浙江万烁建筑技术有限公司,由一批长期从事建筑施工、结构加固、特种工程的工程技术人才和管理人员组成。
1.碳纤维片材加固混凝土结构原理
构件外部粘贴碳纤维片材加固法是根据结构构件受力分析计算结果和受力特征,应用配套树脂将碳纤维片材粘贴于强度不满足受力要求的混凝土构件外部相应部位,以达到构件满足承载力要求的一种补强加固方法。
2.外部粘贴碳纤维加固法的加固原理与粘贴钢板加固基本相同,是利用其配套树脂的抗剪切强度将混凝土构件承担的荷载传递给碳纤维片材,使后粘贴碳纤维片材和原钢筋混凝土构件共同承受外部荷载作用力的一种加固方法。
3.因同属构件外部粘贴加固,碳纤维加固混凝土结构也存在应力滞后、应变超前和卸荷的问题。设计施工时可根据直接卸荷和间接卸荷的适用范围来确定采取不同的卸荷方式。
4.外部粘贴碳纤维加固与外部粘贴钢板加固优缺点分析比较:
①碳纤维材料本身相对比强度高、重量轻,加固施工后基本不改变原结构的外型尺寸,同时基本不增加原结构自重;
②碳纤维加固施工工艺流程简单,施工工期短、。
③碳纤维自身弹性模量高,加固后对温度裂缝、锈胀裂缝等细微变形控制效果较好。
④碳纤维加固几乎不用栓锚固定和外物加压,对混凝土原结构几乎没有破1坏。
⑤采用碳纤维加固法加固施工后,装饰施工时无须处理界面,只在碳纤维片材施工后工序时洒砂粘贴即可。
⑥碳纤维加固双层或三层粘贴时,因自身厚度较薄,几乎没有因厚度增加的剪力力矩影响,所以加固效果较好。
⑦碳纤维布材因其材料自身的柔韧性、可缠绕性,对狭窄工作面的加固施工加固效果独特。
⑧碳纤维布材为各向异性材料,加固设计时一般只是利用其纵向的高强来补强钢筋混凝土构件的拉弯强度,对于抗压构件和受力复杂的构件加固效果较差。
⑨碳纤维加固一般不能补强构件的刚度,用板材补强造价较高,其综合效果不如粘贴钢板或型钢加固。
碳纤维加固适用范围
1.本加固方法普遍适用于房屋建筑和一般构筑物中承受静力作用的一般受弯及受拉构件,对于受压构件、刚度不足构件、承受动荷载的结构构件均不适合使用。对砌体结构、木结构和钢结构构件加固中也可以应用。
2.采用碳纤维片材加固的混凝土结构,长期使用环境温度一般不能大于60°C,特殊环境下采用此技术,必须采取相应的防护措施。
碳纤维材料在隧洞加固中优点十分突出,主要如下:
(1)可以任意裁剪,加固各种形状(圆形或复杂曲面)的结构。
(2)加固补强时不需要使用大型加固机具,工程,施工速度快1。
(3)耐腐蚀、抗渗、抗冲刷。
(4)碳纤维布糙率(0.007),低于混凝土表面糙率(0.014),在加固段可以增大流量系数,提高管道的过流能力。
(5)可有效封闭混凝土裂缝,从而延缓或消除裂缝的出现和扩展。
(6)加固后不改变原有断面的大小和形状。
(7)加固效果好,不需要进行后期维修,较为经济。
施工中需注意的问题
(1)粘帖碳纤维布时,必须驱除纤维丝内的空气,使碳纤维布表面平整。当出现空鼓且面积少于100cm2 时,采用针管注浆方法填实空鼓;空鼓面积超过100cm2 时,应切除后重新粘贴。
(2)碳纤维布粘贴时需搭接的,搭接长度应满足规范要求,一般应不小于10cm。
(3)粘贴碳纤维布时一定要根据碳纤维所起作用,选择正确的纤维方向。
(4)碳纤维布为导电材料,施工时应采取相应的有效保护措施。
(5)后续施工不得破1坏已经完成的碳纤维,不得靠近碳纤维焊接、烘烤。
碳纤维加固主要用于加固受拉、受剪、拉弯的钢筋混凝土构件,且理论和实践已越来越成熟,相应计算可依据《混凝土结构加固设计规范》国标50367-2013及《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》(CECS146:2003)。和传统加固相比,碳纤维布加固法确实具有明显的优势和良好的经济效益,在我国结构加固工程中越来越受到青睐,已得到了广泛的应用。
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贴碳纤维材料时须符合下述条件:
a、碳纤维材料应按规定裁切。
b、气温、空气湿度、构件表面含水率等符合要求。
c、底层涂料及腻子达到指触干燥(树脂表面达到固化硬结)。
d、粘结树脂的类型与施工时的气温适合,主剂和固化剂、固化促进剂应按规定的比例称量准确,装入容器,用搅拌器搅拌均匀,一次调和量应在规定时间内用完。