工質(zhì)量易于保證。
(5)適用范圍廣,混凝土構(gòu)件、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)均可進行加固??纱蠓忍岣邩?gòu)件的承載能力、抗震性能和耐久性能。
適用范圍
目前碳纖維加固技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。碳纖維加固混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的研究比較成熟,而碳纖維加固砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)的研究還處于初始階段。碳纖維加固技術(shù)應(yīng)用前景廣闊,研究碳纖維加固技術(shù)對工程實踐有重要的意義,對碳纖維加固技術(shù)的研究進行整理,能為相關(guān)研究人員了解這一領(lǐng)域的研究成果和開展研究提供參考。 [1] 更多還原
碳纖維加固法可用于混凝土結(jié)構(gòu)抗彎、抗剪加固,同時廣泛用于各類工業(yè)與民用建筑物、構(gòu)造物的防震、防裂、防腐的補強。
·混凝土結(jié)構(gòu)物、橋梁及建筑物的梁、柱、面板加固。
·隧道、港灣設(shè)施、煙囪、倉庫、廠房的加固。
·受鹽害的混凝土、橋梁以及河川構(gòu)造物的防護和加固。
工藝原理
將抗拉強度極高的碳纖維用環(huán)氧樹脂預(yù)浸成為復(fù)合增強材料(單向連續(xù)纖維);用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補強的結(jié)構(gòu)上,形成一個新的復(fù)合體,使增強粘貼材料與原有鋼筋混凝土共同受力增大結(jié)構(gòu)的抗裂或抗剪能力,提高結(jié)構(gòu)的強度、剛度、抗裂性和延伸性。
工藝流程
工藝流程可以歸納為:
施工準備
砼表面處理
涂刷底膠
構(gòu)件表面殘缺面修補
粘貼碳纖維
表面養(yǎng)護
找平材料配置
底層或樹脂配制
浸漬樹脂配制
操作要點
1. 混凝土表面處理
1 將混凝土構(gòu)件表面的殘缺、破損部分清除干凈。
2 對經(jīng)過剔鑿、清理和露筋的構(gòu)件殘缺部分,進行修補、復(fù)原。
3 裂縫修補:縫寬小于0.2mm的裂縫,用環(huán)氧樹脂進行表面涂刷密封;大于0.2mm的裂縫用環(huán)氧樹脂灌縫。
4 打磨:將構(gòu)件表面凸出部分(混凝土構(gòu)件交接部位、模板的接槎等)打磨平整,修復(fù)后的構(gòu)件表面盡量平順。
5 清洗打磨過的構(gòu)件表面,并使其充分干燥。
2. 缺陷部位涂刷底膠
將配好的底膠(粘結(jié)劑),用涂刷均勻于缺陷部位的砼表面。
3. 構(gòu)件表面殘缺面的修補
用環(huán)氧膩子對構(gòu)件表面殘缺面的修補是十分重要的一步,要點如下:
1 膩子主劑、固化催進劑、固化劑按規(guī)定比例稱量準確,裝入容器,用攪拌器攪拌均勻。
2 構(gòu)件表面凹陷部位用環(huán)氧膩子填平,修復(fù)至表面平整。在殘缺修補中使用環(huán)氧膩子時,要在氣溫-5℃以上,相對濕度小于85%的條件下施工。膩子涂刮后,表面仍存在的凹凸糙紋,應(yīng)再用砂紙打磨平整。
4. 涂刷底膠
將配好的底膠(粘結(jié)劑),用滾筒均勻涂刷于需要粘結(jié)的砼表面。
5. 粘貼碳纖維
粘貼碳纖維材料之前,首先應(yīng)確認粘貼表面干燥。氣溫在-10℃以上,相對濕度RH>85%時,如無有效措施不得施工。為防止碳纖維受損,在碳纖維材料運輸、儲存、裁切和粘貼過程中。應(yīng)用鋼直尺與壁紙刀按規(guī)定尺寸切斷碳纖維材料,每段長度一般以不超過6m為宜。為防止材料在保管過程中損壞,材料的裁切數(shù)量應(yīng)按當(dāng)天的用量裁切為準。碳纖維縱向接頭必須搭接20cm以上。該部位應(yīng)多涂樹脂,碳纖維橫向不需要搭接。其施工工藝要點如下:
1 粘貼樹脂的主劑、固化催促劑和固化劑應(yīng)按規(guī)定的比例稱量準確,裝入容器,用攪拌器攪拌均勻。一次調(diào)和量應(yīng)以在可使用時間內(nèi)用完為準。
2 粘貼時,在碳纖維和樹脂之間盡量不要有空氣??捎昧_拉(專用工具)沿著纖維方向在碳纖維材料上滾壓多次,使樹脂滲浸入碳纖維中。
6. 養(yǎng)護
粘貼碳纖維材料后,需自然養(yǎng)護1-2小時達到初期固化,應(yīng)保證固化期間不受外界干擾和碰撞。
7. 涂裝
若加固補強構(gòu)件需要防火時, 可在樹脂固化后涂刷耐火涂層。涂裝應(yīng)在樹脂初期固化后進行,并應(yīng)遵守所用涂料的相關(guān)標(biāo)準和施工規(guī)定。 [1]
加固材料
符合國標(biāo)GB50367-2006規(guī)定的碳纖維加固材料有:
1),碳纖維單向織物布復(fù)合材,200克,300克,以及碳纖維條形板
2),S玻璃布,300克--450克
3),E玻璃纖維單向織物(布)300克--450克
4),改性環(huán)氧樹脂,用于粘接纖維布
5)碳纖維板,分1.2mm和1.4mm厚兩種。 [2]
碳素纖維加固材料是高強度碳纖維單向排列,用微量的樹脂浸滲后作為混凝土的修復(fù)補強材料,其抗拉強度大約是鋼筋的10倍,并且具有重量輕、高彈性、高強度、高耐久性等特性。目前常用的碳纖維加固材料有國產(chǎn)的北京元邦、上海同砼、山東鑫碩、,進口的有日本東麗,日本日新,美國赫氏Hexcel,新日本石油.....等
機具設(shè)備
主要機具有砂輪切割機、角磨機、滾刷等,一般在2~4臺即可滿足工程要求。
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