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衡宝线桥梁碳纤维加固
衡宝线桥梁碳纤维加固
衡宝线桥梁碳纤维加固

混凝土梁碳纤维加固


碳纤维材料加固修复混凝土结构技术是近年来发展起来的一项新型结构加固技术,是指在构件表面粘贴碳纤维材料,使碳纤维与混凝土牢固地粘结在一起并共同工作,达到加固结构,提高结构承载力和抗震性能,修补构件缺陷的目的。被广泛用于桥梁加固。

  一、碳纤维材料的性能优势

  碳纤维材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP)加固混凝土结构技术是一种新型、高效的结构加固技术。工程中采用的碳纤维加固混凝土结构技术是利用树脂胶结材料,将碳纤维材料粘贴于混凝土结构表面,以达到结构加固补强及改善结构受力性能的目的。与传统的加固方法相比,碳纤维加固技术具有以下性能优势。

  (1)高强度、高弹性模量。碳纤维的强度高,极限抗拉强度约为钢材的10倍,弹性模量和钢材相近。因此,在加固修补混凝土结构中可以充分利用其高强度、高弹性模量的特点来提高混凝土结构及构件的承载力和延性,改善其受力性能,达到加固修补的目的。

  (2)抗腐蚀能力强、耐久性好。碳纤维材料化学性质稳定,不与酸、碱、盐等化学物质发生反应,因而碳纤维加固后的钢筋混凝土结构具有良好的抗腐蚀性和耐久性, 解决了其他加固方法所遇到的化学腐蚀问题; 同时也免去了粘钢加固所需的定期防锈维护,节省维护费用。

  (3)热膨胀系数小。碳纤维材料的热膨胀系数非常小,其在纤维方向的热膨胀系数几乎等于0。这一特性是目前其他任何材料无可比拟的, 垂直于纤维方向的热膨胀系数虽然比较大, 但各向同性制品与其他材料相比又最小。

  (4)施工简便,工作效率高。碳纤维布加固不需要大型施工机械和重型设备,施工占用场地少,无湿作业,碳纤维布柔性好,可以根据设计尺寸将其任意裁剪,操作简单,施工速度快。据有关资料统计,粘贴碳纤维的加固工效是粘贴钢板加固工效的48倍。

  (5)施工质量易于保证。碳纤维布是柔性材料,即使被加固构件的表面不是非常平整,经过修补后,有效粘贴率可达到95%以上。

  (6)对结构影响小。碳纤维材料重量轻,厚度薄,经加固修补后的构件, 基本上不增加原结构的自重及尺寸,不影响结构的使用空间。

   二、碳纤维布粘结步骤:

1)、施工程序

施工准备----粘结部位的混凝土表面处理----涂刷 底胶----修补并找平或摸曲面---打磨平整---刷胶、粘贴碳纤维材料---表面维护;

2)、施工准备

将现浇板表面层粉刷清楚,对加固部位放线、定位。

3)、施工

1、表面处理

1) 清除被加固构建表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土,露出混凝土结构层。

2) 对被加固柱的裂缝用高压灌注法将专用灌注胶注入进行封闭处理。

3) 被粘贴砼的结构表面打磨平整,除去表面浮浆、油污等杂质,直到完全露出结构新面,转角粘贴处进行倒角处理并打磨成圆弧状,圆弧半径不应小于20mm

4) 被粘贴砼构件表面应处理干净并保持干燥。

2、涂刷底层胶

用滚筒刷底胶层树脂均匀涂抹于需粘贴碳纤维布的混凝土表面。

3、找平处理

对混凝土表面凹陷部位用修补胶填补平整,不应有棱角。转角处用找平材料修复为光滑的圆弧,圆弧半径不应小于20mm

4、粘结碳纤维布(碳纤维布搭接长度200mm

1. 按要求裁剪碳纤维布。

2. 按工艺规定配置粘胶剂,并均匀涂抹于粘贴部位。

3. 将符合规格的碳纤维布贴于粘贴位置。

4. 用特制的滚筒碳纤维方向多次滚压,挤除气泡,并使浸渍树脂充分浸透碳纤维布,滚压时不得损害碳纤维布。

5. 多次粘结重复上述步骤,待纤维表面指触干燥时即进行下一层粘贴。

6. 最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。

三、施工安全和注意事项

1、碳纤维片材为导电材料,施工碳纤维片材时应远离电器设备和电源,或采取可靠的防护措施。

2、施工过程中应避免碳纤维片材弯折。

3、碳纤维片材配套胶的原料应密封储存,远离火源,避免阳光直接照射。

4、胶的配制和使用场所应保持通风良好。

5、现场施工人员应采取相应的劳动保护措施。

四、结论

  经理论和试验研究得出以下结论:

  (1)碳纤维加固技术可以显著提高混凝土梁的抗剪承载力。

  (2)碳纤维加固技术可以显著提高混凝土梁的抗弯承载力。

3)通过粘结碳纤维加固混凝土结构的试验分析和工程应用, 表明碳纤维加固方法是一种有效的混凝土结构加固技术,与其他传统的加固方法相比较,由于碳纤维具有良好的力学性能,高强高效、材质薄、重量轻、施工简便、耐腐蚀性好等优点,是加固混凝土结构的一种好方法,可以提高加固工程的经济效益和社会效益,具有广阔的应用前景。