北京加固公司碳纖維加固施工詳細講解

碳纖(xian)維(wei)加(jia)(jia)(jia)固(gu)包括(kuo)碳纖(xian)維(wei)布加(jia)(jia)(jia)固(gu)和碳纖(xian)維(wei)板(ban)加(jia)(jia)(jia)固(gu)兩種(zhong)。碳纖(xian)維(wei)材料用(yong)(yong)于混凝(ning)土(tu)結構加(jia)(jia)(jia)固(gu)修補(bu)的(de)研究始于80年代美、日等發(fa)達國(guo)家。我國(guo)的(de)這項技(ji)術起步很晚，但隨著我國(guo)經濟建(jian)設和交通事業(ye)的(de)飛速(su)發(fa)展，現有建(jian)筑中有相當一(yi)部(bu)分由于當時(shi)設計荷載標準低造成歷史遺留(liu)問題，一(yi)些建(jian)筑由于使用(yong)(yong)功能的(de)改變，難以滿(man)足(zu)當前規范使用(yong)(yong)的(de)需求(qiu)，亟需進行維(wei)修、加(jia)(jia)(jia)固(gu)。目前常用(yong)(yong)的(de)加(jia)(jia)(jia)固(gu)方法有很多(duo)，如：加(jia)(jia)(jia)大截面(mian)(mian)法、外(wai)包鋼(gang)加(jia)(jia)(jia)固(gu)法、粘鋼(gang)加(jia)(jia)(jia)固(gu)法、碳纖(xian)維(wei)加(jia)(jia)(jia)固(gu)法等。碳纖(xian)維(wei)加(jia)(jia)(jia)固(gu)修補(bu)結構技(ji)術是繼加(jia)(jia)(jia)大混凝(ning)土(tu)截面(mian)(mian)、粘鋼(gang)之后的(de)又一(yi)種(zhong)新型的(de)結構加(jia)(jia)(jia)固(gu)技(ji)術。

技術標準

國內最早(zao)通(tong)過的(de)規范(fan)是2003年《碳纖維片材加固混凝土(tu)結構技術(shu)規程》，其(qi)編號(hao)(hao)為(wei)CECS146：2003,已(yi)經被最新的(de)國家(jia)標準規范(fan)2006《混凝土(tu)結構加固設計(ji)規范(fan)》代替(ti),其(qi)編號(hao)(hao)為(wei)GB  50367-2006.

碳(tan)(tan)纖維加(jia)固最近(jin)的國標是《結構加(jia)固修復用碳(tan)(tan)纖維片(pian)材(cai)》GB/T 21490-2008,08年10月(yue)1日起執行。

《工程(cheng)結(jie)構加固材料安全性鑒(jian)定技術規范》

材料特點

碳纖維(wei)與傳統(tong)的加(jia)(jia)大(da)混凝土截面或粘鋼混凝土補(bu)(bu)強相比，具(ju)有節(jie)省空間，施(shi)工簡便，不需要現(xian)場固定設施(shi)，施(shi)工質量易保證(zheng)，基本不增加(jia)(jia)結構尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能(neng)好等特點。另外(wai)，采用該工法(fa)，可(ke)大(da)大(da)提高建筑物的使(shi)用壽命，降低加(jia)(jia)固成本。因(yin)此(ci)，碳素纖維(wei)作為劃時代的補(bu)(bu)強材(cai)料，而備受青(qing)睞和(he)關注(zhu)。

(1)抗(kang)拉強度高，是同等截面鋼材的7-10倍。

(2)重量輕，密度只有普(pu)通鋼材的1/4。

(3)耐久性(xing)好，可阻抗化學腐蝕和惡劣環境、氣候變化的破壞(huai)。

(4)施工方便(bian)快捷、省力節時、施工質(zhi)量易于保證。

(5)適用范圍(wei)廣，混凝土構(gou)件、鋼結(jie)構(gou)、木結(jie)構(gou)均(jun)可(ke)(ke)進(jin)行加固。可(ke)(ke)大幅(fu)度(du)提高構(gou)件的承(cheng)載能(neng)力、抗震性能(neng)和耐久性能(neng)。

適用范圍

碳纖維(wei)加固法可(ke)用(yong)于混凝土(tu)結構(gou)抗彎、抗剪加固，同時廣泛用(yong)于各類工(gong)業與民用(yong)建筑物、構(gou)造物的(de)防(fang)震、防(fang)裂、防(fang)腐的(de)補強。

·混凝土結構物(wu)、橋梁(liang)及建(jian)筑物(wu)的梁(liang)、柱、面板加固。

·隧道、港(gang)灣設施、煙囪、倉庫(ku)、廠房(fang)的加固。

·受鹽害的(de)混凝土、橋梁以及河川構造物的(de)防護和加(jia)固。

工藝原理

將抗(kang)拉強(qiang)度(du)極(ji)高的(de)碳纖維(wei)用環氧樹(shu)脂預浸成(cheng)(cheng)為復合增強(qiang)材(cai)料(單向連(lian)續(xu)纖維(wei));用環氧樹(shu)脂粘結(jie)劑沿(yan)受(shou)拉方向或垂直于裂(lie)縫(feng)方向粘貼在要補(bu)強(qiang)的(de)結(jie)構(gou)上，形成(cheng)(cheng)一個新的(de)復合體，使增強(qiang)粘貼材(cai)料與原有鋼筋(jin)混凝土共同受(shou)力增大(da)結(jie)構(gou)的(de)抗(kang)裂(lie)或抗(kang)剪能力，提高結(jie)構(gou)的(de)強(qiang)度(du)、剛度(du)、抗(kang)裂(lie)性和延伸性。

工藝流程

工藝流程可以(yi)歸納為：施工準備——砼表(biao)面處(chu)理——涂刷底膠——構(gou)件表(biao)面殘缺(que)面修補(bu)——粘貼(tie)碳(tan)纖維——表(biao)面養(yang)護——找平材(cai)料配置——底層或(huo)樹(shu)脂(zhi)配制——浸漬樹(shu)脂(zhi)配制

操作要點

1.混凝土表面處理

1)將(jiang)混凝土構件表面(mian)的殘缺、破損部(bu)分清除(chu)干凈(jing)。

2)對經過剔鑿、清(qing)理和露筋的構件殘缺部分，進(jin)行修(xiu)補、復原。

3 )裂(lie)縫(feng)修(xiu)補：縫(feng)寬小于(yu)0.2mm的裂(lie)縫(feng)，用環氧樹脂進(jin)行表(biao)面(mian)涂刷密封;大于(yu)0.2mm的裂(lie)縫(feng)用環氧樹脂灌縫(feng)。

4 )打磨：將構(gou)件(jian)表(biao)面凸出部(bu)分(混凝土(tu)構(gou)件(jian)交(jiao)接(jie)部(bu)位(wei)、模板的(de)(de)接(jie)槎(cha)等)打磨平(ping)整(zheng)，修復后(hou)的(de)(de)構(gou)件(jian)表(biao)面盡量(liang)平(ping)順。

5 )清(qing)洗打(da)磨過(guo)的(de)構件表面(mian)，并(bing)使其充分干(gan)燥。

2.缺陷(xian)部位涂刷底膠

將(jiang)配好的底膠(粘(zhan)結(jie)劑)，用涂(tu)刷均勻于(yu)缺陷部位的砼(tong)表面。

3.構(gou)件表(biao)面殘缺面的修補

用環氧(yang)膩子(zi)對構件表面(mian)殘缺面(mian)的修(xiu)補是十分重要(yao)的一步，要(yao)點如下：

1)膩子主劑(ji)、固化(hua)催(cui)進劑(ji)、固化(hua)劑(ji)按規定比例稱(cheng)量(liang)準確，裝入(ru)容器(qi)，用攪拌器(qi)攪拌均勻(yun)。

2)構(gou)件(jian)表(biao)面(mian)(mian)凹陷部位(wei)用(yong)環氧膩(ni)子(zi)(zi)填平(ping)，修(xiu)(xiu)復至(zhi)表(biao)面(mian)(mian)平(ping)整(zheng)(zheng)。在(zai)殘(can)缺修(xiu)(xiu)補中使(shi)用(yong)環氧膩(ni)子(zi)(zi)時，要在(zai)氣溫-5℃以上，相對濕度小于85%的條件(jian)下施工。膩(ni)子(zi)(zi)涂(tu)刮后(hou)，表(biao)面(mian)(mian)仍存在(zai)的凹凸糙紋，應再用(yong)砂紙打磨(mo)平(ping)整(zheng)(zheng)。

4.涂刷底膠

將配(pei)好(hao)的(de)底(di)膠(粘(zhan)結劑)，用滾(gun)筒(tong)均勻(yun)涂刷(shua)于(yu)需要粘(zhan)結的(de)砼表面(mian)。

5.粘貼碳纖維

粘貼(tie)碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)維(wei)材(cai)料之前，首先(xian)應確(que)認粘貼(tie)表面干(gan)燥。氣溫(wen)在(zai)-10℃以(yi)上(shang)(shang)，相對濕度RH>85%時，如無有效措施不得施工。為防止碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)維(wei)受損(sun)，在(zai)碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)維(wei)材(cai)料運輸、儲存、裁(cai)切(qie)和粘貼(tie)過(guo)程(cheng)中。應用(yong)鋼直尺與壁紙刀按規定尺寸切(qie)斷碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)維(wei)材(cai)料，每段長度一(yi)般(ban)以(yi)不超過(guo)6m為宜。為防止材(cai)料在(zai)保管過(guo)程(cheng)中損(sun)壞(huai)，材(cai)料的(de)裁(cai)切(qie)數量(liang)應按當天的(de)用(yong)量(liang)裁(cai)切(qie)為準(zhun)。碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)維(wei)縱向接(jie)頭(tou)必(bi)須(xu)搭(da)接(jie)500px以(yi)上(shang)(shang)。該部位應多涂樹脂，碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)維(wei)橫向不需要搭(da)接(jie)。

其施(shi)工工藝要點如下：

1)粘貼(tie)樹脂的(de)(de)主(zhu)劑(ji)、固化(hua)催促劑(ji)和固化(hua)劑(ji)應按規定的(de)(de)比例(li)稱(cheng)量準確，裝入容器，用(yong)攪拌(ban)器攪拌(ban)均勻(yun)。一次調和量應以在可使用(yong)時間內用(yong)完為準。

2)粘貼時，在(zai)碳(tan)(tan)纖(xian)維(wei)和樹(shu)脂(zhi)(zhi)之間盡量不要有空氣。可用羅拉(專用工具(ju))沿(yan)著纖(xian)維(wei)方(fang)向在(zai)碳(tan)(tan)纖(xian)維(wei)材料(liao)上滾(gun)壓多次，使(shi)樹(shu)脂(zhi)(zhi)滲浸入碳(tan)(tan)纖(xian)維(wei)中。

6.養護

粘貼碳(tan)纖維材料(liao)后，需自(zi)然養護1-2小時達到初期(qi)固(gu)化，應保證固(gu)化期(qi)間(jian)不受外界干擾(rao)和碰撞。

7.涂裝

若加(jia)固(gu)補強構件(jian)需要防(fang)火時，可在樹(shu)脂固(gu)化(hua)后涂刷耐火涂層。涂裝應(ying)在樹(shu)脂初期固(gu)化(hua)后進(jin)行，并應(ying)遵守所用涂料的相關標(biao)準(zhun)和施工(gong)規定。

備注：加固材料

符合國標GB50367-2006規定的碳纖維(wei)加(jia)固材料有:

1),碳纖維單向(xiang)織(zhi)物布復(fu)合材(cai),200克,300克,以及碳纖維條形板

2),S玻璃布,300克(ke)--450克(ke)

3),E玻璃纖(xian)維單向織物(布)300克--450克

4),改性環氧(yang)樹(shu)脂,用(yong)于粘接纖維布

5),碳(tan)纖維(wei)板，分(fen)1.2mm和(he)1.4mm厚兩種。

機具設備

主要機具有砂輪(lun)切割機、角磨機、滾(gun)刷等，一般在2～4臺即可滿足工(gong)程要求。

勞動組織

每100M2面積碳(tan)纖(xian)維(wei)加(jia)固安排4名技術工人(ren)、6名普(pu)工。

質量要求

1.所有進場材料，包括碳纖維(wei)材料和膠結材料，必須符(fu)合質量標(biao)準，并具有出廠產品(pin)合格(ge)證(zheng)，符(fu)合工程(cheng)加固補強設計要求。

2.碳纖維(wei)材料在(zai)運輸、儲(chu)存(cun)中不(bu)得(de)受擠壓，以免(mian)碳纖維(wei)受損(sun)，也不(bu)得(de)直(zhi)接日曬和(he)雨淋，膠結材料應陰涼密(mi)閉儲(chu)存(cun)。

3.各(ge)工序的施工質(zhi)量，由技術人員(yuan)負責指導、監督，每一道(dao)工序完成后(hou)提請技術員(yuan)檢查、認可后(hou)，才(cai)能進行(xing)下道(dao)工序。

4.涂底層涂料

涂(tu)料(liao)應(ying)涂(tu)刷均勻、不(bu)得漏涂(tu)，嚴禁在不(bu)適合氣溫條(tiao)件下施工，添加溶(rong)劑稀釋后的涂(tu)料(liao)應(ying)在規定時間內用完(wan)。

溫度(du)低于(yu)7℃，相對濕度(du)RH<85%，混(hun)凝土表(biao)面含(han)水率在8%以下，無結(jie)露現象時，必須使用(yong)改性環氧樹(shu)脂。

5. 構件表(biao)面殘缺修補

構(gou)造物表(biao)(biao)面小孔、內(nei)角必須用環氧膩子修補(bu)平(ping)(ping)整，膩子涂刮(gua)后(hou)，表(biao)(biao)面仍存(cun)在的不(bu)平(ping)(ping)糙紋，應再用砂紙磨平(ping)(ping)。

6. 粘貼碳纖維

①貼(tie)碳纖維材料時須(xu)符合(he)下述(shu)條件(jian)：

a、碳纖維材料應按規定裁切。

b、氣(qi)溫、空氣(qi)濕度(du)、構件表面含水率等(deng)符合要求。

c、底層(ceng)涂(tu)料及膩子達到指觸干(gan)燥(樹脂(zhi)表面達到固(gu)化硬(ying)結)。

d、粘結樹脂的類型與施工時的氣溫適合，主(zhu)劑(ji)和固化(hua)劑(ji)、固化(hua)促進劑(ji)應按規定的比例稱量準確，裝入容器，用攪拌(ban)器攪拌(ban)均勻，一次(ci)調和量應在(zai)規定時間(jian)內用完(wan)。

②碳纖維(wei)粘貼(tie)的質量檢驗標準：

a、下涂(tu)和(he)上(shang)涂(tu)滲浸入(ru)碳纖(xian)維束良好。

b、碳(tan)纖維粘結嚴實。

c、對于(yu)直(zhi)徑在10mm以(yi)上30mm以(yi)下的(de)空(kong)鼓(gu)，每平(ping)方米少于(yu)10個(ge)可認(ren)(ren)為合格(ge);若(ruo)每平(ping)方米在10個(ge)以(yi)上，則認(ren)(ren)為不合格(ge)，需(xu)進行補修。對于(yu)直(zhi)徑在30mm以(yi)上的(de)空(kong)鼓(gu)，只要出現，即認(ren)(ren)為不合格(ge)，需(xu)進行補修。

d、順纖維(wei)方向搭接長度不小于(yu)500px,各層之(zhi)間(jian)的搭接部位不得位于(yu)同一條直線上，層間(jian)必須(xu)錯開至少1250px。

e、碳纖(xian)維材料規(gui)格，粘貼位置、長度(du)、寬(kuan)度(du)、纖(xian)維方向、層(ceng)數符合規(gui)定(ding)。

碳纖維加固混凝土裂縫技術(shu)

對(dui)于(yu)寬度(du)大(da)于(yu)0.2mm的(de)獨(du)立貫通裂(lie)縫(feng)，采用壓力(li)灌注(zhu)結構(gou)膠(jiao)的(de)方(fang)(fang)法進行(xing)補(bu)(bu)強(qiang)，同時(shi)沿受拉(la)方(fang)(fang)向或(huo)垂直(zhi)于(yu)裂(lie)縫(feng)方(fang)(fang)向粘貼碳纖(xian)維，在要補(bu)(bu)強(qiang)的(de)結構(gou)上，形成一個(ge)新的(de)復合體(ti)，使(shi)增強(qiang)粘貼材料與原有(you)鋼筋混凝土共同受力(li)增大(da)結構(gou)的(de)抗(kang)(kang)裂(lie)或(huo)抗(kang)(kang)剪能力(li)，提高結構(gou)的(de)強(qiang)度(du)、剛度(du)、抗(kang)(kang)裂(lie)性和延伸性。　常用于(yu)根底修補(bu)(bu)的(de)工字梁可(ke)以抵擋136~181kN的(de)拉(la)力(li)，避(bi)免墻體(ti)彎曲，而250px寬的(de)碳纖(xian)維條可(ke)接受8至10倍(bei)這樣的(de)壓力(li)，其(qi)厚度(du)只要3.2mm。

用(yong)碳纖維修補房(fang)屋裂(lie)縫有以下優點

a、重量(liang)輕(qing)，厚(hou)度薄(bo)，基本不增加結構自重及截面尺寸。

b、適用面廣，靈活性強，可(ke)用于(yu)各(ge)種類型和形狀的結構構件加固。

c、施工方便快捷，不需(xu)要大型(xing)機具，沒有濕作業，無需(xu)動火，無需(xu)其他固(gu)定措施，不受原結構形狀限制。

d、高耐久(jiu)性，由(you)于不會(hui)生銹(xiu)，非常適合在高酸、堿、鹽及(ji)大(da)氣腐蝕壞境中使用。