碳纤维布加固施工方案及流程
碳纤维材料用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美、日等发达国家。我国的这项技术起步很晚,但随着我国经济建设和交通事业的飞速发展,现有建筑中有相当一部分由于当时设计荷载标准低造成历史问题,一些建筑由于使用功能的改变,难以满足当前规范使用的需求,亟需进行维修、加固。目前常用的加固方法有很多,如:加大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法、碳纤维加固法等。碳纤维加固修补结构技术是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技术,誉为:加固补强新斗士。
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碳纤维加固与传统的加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比,具有节省空间,施工简便,不需要现场固定设施,施工质量易保证,基本不增加结构尺寸及自重,耐腐蚀、耐久性能好等特点。另外,采用该工法,可大大提高建筑物的使用寿命,降低加固成本。因此,碳素纤维作为划时代的补强材料,而备受青睐和关注。
(1)抗拉强度高,是同等截面钢材的7-10倍。
(2)重量轻,密度只有普通钢材的1/4。
(3)耐久性好,可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。
(4)施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证。
(5)适用范围广,混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固。可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。
用途:
·混凝土结构物、桥梁及建筑物的梁、柱、面板加固。
·隧道、港湾设施、烟囱、仓库、厂房的加固。
·受盐害的混凝土、桥梁以及河川构造物的防护和加固。
碳纤维加固法可用于混凝土结构抗弯、抗剪加固,同时广泛用于各类工业与民用建筑物、构造物的防震、防裂、防腐的补强。
将抗拉强度较高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强材料(单向连续纤维);用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上,形成一个新的复合体,使增强粘贴材料与原有钢筋混凝同受力结构的抗裂或抗剪能力,提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。
工艺流程可以归纳为:施工准备→放设施工线→基面处理→刷抹漆底胶→刮腻子→粘贴碳纤维布→表面养护→涂刷碳纤维胶。
1.混凝土表面处理
①、将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净。
②、对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分,进行修补、复原。
③、裂缝修补:缝宽小于0.2mm的裂缝,用环氧树脂进行表面涂刷密封;大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。
④、打磨:将构件表面凸出部分(混凝土构件交接部位、模板的接槎等)打磨平整,修复后的构件表面尽量平顺。
⑤、清洗打磨过的构件表面,并使其充分干燥。
2.缺陷部位涂刷底胶将配好的底胶(粘结剂),用涂刷均匀于缺陷部位的砼表面。
3.构件表面残缺面的修补。用环氧腻子对构件表面残缺面的修补是十分重要的一步,要点如下:
①、腻子主剂、固化催进剂、固化剂按规定比例称量准确,装入容器,用搅拌器搅拌均匀。
②、构件表面凹陷部位用环氧腻子填平,修复至表面平整。在残缺修补中使用环氧腻子时,要在气温-5℃以上,相对湿度小于85%的条件下施工。腻子涂刮后,表面仍存在的凹凸糙纹,应再用砂纸打磨平整。
4.涂刷底胶:将配好的底胶(粘结剂),用滚筒均匀涂刷于需要粘结的砼表面。
5.粘贴碳纤维:粘贴碳纤维材料之前,首先应确认粘贴表面干燥。气温在-10℃以上,相对湿度RH>85%时,如无有效措施不得施工。为防止碳纤维受损,在碳纤维材料运输、储存、裁切和粘贴过程中。应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断碳纤维材料,每段长度一般以不**过6m为宜。为防止材料在保管过程中损坏,材料的裁切数量应按当天的用量裁切为准。碳纤维接头必须搭接100mm以上。该部位应多涂树脂,其施工工艺要点如下:
①、粘贴树脂的主剂、固化催促剂和固化剂应按规定的比例称量准确,装入容器,用搅拌器搅拌均匀。一次调和量应以在可使用时间内用完为准。
②、粘贴时,在碳纤维和树脂之间尽量不要有空气。可用工具沿着纤维方向在碳纤维材料上滚压多次,使树脂渗浸入碳纤维中。
6.养护粘贴碳纤维材料后,需自然养护1-2小时达到初期固化,应保证固化期间不受外界干扰和碰撞。
7、涂装。若加固补强构件需要*时,可在树脂固化后涂刷耐火涂层。涂装应在树脂初期固化后进行,并应遵守所用涂料的相关标准和施工规定。
1)碳纤维单向织物布复合材,200克,250克,300克,以及碳纤维条形板
2)S玻璃布,(玄武岩布),单向织物(布)复合材,300克--450克
3)E玻璃纤维单向织物(布)300克--450克
4)改性环氧树脂,用于粘贴纤维布碳素纤维加固材料是高强度碳纤维单向排列,用微量的树脂浸渗后作为混凝土的修复补强材料,其抗拉强度大约是钢筋的10倍,并且具有重量轻、高弹性、高强度、高耐久性等特性。目前常用的碳纤维加固材料有国产的上海悍马,进口的有日本东丽,闽台重亿,美国赫氏Hexcel,新日本石油等
主要机具有砂轮切割机、角磨机、滚刷等,一般在2~4台即可满足工程要求。
每100平米面积碳纤维加固安排4名技术工人、6名普工。碳纤维布的施工应由具过硬施工工艺技术的施工队伍完成,并应精心组织、精心施工.
1.所有进场材料,包括悍马碳纤维材料和胶粘剂材料,必须符合质量标准,并具有出厂产品合格证,符合工程加固补强设计要求。
2.碳纤维材料在运输、储存中不得受挤压,以免碳纤维受损,也不得直接日晒和雨淋,胶结材料应阴凉密闭储存。
3.各工序的施工质量,由技术人员负责、监督,每一道工序完成后提请技术员检查、认可后,才能进行下道工序。
4.涂底层涂料应涂刷均匀、不得漏涂,严禁在不适合气温条件下施工,添加溶剂稀释后的涂料应在规定时间内用完。温度**7℃,相对湿度RH<85%,混凝土表面含水率在8%以下,无结露现象时,必须使用改性环氧树脂。
5.构件表面残缺修补构造物表面小孔、内角必须用环氧腻子修补平整,腻子涂刮后,表面仍存在的不平糙纹,应再用砂纸磨平。
6.粘贴碳纤维
①贴碳悍马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。
②碳纤维粘贴的质量检验标准:a、下涂和上涂渗浸入碳纤维束良好。b、碳纤维粘结严实。c、对于直径在10mm以上30mm以下的空鼓,每平方米少于10个可认为合格;若每平方米在10个以上,则认为不合格,需进行补修。对于直径在30mm以上的空鼓,只要出现,即认为不合格,需进行补修。d、顺纤维方向搭接长度不小于100mm,各层之间的搭接部位不得位于同一条直线上,层间必须错开至少250mm。e、碳纤维材料规格,粘贴位置、长度、宽度、纤维方向、层数符合规定。
7.技术标准:《混凝土结构加固设计规范》G367-2011。
碳纤维加固,只要设计合理,与一般的粘贴钢板法比较费用差不多,但碳纤维加固法施工便捷,工效高,没有湿作业,不需现场固定设施,施工占用场地少,在施工工期、施工条件方面具有明显的优势。碳纤维加固法加固效果好,高强,适用面广,质量易保证,耐腐蚀及耐久性能。采用碳纤维加固修补后,基本不增加原结构自重及原构件尺寸。碳纤维加固具有轻质、高强、抗腐蚀、耐老化、耐久性好、物理性能稳定等诸多优点。其抗拉强度是同等截面钢材的7-10倍。用碳纤维加固材料修复补强混凝土结构是近来发展而成的新型工法,与混凝土结构形成一体共同工作,利用碳纤维材料的抗拉强度达到的增强构件承载能力及刚度的目的。这项技术具有施工简便快捷、安全可靠、耐久性好,能适应各种复杂的结构外形,不影响原结构的外观等诸多优点。已在混凝土结构抗震修复加固补强工程中得到广泛的应用。
碳纤维布加固施工材料的报价受到哪4个方面的影响?
目前,在众多加固工程中都会**使用碳纤维布加固材料,碳纤维材料质量优胜,施工难度较低,而且裁剪方便,诸如此类的优点还有很多,碳纤维材料分为两种,一种是碳纤维布,还有一种是碳纤维板,现在使用频率较多的是碳纤维布。
碳纤维布加固材料的施工报价受到多个方面因素的影响,接下来的时间,小编就来带着大家一起走进碳纤维布,看看具体都是哪些因素影响的碳纤维布加固材料的施工报价。
一、碳纤维布的规格
碳纤维布的规格较多,由于每个客户的使用需求都有所不同,对碳纤维布材料的尺寸大小要求也有的要求,故而厂家为了迎合更多消费者的需求,会生产多种规格的碳纤维布,以期尽可能满足更多客户的购买需求。不同规格的碳纤维布材料其市场售价也是不同的,一般情况下,在其他条件不变的情况下,碳纤维布的价格和其面积大小也有一定的关系。
二、粘贴层数
一般情况下,我们在粘贴碳纤维布时会粘贴2到3层,粘贴的层数不同,材料成本和工人工资成本也都是不同的,如果是按照单位粘贴面积收费,粘贴三层比粘贴两层的施工费用要多30%左右。
在加固施工的过程中,具体粘贴几层碳纤维布材料,要看施工现场的实际需求,有些质量问题严重的建筑物,粘贴2层碳纤维布无法实现加固目标,对此只有粘贴3层碳纤维布,确保能够保证终的加固质量。
三、材料质量等级
所有的加固材料质量都分为三六九等,即使是同一价格区间的碳纤维布,不同厂家生产的碳纤维布价格也存在较大的差异,不管客户对加固施工质量的要求如何?都要避免使用劣质的加固材料。
现在有很多商家会以次充好,以图蒙混过关,如果是对碳纤维布材料不懂行的门外汉前去采购,很有可能会上当受。施工单位安排的采购专员,务必是经验丰富的材料检验和谈判,确保花费少的资金,购买到质量的碳纤维布。
四、客户的加固需求
不同的客户对加固的要求不同,这也与建筑物的使用功能有关,比如,如果建筑物是作为商业用途,或者作为居住用途,这两种不同的用途,对其的加固要求也是存在差异的。
很多客户在和施工单位**联系时,都想要时间知道施工报价,其实影响建筑物进行加固维护终的报价因素较多,施工单位也只能给出一个大概的报价范围。如果客户确定要对建筑物做加固施工,还是找一家等级较高、度较高、口碑优胜的加固施工单位,选择这类施工单位,虽然后给出的施工报价会相应较多一些,不过,终的施工质量也能够让客户满意和认可。
碳纤维布加固技术的优势在哪?
碳纤维布加固技术的优势
在我国,各类桥梁及房屋建筑结构的维修、加固、改造已经成为建设工程的侧重点。目前国内常用的加固方法主要有纤维布复合材料加固、粘钢板、扩大截面等方法,其中FRP复合材料加固法具有非常明显的优势,并且具有良好的经济效益,在结构工程中得到了广泛的应用。在目前的FRP材料加固市场中,碳纤维占的比例多。
碳纤维布纤维方向分为单向和双向2种,其中以单向布应用为主。碳纤维布具有高的强度重量比和刚度重量比率、良好的抗疲劳性及高的耐久性、耐腐蚀、热膨胀系数低等特点。碳纤维布加固技术的优势主要体现在:高强,可设计性强;基本不改变原结构外观,不会对原结构造成损害;运输储存、施工较方便、快捷,容易保证施工质量而且后期维护费用低;其化学结构稳定,在耐候性、腐蚀性以及抗疲劳性能等方面较加**。但应用此法进行加固时,应充分考虑纤维的方向布置,合理的材料连接方式、连接尺寸、连接位置粘结材料的性能指标。尤其是施工过程的质量控制,一定要按正常的施工程序进行,否则会影响加固效果。
碳纤维布施工中应注意的事项:
1.施工宜在5℃以上环境温度条件下进行,并应符合配套树脂的施工使用温度。当环境温度**5℃时,应使用适用于低温的配套树脂或采用升温处理措施。
2.在表面处理和粘贴碳纤维布前,应按加固设计部位放线定位。
3.树脂配制时应按产品使用说明规定的配比称量置于容器中,用搅拌器均匀搅拌至色泽均匀。搅拌所用的容器内不得有油污及杂质。宜根据现场实际温度决定树脂的每次拌合量,并严格控制使用时间。
4.粘贴前板底首先要打磨平整,除去表层浮浆、油污等杂质,直至完全露出结构新面,混凝土表面应清理干净并保持干燥;钢筋露出部位须做防锈处理,如损坏程度严重,须采取其它措施,以确保安全;转角粘贴处要进行倒角处理打磨成圆弧状,圆弧半径不应小于20mm。
5.按比例准确配制好底胶并搅拌均匀,注意一次调和量在可使用时间内用完,**过时间的不能使用,以确保粘接质量;底胶硬化后,在表面有凸起部分时,要用磨光机或砂纸打光。
6.粘贴碳纤维布时要从中间向两侧进行粘贴,可避免施工时产生气泡影响加固效果。
7.碳纤维布配套树脂的原料应密封储存,远离火源,避免阳光直接照射。
8.树脂的配置和使用场所,应保持通风良好,现场施工人员应根据使用树脂材料采取相应的劳动保护措施。
9.涂刷碳纤维漆必须等树脂初期硬化后再施做,如表面上仍有不平,用环氧树脂砂浆作细部找平后再涂刷碳纤维漆。
10.碳纤维布的施工应由熟悉施工工艺的施工队伍完成,并应精心组织、精心施工。
碳纤维布等加固材料在有水环境下测试加固效果
我国拥有内海和领海面积达38万平方公里,内河也有水系。如此庞杂的水域系统,必然拥有数量巨大的桥梁、码头等相关设施但是随着时间的推移,加之潮湿环境的作用,这些设施会比普通钢筋混凝土结构较易产生病害。对它们的加固**也关系重大!
本文以桥梁的水中桥墩为例,简要介绍几种不同情况下,对已腐蚀桥墩的加固保护方法
一、水中桥墩混凝土腐蚀用碳纤维布加固
①基面处理
根据要求确定需要修补混凝土的位置,后用高压水冲洗青苔及污泥再用气动打磨机磨掉混凝土表面酥松层,直至露出坚实基层。
②基面找平
将水下找平胶按照A组份:B组份=2:1的重量比搅拌至完全均匀,将找平胶用劈刀刮抹到混凝土表面即可,每次修补厚度不宜**过10毫米,如需修补较厚层可分批涂抹找平胶,待后再涂抹下一层。
③下料
根据图纸要求把所需粘贴的碳布按尺寸裁好,平铺到双层塑料薄膜上,薄膜厚度约10丝。
④混合
将水下碳纤维浸渍胶按A:B=2:1的重量比称量A/B组份到开口容器里,以不**过300转的低速搅拌,直至色泽、形态完全均匀为止,在搅拌过程中确保所有部位接触到,以便得到混合效果。
⑤预浸碳布
把调好的浸渍胶用刮板沿纤维方向反复碾压至浸透到碳布里,需保证碳布其中一面的**胶层稍厚,把双层薄膜的另一层铺展到碳布上,再把碳布按碳丝走向裹成小卷备用.
⑥粘贴碳纤维布
施工人员潜水到粘贴位置把卷好的碳布展开,撕开胶层稍厚的那面薄膜,将碳布从一端到另一端的粘贴方式粘贴到加固基面上,边贴边用刮板按照碳丝方向反复刮压,促使碳纤维布平直、延展、无水泡,浸渍胶充分渗透到混凝土表层。贴完布后再撕下另一面薄膜即可。
B、水上高湿施工
①基面处理
基材表面应全面打磨,无任何附着物,粘贴部位有尖锐棱角的需要打磨成圆角,小内径为20㎜。
②基面找平
将水下找平胶按照A组份:B组份=2:1的重量比搅拌均匀,将找平胶用劈刀刮抹到混凝土表面即可,每次修补厚度不宜**过10毫米,如需修补较厚层可分批涂抹找平胶,待12小时后再涂抹下一层。
③下料
根据图纸要求把所需粘贴的碳布按尺寸裁好,再把碳布按碳丝走向裹成小卷备用。
④混合浸渍胶
按A:B=3:1的重量比称量A/B组份到开口容器里,以不**过300转的低速搅拌,直至色泽、形态完全均匀为止,在搅拌过程中确保所有部位接触到,以便得到混合效果。
⑤上胶
用塑料刮板将浸渍胶涂抹到需贴碳纤维的基面上。
⑥贴布
将裁剪好的碳纤维布贴于混凝土涂胶面,碳纤维布要平直、延展。(碳纤维布如有接头,搭接长度应为20mm,且接头应在基材全长的1/3处,不得在基材的中间),再用刮板反复刮刷碳纤维表面,确保浸渍胶浸透到混凝土与碳纤维布中并脱泡;后用刮板在布的外表面刮涂一层浸渍胶,反复刮压使之充分浸透到碳纤维布的纤维中,促使碳纤维布平直、延展、无气泡,浸渍胶充分渗透。
⑦喷砂
后用3~6mm的沙石(石英砂)洒在涂有胶的施工面上,确保粉刷层的粘结性。
二、水中桥墩混凝土腐蚀用钢板加固
A、粘贴面处理
①混凝土粘贴面应凿除苔藓,油垢、污物,然后用角磨机打磨除去混凝土面1-2mm厚表层,打磨完毕用高压水冲洗干净。
②钢板粘贴面应首先除锈除油,然后用角磨机进行粗糙处理,直至打磨出现金属光泽,备用。
B、加压固定系统准备
加压固定可采用螺栓、角钢、垫板所组成的系统,该系统在被粘贴的环形钢板两端合适位置钻孔临时固定螺栓、角钢,供压紧钢板使用。
C、配制水下粘钢胶
①粘钢胶为A、B两组份,配比为A:B=2:1。配胶宜用机械搅拌,搅拌器可由电锤和搅拌齿组成,搅拌齿可用电锤钻头端部焊接十字形Φ14钢筋制成。少量(指0.5公斤以内)也可用Φ6、Φ8细钢筋棍人工搅拌。(注意:仅用腻刀拌和,不能保证搅拌均匀)。
②取洁净容器(塑料或金属盆,不得有油污、杂质)和称重衡器按配合比混合,并用搅拌器搅拌5分钟左右至A、B组份混合均匀为止。搅拌时沿同一方向搅拌,尽量避免混入空气形成气泡。每次配胶量不宜过多,现配现用。
D、涂胶和粘贴
胶粘剂配制好后,用腻刀涂抹在已处理好的钢板表面上(或混凝土表面),胶断面宜略成三角形,中间厚3毫米左右,边缘厚1毫米左右,然后将钢板粘贴在构件上,用准备好的固定加压系统固定,并适当拧紧螺栓加压,以胶液刚从钢板边挤出为度。
E、维护
粘贴后,钢板涂水下防锈漆3道。
三、水下植筋加固
①打孔
按照设计图纸要求的尺寸钻孔。
②清孔
三吹三刷,打好孔后用高压水吹掉孔内泥灰,再用毛刷刷掉孔壁表面松动的混凝土,后用高压水清孔干净,保持待用。
③注胶
将混合器装上,检查混合器必须有螺旋管否则不可以用,严禁现场拔去注胶嘴里的螺旋管;将胶装上胶,匀速挤出胶液,**的胶液应舍去,把注胶嘴插入孔底,边打胶边缓慢外提式注胶,正常注胶量为孔体积的2/3,胶打完后换新的胶瓶注胶嘴也应更换新的,没有打完的胶液把注胶嘴去除,出胶口擦干净,螺帽拧紧可下次再用。
④植筋
注完胶后将螺纹钢或带肋钢筋按顺时针方向缓慢旋转插入孔底,有少许胶液溢出为好,擦掉溢出的多余胶液。
⑤养护
静置让锚固胶自然固化,养护时间根据温度而定,养护期间不得旋转、敲击螺杆。
宜兴市恒固碳纤维制品有限公司位于经济发达、交通便利的小城镇建设**镇——和桥镇。本公司主要从事碳纤维布、芳纶纤维布、玻璃纤维布、玄武岩纤维布、高强聚乙烯纤维布、复合材料制品的研制与开发。从事建筑工程加固施工服务,以及加固材料销售,主要服务内容:碳纤维布生产厂家、碳纤维布批发、碳纤维布销售、碳纤维布加固、包钢加固,房屋加固,楼板加固、楼板裂缝加固、梁加固、柱子加固、裂缝碳纤维布加固等等本公司产品广泛应用于航空航天领域,面向民用市场。如:航天航空、***、医疗器械、优质织机、体育用品、休闲用品、海洋渔业、电信、电加热、机械制造,风力发电叶片,摩擦与密封材料,也可应用于桥梁、工业与民用建筑以及特种结构各结构部位的加固修补领域。公司技术力量雄厚,拥有国内的专业设备及生产技术,其产品有:各类碳纤维及芳纶纤维织物、各类阻燃织物、建筑补强碳纤维织物、各种碳纤维板、碳纤维绳、碳纤维复合材料及各类玄武岩纤维织物等。各种规格型号、织物结构、厚度、克重等参数,均可根据用户的要求而定。本公司将继续坚持以质取胜、以信致远、开拓求实、团结进取的宗旨与精神为社会各界朋友提供产品与服务,以*热情的服务与新老客户真诚合作、共同发展。欢迎来电咨询洽谈。