一、适用范围:
碳纤维片材修复、补强、加固适用于隧道、桥梁及各类工业民用建筑中钢筋混凝土梁、板、柱、剪力墙结构、涵洞、衬砌、钢筋混凝土烟囱、筒仓、水池、罐体等,由于设计、施工、使用、老化或某种浸蚀、灾害造成的损坏,以及因超载所致的承载力不足。
二、工艺原理:
碳纤维片材是用抗拉强度高的碳纤维丝“拉拔”成型,单向排列,并经环氧树脂预浸而成的结构增强复合材料。将它用粘结树脂作为粘结剂,沿受力方向或垂直于裂缝方向粘贴在受损构件表面,粘结剂作为它们之间的剪力连接媒介,形成新的复合体。使增强贴片与原有钢筋共同受力,增大了结构抗拉或抗剪能力,能有效地提高强度、刚度、抗裂性和延性。整个工艺的关键在于碳纤维片材粘结的紧密、牢固,与原结构形成整体,能够共同工作。
工艺流程及操作要点
工艺流程可以归纳为:
施工准备***卸荷***放设施工线 ***基面处理 ***刷抹底胶找平 ***涂刷碳纤维胶***粘贴碳纤维布 ***表面养护
一. 混凝土表面处理
1 将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净。
2 对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分,进行修补、复原。
3 裂缝修补:缝宽小于0.2mm的裂缝,用环氧树脂进行表面涂刷密封;大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。
4 打磨:将构件表面凸出部分(混凝土构件交接部位、模板的接槎等)打磨平整,修复后的构件表面尽量平顺。
5 清洗打磨过的构件表面,并使其充分干燥。
二. 缺陷部位涂刷底胶
将配好的底胶(粘结剂),用涂刷均匀于缺陷部位的砼表面。
三. 构件表面残缺面的修补
用环氧腻子对构件表面残缺面的修补是十分重要的一步,要点如下:
1 腻子主剂、固化催进剂、固化剂按规定比例称量准确,装入容器,用搅拌器搅拌均匀。
2 构件表面凹陷部位用环氧腻子填平,修复至表面平整。在残缺修补中使用环氧腻子时,要在气温-5℃以上,相对湿度小于85%的条件下施工。腻子涂刮后,表面仍存在的凹凸糙纹,应再用砂纸打磨平整
四. 涂刷底胶
将配好的底胶(粘结剂),房屋加固公司,用滚筒均匀涂刷于需要粘结的砼表面。
五. 粘贴碳纤维
粘贴碳纤维材料之前,首先应确认粘贴表面干燥。气温在-10℃以上,相对湿度rh>85%时,如无有效措施不得施工。为防止碳纤维受损,在碳纤维材料运输、储存、裁切和粘贴过程中。应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断碳纤维材料,每段长度一般以不超过6m为宜。为防止材料在保管过程中损坏,材料的裁切数量应按当天的用量裁切为准。碳纤维纵向接头必须搭接20cm以上。该部位应多涂树脂,碳纤维横向不需要搭接。其施工工艺要点如下:
1 粘贴树脂的主剂、固化催促剂和固化剂应按规定的比例称量准确,装入容器,用搅拌器搅拌均匀。一次调和量应以在可使用时间内用完为准。
2 粘贴时,在碳纤维和树脂之间尽量不要有空气。可用罗拉(-工具)沿着纤维方向在碳纤维材料上滚压多次,使树脂渗浸入碳纤维中。
六. 养护
粘贴碳纤维材料后,需自然养护1-2小时达到初期固化,固化期间不受外界干扰和碰撞。加固后的碳纤维布表面应采取抹灰或喷防火涂料进行保。
三、施工工艺:
3.1卸荷
加固前应对所加固的构件尽可能卸荷。
3.2基底处理
3.2.1混凝土表层出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以凿除,对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行修复。
3.2.2裂缝部位应进行封闭处理。
3.2.3用混凝土角磨机、砂纸等机具除去混凝土表面的浮浆、油污等杂质,构件基面的混凝土要打磨平整,尤其是表面的凸起部位要磨平,转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状(R≥10mm)。
3.2.4用吹风机将混凝土表面清理干净,并保持干燥。
3.3涂底胶(FP胶)。
3.3.1按主剂∶固化剂=2∶1的比例将主剂与固化剂先后置于容器中,用弹簧秤计量,电动搅拌器均匀搅拌,根据现场实际气温决定用量并严格控制使用时间。一般情况下1h内用完。
3.3.2用滚筒刷将底胶均匀涂刷于混凝土表面,待胶固化后(固化时间视现场气温而定,以指触干燥为准)再进行下一工序施工。一般固化时间为2~3d。
3.4找平
3.4.1混凝土表面凹陷部位应用FE胶填平,模板接头等出现高度差的部位应用FE胶填补,尽量减小高度差。
3.4.2转角处也应用FE胶修补成光滑的圆弧,半径不小于10mm。
3.5粘贴
3.5.1按设计要求的尺寸及层数裁剪碳纤维布,除非特殊要求,碳纤维布长度一般应在3m之内。
3.5.2调配、搅拌粘贴材料FR胶(使用方法与底胶FP相同),然后均匀涂抹于待粘贴的部位,在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些。
3.5.3粘贴碳纤维布,在确定所粘贴部位无误后剥去离型纸,用滚子反复沿纤维方向滚压,去除气泡,并使FR胶充分浸透碳纤维布。多层粘贴应重复上述步骤,待碳纤维布表面指触干燥方可进行下一层的粘贴。
3.5.4在外层碳纤维布的表面均匀涂抹FR胶。
3.5.5碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm,碳纤维端部固定用横向碳纤维或粘钢固定。
3.6保护
加固后的碳纤维布表面应采取抹灰或喷防火涂料进行保