摘要：碳纖維加固技術(shù)是一門新型、高效的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)。本文首先簡(jiǎn)要介紹了碳纖維加固技術(shù)的特點(diǎn)及其應(yīng)用領(lǐng)域，然后詳細(xì)討論了碳纖維加固技術(shù)的工藝要點(diǎn)。
Abstract: The carbon fiber reinforcement technology is a new, efficient technology of building structure reinforcement. This paper introduced characteristics and application fields of carbon fiber reinforcement technology firstly, and then discussed the key process points of carbon fiber reinforcement technology.
關(guān)鍵詞：碳纖維；加固技術(shù)；工藝要點(diǎn)
Key words: carbon fiber；reinforcement technology；key points of process
0引言
碳纖維加固技術(shù)是一門新型、高效的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，它是用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑將碳纖維布沿受拉方向或垂直裂縫方向粘貼在待補(bǔ)墻結(jié)構(gòu)上，使增強(qiáng)貼片與原有鋼筋混凝土共同受力，提高結(jié)構(gòu)的抗彎、抗剪能力，從而達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固、補(bǔ)強(qiáng)的目的。目前，此項(xiàng)技術(shù)在美國(guó)、日本、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)已有成熟的運(yùn)用，而國(guó)內(nèi)對(duì)此的研究和應(yīng)用相對(duì)比較滯后。
1碳纖維加固的特點(diǎn)
采用碳纖維布加固具有以下特點(diǎn)：①抗拉強(qiáng)度高。碳纖維材料的優(yōu)異物理力學(xué)性能，在加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)中可以提高混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的承載力和延性，改善其受力性能，達(dá)到高效加固修補(bǔ)的目的；②自重輕，基本不增加結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸。并且柔性好，易于裁剪，適用范圍廣；③加固后能大大提高結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性及耐久性，實(shí)驗(yàn)表明，碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)可以抗御建筑物經(jīng)常遇到的酸、堿、鹽對(duì)結(jié)構(gòu)物的腐蝕；④施工工期短；⑤施工便捷。不需大型施工機(jī)構(gòu)及周轉(zhuǎn)材料，無(wú)濕作業(yè)，施工占用場(chǎng)地少，經(jīng)濟(jì)性好。
2碳纖維加固的應(yīng)用領(lǐng)域
2.1 抗彎加固碳纖維材料具有很高的抗拉強(qiáng)度，可以用于混凝土構(gòu)件的抗彎加固。碳纖維用于抗彎加固時(shí)，纖維粘貼方向應(yīng)平行于構(gòu)件的主受力方向，并且在計(jì)算加固結(jié)構(gòu)的抗彎承載力時(shí)，也應(yīng)考慮對(duì)碳纖維極限強(qiáng)度的折減。
2.2 抗震加固試驗(yàn)研究表明，用碳纖維材料包裹鋼筋混凝土柱，使纖維方向與柱軸線相垂直，可以有效提高柱的延性和承載力，增加其抗震耗能能力。另外，剪力墻作為主要抗側(cè)力構(gòu)件，其破壞形態(tài)不外乎受彎延性破壞或受剪脆性破壞。用碳纖維來加固剪力墻，只要方法適當(dāng)，也可顯著提高其延性和承載力。因此，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震加固是碳纖維材料應(yīng)用的一個(gè)有效領(lǐng)域。但用碳纖維對(duì)柱或剪力墻進(jìn)行加固時(shí)，由于碳纖維本身屬預(yù)柔性材料，通過結(jié)構(gòu)膠與被加固結(jié)構(gòu)粘結(jié)，要求被加固結(jié)構(gòu)混凝土須滿足一定的強(qiáng)度要求，才有可能發(fā)揮碳纖維的加固效果。
3碳纖維加固的工藝要點(diǎn)
3.1 選用優(yōu)質(zhì)粘結(jié)劑用于建筑結(jié)構(gòu)加固的碳纖維材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能，但是碳纖維材料織成碳纖維布后，其中的各碳纖維絲很難完全共同工作，在承受較低的荷載時(shí)，各碳纖維絲逐漸斷裂，直至整體破壞。而使用粘結(jié)劑后，各碳纖維絲能很好地共同工作，大大提高碳纖維布的抗拉強(qiáng)度，故碳纖維加固首先必須使碳纖維布中的碳纖維絲能共同工作。因此粘結(jié)劑對(duì)碳纖維布的加固起著關(guān)鍵的作用，它既要確保各碳纖維絲共同工作，同時(shí)又確保碳纖維布與結(jié)構(gòu)共同工作。
3.2 基底處理混凝土表面如出現(xiàn)脫落、空鼓、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應(yīng)予以剔除，基底處理干凈，便于粘結(jié)劑與砼面牢固地結(jié)合。對(duì)于較大面積的劣質(zhì)層，在鑿除后應(yīng)用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修復(fù)。用混凝土角磨機(jī)、砂紙等機(jī)具除去混凝土表面的松散物、油污等雜物，構(gòu)件基面的混凝土要打磨平整。混凝土表面最好用脫脂棉沾丙酮擦拭，若有漏水現(xiàn)象要作止水、導(dǎo)水等處理，被加固結(jié)構(gòu)表面處理的好壞直接影響加固質(zhì)量。
3.3 底膠的配置按配合比主劑∶固化劑＝3:1配置底膠。將主劑與固化劑先后置于容器中，用彈簧秤計(jì)量，電動(dòng)攪拌器均勻攪拌。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際氣溫決定用量并嚴(yán)格控制使用時(shí)間，一般情況下20-50min內(nèi)用完。
3.4 碳纖維布粘貼與控制首先按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維布，再配制浸漬膠液，然后均勻涂抹于待粘貼的部位，嚴(yán)禁出現(xiàn)漏刷現(xiàn)象，特別注意要粘貼碳纖維的邊緣部位。然后粘貼碳纖維布，粘貼時(shí)盡量不使空氣進(jìn)行粘接碳纖維布和膠粘劑之間，在確定所粘貼部位無(wú)誤后，用刮板反復(fù)沿纖維方向滾壓，去除氣泡，并使粘結(jié)膠充分浸透碳纖維布，并用刮板刮涂碳纖維布表面粘結(jié)膠，使之均勻。
3.5 成品保護(hù)及不合格品的控制加固后的碳纖維布表面采用抹灰或噴防火涂料進(jìn)行保護(hù)。施工結(jié)束后的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收以評(píng)定碳纖維布與混凝土之間的粘結(jié)質(zhì)量為主，用小錘等工具輕輕敲擊碳纖維布表面，以回音判斷粘結(jié)效果。
4結(jié)束語(yǔ)
碳纖維材料在結(jié)構(gòu)加固工程中的應(yīng)用越來越廣泛，在已有的加固方法中，碳纖維材料以其優(yōu)異的力學(xué)性能，能有效地傳遞新增荷載，材料采購(gòu)和施工簡(jiǎn)捷，簡(jiǎn)便的施工工藝與良好的效果得到普遍認(rèn)同。碳纖維加固技術(shù)作為一種技術(shù)含量高的建筑物補(bǔ)強(qiáng)加固方法，與傳統(tǒng)的加固技術(shù)相比，碳纖維布加固混凝土技術(shù)具有良好的綜合經(jīng)濟(jì)性能，采用碳纖維加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)有著廣闊的應(yīng)用前景，具有很高研究?jī)r(jià)值、推廣價(jià)值和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
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