二級結(jié)構(gòu)專業(yè)輔導(dǎo):碳纖維修復(fù)、補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)施工工法

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碳纖維修復(fù)、補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)施工工法
    近年來,結(jié)構(gòu)修復(fù)、補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于橋梁、隧道以及工業(yè)民用建筑中的鋼筋砼梁、板、柱及剪力墻結(jié)構(gòu)。特別是采用碳纖維修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)時更獲得具大成功,其產(chǎn)品性能優(yōu)異,操作簡單,安全可靠,與傳統(tǒng)方法相比較,有更大的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益。某工程框架柱的加固補(bǔ)強(qiáng),采用該項技術(shù),取得了良好效果。
    一 特點
    1 碳纖維片材輕質(zhì)高強(qiáng):其抗拉強(qiáng)度比普通鋼材高8~10倍,將它用粘結(jié)樹脂與結(jié)構(gòu)粘貼后形成一體,能可靠地與鋼筋混凝土共同工作,有優(yōu)異的補(bǔ)強(qiáng)效果,而結(jié)構(gòu)自重的增加幾乎可以忽略。
    2 抗腐蝕:碳纖維能有效地防護(hù)構(gòu)件的混凝土和鋼筋免職受酸、堿、鹽、水等介質(zhì)的腐蝕。
    3 耐老化:碳纖維與膠結(jié)構(gòu)本身及經(jīng)其補(bǔ)強(qiáng)的構(gòu)件可以長期承受紫外線、核幅射;長期在-54~80℃下使用,強(qiáng)度不會降低;經(jīng)加速暴露老化試驗驗證可歷時40年性能不變;且在表面涂裝后,耐用性更加突出。
    4 保持結(jié)構(gòu)原狀,外形美觀:碳纖維片材便于隨構(gòu)件原形貼附,基本不改變構(gòu)件斷面尺寸,貼片后表面可以涂刷、粘貼飾面材料、防火材料。
    5 施工簡便、快捷:采用傳統(tǒng)的加固補(bǔ)強(qiáng)方法,如包混凝土法、粘鋼法,均需進(jìn)行大量剔鑿、植筋、焊接、澆混凝土作業(yè),碳纖維片材施工卻不需要。因此,它對施工空間要求很低,便于狹窄空間作業(yè),施工快捷,對生產(chǎn)、使用的干擾很小。
    二 工藝原理
    碳纖維片材是用抗拉強(qiáng)度極高的碳纖維絲“拉拔”成型,單向排列,并經(jīng)環(huán)氧樹脂預(yù)浸而成的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)復(fù)合材料。將它用粘結(jié)樹脂作為粘結(jié)劑,沿受力方向或垂直于裂縫方向粘貼在受損構(gòu)件表面,粘結(jié)劑作為它們之間的剪力連接媒介,形成新的復(fù)合體。使增強(qiáng)貼片與原有鋼筋共同受力,增大了結(jié)構(gòu)抗拉或抗剪能力,能有效地提高強(qiáng)度、剛度、抗裂性和延性。整個工藝的關(guān)鍵在于碳纖維片材粘結(jié)的緊密、牢固,保證與原結(jié)構(gòu)形成整體,能夠共同工作。
    三 適用范圍
    碳纖維片材修復(fù)、補(bǔ)強(qiáng)、加固適用于隧道、橋梁及各類工業(yè)民用建筑
    中鋼筋混凝土梁、板、柱、剪力墻結(jié)構(gòu)、涵洞、襯砌、鋼筋混凝土煙囪、筒倉、水池、罐體等,由于設(shè)計、施工、使用、老化或某種浸蝕、災(zāi)害造成的損壞,以及因超載所致的承載力不足。
    四 主要材料
    1 碳纖維片材的規(guī)格及性能(表略)。
    2 底層涂料的規(guī)格及性能(表略)。
    3. 環(huán)氧膩子的規(guī)格及性能(表略)。
    4 浸漬樹脂的規(guī)格及性能(表略)。
    五 主要工、機(jī)具
    1 畫線工具:墨斗、卷尺、水平議、鉛錘;
    2 切削工具:角向砂輪、錘子、鑿子、鉆、鏨子;
    3 碳纖維片切割工具:卷尺、鋼直尺、壁紙刀;
    4 調(diào)和涂刷工具:臺秤、攪拌容器、橡膠抹子、滾筒刷子、油漆刷、攪拌器、托灰板;
    5 工具:羅拉(專用工具)、橡膠刮板、塑料刮板;
    6 安全用具:安全帽、安全帶、防護(hù)眼鏡、橡膠手套、口罩;
    7 施工管理用器具:R量尺、溫濕度計;
    8 其它:空壓機(jī)、通風(fēng)設(shè)備、養(yǎng)護(hù)復(fù)合材料、棉紗。