工程案例
業(yè)務(wù)范圍
談混凝土梁橋的維修與加固方法
發(fā)布時間:2014-07-15
粘貼碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是指采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面,使兩者共同工作,提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的(抗彎、抗剪)承載能力,由此而達(dá)到對建筑物進(jìn)行加固、補強的目的。 碳纖維布結(jié)構(gòu)加固技術(shù)簡介
粘貼碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是指采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面,使兩者共同工作,提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的(抗彎、抗剪)承載能力,由此而達(dá)到對建筑物進(jìn)行加固、補強的目的。
碳纖維增強聚合物是由環(huán)氧樹脂粘高抗拉強度的碳纖維束而成的。使用碳纖維布加固具有以下幾個優(yōu)點:a、強度高(強度約為普通鋼材的10倍),效果好;b、加固后能大大提高結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性及耐久性;c、自重輕(約200g/m2),基本不增加結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸;柔性好,易于裁剪,適用范圍廣;d、施工簡便(不需大型施工機構(gòu)及周轉(zhuǎn)材料),易于操作,經(jīng)濟性好;e、施工工期短(本工程實例僅用一月);因此,碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)方面已產(chǎn)生較大的效應(yīng)。
碳纖維加固技術(shù)適用于各種結(jié)構(gòu)類型、各種結(jié)構(gòu)部位的加固修補,如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、筒體、殼體等結(jié)構(gòu),要求基層混凝土的強度等級不低于c15即可;另外,磚砌體的某些力學(xué)性能也可以用碳纖維進(jìn)行加固。
碳纖維布加固的原理
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,其抗拉強度一般為建筑用鋼材的十幾倍;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,一部分應(yīng)力水平較高的碳纖維絲首先達(dá)到其抗拉強度并退出工作狀態(tài),以此類推,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,同時又確保碳纖維布與結(jié)構(gòu)共同工作,從而達(dá)到加固的目的。
粘貼碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是指采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面,使兩者共同工作,提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的(抗彎、抗剪)承載能力,由此而達(dá)到對建筑物進(jìn)行加固、補強的目的。
碳纖維布結(jié)構(gòu)加固技術(shù)簡介
粘貼碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是指采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面,使兩者共同工作,提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的(抗彎、抗剪)承載能力,由此而達(dá)到對建筑物進(jìn)行加固、補強的目的。
碳纖維增強聚合物是由環(huán)氧樹脂粘高抗拉強度的碳纖維束而成的。使用碳纖維布加固具有以下幾個優(yōu)點:a、強度高(強度約為普通鋼材的10倍),效果好;b、加固后能大大提高結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性及耐久性;c、自重輕(約200g/m2),基本不增加結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸;柔性好,易于裁剪,適用范圍廣;d、施工簡便(不需大型施工機構(gòu)及周轉(zhuǎn)材料),易于操作,經(jīng)濟性好;e、施工工期短(本工程實例僅用一月);因此,碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)方面已產(chǎn)生較大的效應(yīng)。
碳纖維加固技術(shù)適用于各種結(jié)構(gòu)類型、各種結(jié)構(gòu)部位的加固修補,如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、筒體、殼體等結(jié)構(gòu),要求基層混凝土的強度等級不低于c15即可;另外,磚砌體的某些力學(xué)性能也可以用碳纖維進(jìn)行加固。
碳纖維布加固的原理
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,其抗拉強度一般為建筑用鋼材的十幾倍;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,一部分應(yīng)力水平較高的碳纖維絲首先達(dá)到其抗拉強度并退出工作狀態(tài),以此類推,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,同時又確保碳纖維布與結(jié)構(gòu)共同工作,從而達(dá)到加固的目的。
粘貼碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是指采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面,使兩者共同工作,提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的(抗彎、抗剪)承載能力,由此而達(dá)到對建筑物進(jìn)行加固、補強的目的。
銅川礦務(wù)局王石凹煤礦篩選廠與裝車倉建于1960年,1961年投產(chǎn)使用,在1980年,由于使用不當(dāng),造成部分構(gòu)件損壞,進(jìn)行過一次加固。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范,整個建筑物已經(jīng)接近規(guī)范規(guī)定的50年使用期,但根據(jù)生產(chǎn)實際需要,為了充分利用建筑物的潛在能力,為生產(chǎn)繼續(xù)發(fā)揮作用,2008年5月,礦務(wù)局決定對該工程進(jìn)行加固改造。首先,委托西安建筑科技大學(xué)建筑物檢測鑒定站對該工程進(jìn)行了全面的檢測鑒定,工程現(xiàn)狀為:該工程為多層工業(yè)廠房,1-5層為框架結(jié)構(gòu),6層為磚混結(jié)構(gòu),經(jīng)多年使用,柱、梁混凝土酥松,縱向開裂、剝落,邊角露筋腐蝕嚴(yán)重,鋼筋受力截面削弱,部分梁有斷裂現(xiàn)象,樓板腐蝕破壞也非常嚴(yán)重,危及結(jié)構(gòu)安全,影響工人的生產(chǎn)情緒,根據(jù)《鑒定報告》,該建筑物為C級,屬可加固范圍;然后經(jīng)設(shè)計人員分析比較,選擇粘貼碳纖維布進(jìn)行加固,能防止腐蝕性氣體的侵蝕,延長梁的使用壽命。
碳纖維布加固的依據(jù)
1、王石凹煤礦篩選廠與裝車倉圖紙。
2、混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕情況。
3、混凝土的實際檢測強度。
4、《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)程》。
碳纖維布加固的施工
1、施工準(zhǔn)備
。1)、施工材料的準(zhǔn)備
碳纖維布采用英國SIGMATE碳纖維布,型號為300g/m2,配套碳纖維膠(及修補砂漿為金草田牌。
(2)、輔助材料的準(zhǔn)備
專用滾筒,刮板,角向磨光機,剪刀,鑿子,榔頭,臺秤,丙酮。
。3)、搭設(shè)腳手架
按安全規(guī)程要求搭設(shè)好腳手架,高度以方便施工為前提。
2、施工工藝及操作要求
(1)、卸載:加固前應(yīng)對所加固構(gòu)件盡可能卸載。
。2)、表面處理;鑿去結(jié)合面酥松層、碳化銹裂層及嚴(yán)重油污層,直至完全露出堅實基層,并用修復(fù)材料將表面修復(fù)平整,如有裂縫要用環(huán)氧樹脂進(jìn)行修補。被粘貼混凝土表面應(yīng)打磨平整,轉(zhuǎn)角粘貼處要進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀,圓弧半徑不應(yīng)小于20mm。然后將混凝土表面清理干凈并保持干燥。
。3)、涂底膠:將膠甲、乙組分按比例稱好,放在潔凈的容器中調(diào)和均勻,用刮板將它均勻地涂在混凝土表面,待膠固化后(固化時間視現(xiàn)場氣溫而定,以指觸干燥為準(zhǔn))再進(jìn)行下一工序施工。注意:調(diào)好的底膠須在規(guī)定的時間內(nèi)用完,一般情況下40min內(nèi)用完。
(4)、找平:混凝土表面凹陷部位用修補膠填平,模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)用修補膠填補,盡量減少高度差。
(5)、粘貼碳纖維布: 按設(shè)計要求的尺寸裁剪碳纖維布,如需接長時,搭接長度不應(yīng)小于100mm,且各層搭接位置應(yīng)相互錯開。將浸漬樹脂均勻涂抹于所要粘貼的部位,將已裁剪好的碳纖維布迅速粘貼在設(shè)計部位,然后用專用滾子沿碳纖維布的受力方向來回滾壓,擠出汽泡使浸漬樹脂浸透碳纖維布。滾壓時不得損傷碳纖維布。待指觸干燥后,即可以進(jìn)行第二道碳纖維布的粘貼,方法同第一道。在最后一層的碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹脂,上覆蓋塑料薄膜。注意:端部用橫向碳纖維布固定。
。6)、表面處理:待指壓干燥后,至少8小時后,去除塑料薄膜,在碳纖維布薄膜再刮涂一層面膠,來回滾壓,使膠充分滲入到碳纖維布中去。待面膠指觸干燥后,表面做一層水泥砂漿保護(hù)層。
粘貼碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是指采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面,使兩者共同工作,提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的(抗彎、抗剪)承載能力,由此而達(dá)到對建筑物進(jìn)行加固、補強的目的。
結(jié)論
根據(jù)加固原理可知,在施工前必須選擇合適的粘結(jié)劑,認(rèn)真查看材料的質(zhì)保書及使用說明,掌握材料的各有關(guān)參數(shù),以確保它有足夠的強度,能保證碳纖維絲共同工作,同時又確保碳纖維布與結(jié)構(gòu)共同工作;在施工過程中,參照使用說明,每道膠都必須處理好,特別是粘貼碳纖維布的粘貼膠,應(yīng)盡可能讓膠充分地滲入到碳纖維絲之間(細(xì)部空鼓處,可用針筒注射膠),確保相互共同工作。
通過對銅川礦務(wù)局王石凹煤礦篩選廠與裝車倉工程實例的施工操作,深深體會到碳纖維布結(jié)構(gòu)加固技術(shù)簡介中介紹的各項優(yōu)點,該工程施工時,在確保安全的前提下,僅使用了簡單的腳手架,而且,碳纖維布裁剪非常方便,可以根據(jù)形狀及尺寸隨意裁剪,在各種支架的遮擋處可以隨意穿過,施工非常方便。
由此可見,碳纖維布加固結(jié)構(gòu)技術(shù)的優(yōu)點很明顯,應(yīng)用前景很光明。
粘貼碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是一種新型的加固技術(shù),已經(jīng)得到較為廣泛的應(yīng)用,并已產(chǎn)生較大的經(jīng)濟效益;在混凝土結(jié)構(gòu)的加固中,碳纖維布主要是分擔(dān)鋼筋的受力,即碳纖維布的主要作用是提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗拉強度。
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