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碳纤维布 :属于碳纤维产品中的一个类别,从上个世纪80年代到现在,碳纤维行业可谓是发展迅速,每年都以惊人的增长。从碳纤维的发展来说,国际上比较知名且生产历史较早的生产企业集中在日本(代表是日本东丽,日本东邦,日本三菱),美国(美国阿莫科,美国赫格里士,美国卓尔泰克,其中美国的卓尔泰克目前是世界上最大的碳纤维生产集团),国内的起步比较晚,而且质量上也有所差距,而目前大多数企业都是进口原材料进行生产。
碳纤维布产品特点:
碳纤维布加固技术是利用碳素纤维布和专用结构胶对建筑构件进行加固处理,该技术采用的碳素纤维布强度是普通二级钢的15倍左右。具有强度高、重量轻、耐腐蚀性和耐久性强等优点。厚度仅为2mm左右,基本上不增加构件截面,能保证碳素纤维布与原构件共同工作。
产品宽幅:碳纤维布有10cm、20cm、30cm及50cm;也可根据客户要求制定。
可用于梁、柱钢筋上“生根”,后加埋件等以混凝土、岩石、砖砌体为基体的隐蔽工程锚固。广泛应用于混凝土内留置圈梁钢筋、砌体锚固筋、幕墙埋件、设备基础螺栓固定等。
碳纤维施工工艺与步骤
用碳纤维加固桥梁结构构件时,主要工艺过程施工时注意如下事项:
①准备工作
加固前应对桥梁尽可能卸荷,同时停止交通,以减少汽车通行造成的震动对粘贴效果的影响。
②基底处理
由于桥梁砼结构部分表面很旧很脏,要求先用角磨机进行初步打磨,除去1mm厚表层污垢,然后用清水冲洗表面粉尘:对于砼部分表面不是很旧很脏的,则可用直接对粘结面进行打磨,除去1~2mm表面风化层;对于构件基面砼突出严重的部位用角磨机要磨平,转角粘贴处要进行倒角弧状(R>20mm);对于砼表面出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位事先予以凿除,对于较大面积的劣化层在凿除后应用水泥沙浆进行修复。最后用清水冲洗干净,待完全干燥后用脱氧棉沾丙酮擦拭表面3—4次,直至脱脂棉上无粉尘。
③涂底胶和找平
按产品生产厂家提供的工艺规定配制底胶并搅拌均匀,注意一次调和量在可使用时间内用完,超过时间的绝对不能使用,以确保粘结质量。用滚刷均匀地涂在基面上,注意均匀涂抹,自然风干。如在冬季施工,胶的粘度较高,不能涂太厚。底胶硬化后,如表面有凸起时,要用磨光机或砂纸打平。待底胶指触干燥后,尽快进入下一道工序。
④粘贴
按设计要求的尺寸及层数裁剪纤维布,除非特殊要求,碳纤维布长度一般在3m之内。碳纤维布在受力方向尽量不要打接,如需打接,则沿碳纤维方向的打接长度不得小于200mm,而纬向打接长度不小于50mm。
粘贴碳纤维布时,应依设计位置由上而下,由左到右有秩序地粘贴,并采用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压,挤压气泡,使浸渍浸渍树脂充分渗透纤维布,滚压时不得损伤碳纤维布。
⑤施工应在专业技术人员的指导下进行,以确保加固质量。
质量控制要点
在碳纤维布加固过程中,要从以下5个方面加强质量控制。
①材料准备时必须有碳纤维布及其配套胶生产厂家所提供的材料检验证明。每一道工序结束后均应按工艺要求进行检查,并做好相关的检验记录,如出现质量问题,应立即返工。
②施工结束后的现场验收以评定碳纤维布与役之间的粘结质量为主,用小锤等工具轻轻敲击碳纤维布表面,以回音判断粘结效果。如出现空鼓等粘贴不密实的现象,应采用针管注胶的方法进行补救。粘结面积若小于90%则判定粘结无效,需重新施工。
③为检验其加固效果,在加固后要进行静载试验,确保结构的变形及应变等各项指标均应满足国家规范规定的设计及使用要求。
④在大面积粘贴前需要样板,然后再大面积施工。为确保碳纤维布与硷间的粘结质量,基底处理必须严格按下列要求执行:先检查要加固的部位本身是否有空鼓现象,再进行表面检查,最后对不符合要求的部位采取相应的措施。
⑤在结构胶配制过程中,要求配比正确,A、B组分称量准确,搅拌要均匀。
结论
①通过荷载试验验证,碳纤维布加固金华桥,使旧桥基本恢复原来的承载水平。
②碳纤维布加固段结构桥梁是一项新技术,碳纤维片材轻,现场粘贴无需重型设备,设施简便,便于桥下高空作用,可在公路桥梁上推广应用。