碳纖維布加固技術(shù)咨詢：13917130703 陳工
碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是一種新興的、技術(shù)含量高的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固方法。碳纖維布的強(qiáng)度一般為建筑用鋼材的十幾倍，彈性模數(shù)與建筑鋼材在同一水平上并略有提高，是一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)加固用材料，具有高強(qiáng)高效，材質(zhì)薄，重量輕，施工便捷，耐久耐腐蝕性好等特點(diǎn)。碳纖維加固技術(shù)與原有的其它加固方法比較，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。 粘貼碳纖維布加固技術(shù)也是當(dāng)前專業(yè)加固公司的最基本的加固技術(shù)之一。
碳纖維布主要物理指標(biāo)
|
型號(hào) |
厚度（mm） |
單位面積重量（g/m2） |
彈性模量（Gpa） |
抗拉強(qiáng)度（Mpa） |
伸長(zhǎng)率（%） |
|
2.0 |
0.111 |
200 |
235 |
3550 |
1.7 |
|
3.0 |
0.167 |
300 |
235 |
3550 |
1.7 |
一、碳布的分類
1.1按碳纖維織造方法不同主要可以分為:
1. 單向碳纖維布(市場(chǎng)90%以上)；
2. 雙向碳纖維布；
1.2按碳纖維規(guī)格不同主要可以分為:
1. 1K、3K碳纖維布（主要用于航空航天國(guó)防領(lǐng)域，其特點(diǎn)是編 制精細(xì)，強(qiáng)度高，價(jià)格高）。
2. 6K、12K碳纖維布（主要用土木工程，其特點(diǎn)是強(qiáng)度高，采用配套結(jié)構(gòu)膠粘貼，價(jià)格相對(duì)便宜）。
3. 24K及以上大絲束碳纖維布（主要用工業(yè)，其特點(diǎn)是強(qiáng)度高，但價(jià)格低，但使用時(shí)要用預(yù)浸布，工藝水平要求高，只能在工業(yè)車間內(nèi)生產(chǎn)，嚴(yán)禁用于土木工程）。
1.3按碳纖維用途不同主要可以分為:
1. 航空航天國(guó)防用碳纖維布：飛機(jī)機(jī)翼、機(jī)體、機(jī)舵；火 箭助推器、防護(hù)罩；人造衛(wèi)星天線、太陽能電池板、結(jié)構(gòu)件；
2. 體育娛樂器材用碳纖維布：釣魚桿、高爾夫球桿、網(wǎng)球拍、羽毛球拍、棒球桿、滑雪板、滑雪桿、自行車車架、車輪。
3. 工業(yè)用碳纖維布：汽車傳動(dòng)軸、摩托車頭盔、磁懸浮列車車體；機(jī)械軸承齒輪、防彈車、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片、艦船主桅、螺旋槳
4. 土木建筑、橋梁、隧道、混凝土結(jié)構(gòu)抗震、加固、補(bǔ)強(qiáng)材料。
1.4土木建筑用碳纖維布用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗拉、抗剪和抗震加固，該材料與配套樹脂浸漬膠共同使用，可構(gòu)成完整的碳纖維布增強(qiáng)體系。該體系適用于梁、柱、板、隧道等。可以有效的封閉混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命。易于保持結(jié)構(gòu)原狀，基本不增加結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸，加固后對(duì)業(yè)主使用幾乎沒有影響。
2008年5.12地震之后,碳纖維布在我國(guó)土木建筑，橋梁、隧道、混凝土結(jié)構(gòu)抗震、修復(fù)、加固、補(bǔ)強(qiáng)方面的應(yīng)用得到大力推廣，發(fā)展迅速,該系列的國(guó)產(chǎn)碳纖維布已經(jīng)可以替代進(jìn)口高價(jià)的碳纖維布，但由于各企業(yè)織造方法的不同，在外觀和性能上還有一些差距,有待改進(jìn)。
二、建筑加固用碳布的使用方法
建筑加固用的單向碳纖維布和配套樹脂浸漬膠使用方法，具體如下：
2.1碳布加固工程的施工單位應(yīng)有相關(guān)的專業(yè)技術(shù)和施工資質(zhì)。
2.2碳纖維布加固施工必須遵循下列工序進(jìn)行，施工流程見右圖。
2.2.1混凝土表面處理 清除被加固構(gòu)件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土石子新面，并用修復(fù)材料將表面修復(fù)平整。按設(shè)計(jì)要求對(duì)裂縫進(jìn)行灌縫或封閉處理。
2.2.2配制并涂刷底層樹脂 按供應(yīng)商提供的工藝規(guī)定配制底層樹脂，拌好的樹脂膠液色澤應(yīng)均勻，無氣泡。將底層樹脂均勻涂抹于混凝土表面。在樹脂表面指觸于燥后立即進(jìn)行下一步工序施工。
2.2.3配制找平材料并對(duì)不平整處修復(fù) 對(duì)混凝土表面凹陷部位
|
平均氣溫 |
養(yǎng)護(hù)時(shí)間 |
|
10℃以下 |
3天(72小時(shí)) |
|
10℃-20℃ |
2-8天(48-72小時(shí)) |
|
20℃以上 |
2天(48小時(shí)) |
用找平材料填補(bǔ)平整，轉(zhuǎn)角處應(yīng)用找平材料修復(fù)為光滑的圓弧。
2.2.4粘貼碳布
①按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳布；
②配制樹脂浸漬膠并均勻涂抹于所要粘貼構(gòu)件；
③將裁剪好的碳布按放線位置敷在涂好樹脂浸漬膠的混凝土表面，碳布應(yīng)充分展平，不得有皺褶，碳布需要沿受力方向搭接時(shí)，其搭接長(zhǎng)度應(yīng)大于150㎜，當(dāng)采用多條或多層碳布加固時(shí)，各條或各層碳布的搭接位置應(yīng)相互錯(cuò)開，距離應(yīng)大于150㎜。
④沿著碳布纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使樹脂浸漬膠充分浸透碳布，均勻壓實(shí)。
⑤多層粘貼碳布時(shí)，應(yīng)在碳布表面樹脂浸漬膠指干狀態(tài)立即粘貼下一層，若延誤時(shí)間超過1小時(shí)，則等待12小時(shí)后，才能繼續(xù)粘貼碳布，如等待時(shí)間超過3天，為確保第2層的粘貼力，必須用砂紙打毛第一層表面。在粘貼第2層且垂直方向時(shí)，需要確認(rèn)第1層是否已經(jīng)處于凝固不可移動(dòng)的狀態(tài)，理想狀態(tài)為，在第1層粘貼完成后經(jīng)過12小時(shí)后，再進(jìn)行第2層的作業(yè)。
⑥最后一層碳布粘貼完畢，應(yīng)在碳布的表面均勻涂刷一道樹脂浸漬膠。
2.2.5表面防護(hù)按圖紙規(guī)定，并保證防護(hù)材料與碳布之間有可靠的粘結(jié)。
三、碳纖維布施工注意事項(xiàng)
3.1碳布為導(dǎo)電材料，施工時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離電氣設(shè)備及電源，或采取有效可靠的防護(hù)措施。
3.2按照設(shè)計(jì)尺寸裁剪碳布，尺寸一定要精確，誤差在10㎜范圍之內(nèi)，且嚴(yán)禁折疊，以防碳布折斷。
3.3碳布配套樹脂浸漬膠的應(yīng)密封儲(chǔ)存,遠(yuǎn)離火源,避免陽光直接照射，樹脂浸漬膠的配制場(chǎng)所，應(yīng)保持通風(fēng)良好，無灰塵。配制碳布膠時(shí)，其配合比嚴(yán)格按廠家的說明書配制，攪拌2分鐘，熟化2分鐘后方能使用，拌好的膠液應(yīng)色澤均勻，無氣泡。
3.4檢查所有的修補(bǔ)區(qū)域，如有孔隙、氣泡及脫層等現(xiàn)象，必須用可靠的方法進(jìn)行修復(fù)。碳纖維布與混凝土之間的粘結(jié)質(zhì)量可用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維布表面的方法來判斷，總有效粘結(jié)面積不應(yīng)少于95%。當(dāng)碳纖維布的空鼓面積小于100cm2時(shí)，可采用針管注膠的方式進(jìn)行補(bǔ)救。當(dāng)碳纖維布的脫層面積大于100cm2時(shí)，宜將空鼓處的碳纖維布切除，重新搭接粘上等厚的碳纖維布。
3.5施工現(xiàn)場(chǎng)溫度在10度以上，低于10度應(yīng)采用低溫型碳布配套樹脂膠。
四、施工安全注意事項(xiàng)
4.1必須仔細(xì)閱讀關(guān)于所使用材料的安全信息資料。
4.2在對(duì)所使用材料的使用、保管和管理方法進(jìn)行充分確認(rèn)的基礎(chǔ)上再進(jìn)行施工。
4.3整理和配合好腳手架通道和其它作業(yè)環(huán)境。另外，根據(jù)作業(yè)種類穿戴保護(hù)口罩、保護(hù)眼罩、保護(hù)手套和安全帶等勞動(dòng)保護(hù)用品。使用有機(jī)溶劑或樹脂浸漬膠時(shí)，如果是在封閉空間內(nèi)作業(yè)，要充分注意換氣。按照相關(guān)法規(guī)，必須根據(jù)需要用風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)制換氣。特別注意因吸入有機(jī)溶劑或環(huán)氧樹脂而引起的事故。
4.4底膠、找平材料、樹脂浸漬膠一般是環(huán)氧樹脂，但根據(jù)發(fā)生的情況有給人體帶來有害影響的可能性，需要按情況采取以下應(yīng)急措施：
如果進(jìn)入眼睛：用大量的水沖洗15分鐘，并立即接受醫(yī)生的診斷治療。
如果粘在皮膚上：需立即用肥皂和大量的水進(jìn)行徹底的清洗。
如果發(fā)生誤飲：清洗腸胃，立即接受醫(yī)生的診斷治療。
4.5如果吸入有害氣體時(shí)：呼吸新鮮空氣。如果呼吸有困難，應(yīng)該立即接受醫(yī)生的診斷治療，對(duì)環(huán)氧樹脂容易過敏的人員，不能讓其直接接觸環(huán)氧樹脂。
4.6因?yàn)樘妓乩w維有導(dǎo)電性，飛揚(yáng)起來的碳素纖維可能會(huì)引發(fā)電動(dòng)設(shè)備短路，所以設(shè)備的開關(guān)部分要用橡膠膠帶密封，以防止纖維粘接在連接導(dǎo)線上。
4.7要充分注意防火。如果使用火時(shí)，應(yīng)該選擇安全的場(chǎng)所，并且在現(xiàn)場(chǎng)配備好防火滅火器具。
4.8除上述之外，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，必須充分注意安全。
五、碳布現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn)
5.1在碳布工程結(jié)束后，一般都要做現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn)，試驗(yàn)分為原位試驗(yàn)和異位試驗(yàn)，只有在原位沒有條件做試驗(yàn)時(shí)，才能做異位試驗(yàn)。
5.2在做試驗(yàn)的混凝土表面打磨到石子后，涂膠貼布后貼上4×4碳布試塊，一組試塊做3個(gè)，一般做2組，做好后養(yǎng)護(hù)3天。
5.3切割機(jī)切斷試塊四周碳布，并向混凝土切2㎜，將試塊置入拉拔儀的夾具并對(duì)中，以1.5KN/min的速度進(jìn)行加載，直至破壞，記錄破壞時(shí)的荷載值，并觀察破壞形式。
5.4破壞形式為內(nèi)聚破壞、粘附破壞和混合破壞。
內(nèi)聚破壞：試塊上碳布和膠沒破壞，混凝土破壞，無需破壞值，合格。
粘附破壞：試塊上碳布和膠破壞，混凝土沒破壞，破壞值大于2.5，合格。
混合破壞：試塊上碳布、膠和混凝土都有破壞，破壞值大于2.5，合格。
|
