工程案例
業(yè)務(wù)范圍
碳纖維加固工程施工方案設計
發(fā)布時(shí)間:2014-07-15
1、建設單位:XXX2、加固說(shuō)明:
本工程采用UT70—30 東麗碳素纖維布,將抗拉強度極高的碳纖維用環(huán)氧樹(shù)脂預浸成為復合增強片材(單向連續纖維片);用環(huán)氧樹(shù)脂粘結劑粘貼在要補強的結構上,形成一個(gè)新的復合體,使增強貼片與原有鋼筋混凝土共同受力,增大結構的抗拉或抗剪能力,提高強度、剛度、抗裂性和結構的延性。
二、施工方案
1、膠粘劑的配置
1)將原材料按不同配合比稱(chēng)量準確,分別配置底涂膠料、整平膠料及粘結膠料。先將稀釋劑加入聚合物主料內攪拌均勻,再將填料加入繼續攪拌至均勻,最后加入固化劑,充分攪拌后即可使用。
2)配置膠料時(shí)應注意以下事項:底涂膠料每次配置量以1-2公斤為宜;整平膠料每次配置量以0.5-1公斤為宜;粘結膠料每次配置量以1-2公斤為宜。
3)所有膠料要求于1小時(shí)內施工完畢。
2、基底處理
1)混凝土表面如出現剝落、蜂窩、腐蝕等劣化現象的部位應予剔除,對于較大面積的劣質(zhì)層,在剔除后應用聚合物水泥砂漿進(jìn)行修復。
2)裂縫部位,如有必要應先進(jìn)行封閉處理。
3)用混凝土角磨機、砂輪(砂紙)等工具,去除混凝土表面的浮漿、油污等雜質(zhì),構件基面的混凝土要打磨平整,尤其是表面的凸出部位要磨平,轉角粘貼處要進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀(R310mm)。
4)用吹風(fēng)機將混凝土表面清理干凈并保持干燥。使用中國建科院研制生產(chǎn)EC高強度聚合物砂漿修補表面凹陷底部分。
3、涂底膠
1)按一定比例將主劑與固化劑先后置于容器中,用攪拌器攪拌均勻,根據現場(chǎng)實(shí)際氣溫決定用量,并嚴格控制使用時(shí)間。
2)用滾桶刷或毛刷將膠均勻涂抹于混凝土構件表面,厚度不超過(guò)0.4mm,并不得漏刷或有流淌、氣泡,等膠固化后(固化時(shí)間視現場(chǎng)氣溫而定,以手指觸感干燥為宜,一般不小于2小時(shí)),再進(jìn)行下一道工序。
4、用整平膠料找平
1)混凝土表面凹陷部位應用刮刀嵌刮整平膠料修補填平,模板接頭等出現高度差的部位應用整平膠料填補,盡量減少高差。
2)轉角的處理,應用整平膠料將其修補為光滑的圓弧,半徑不小于10mm。
3)整平膠料須固化后(固化時(shí)間視現場(chǎng)氣溫而定,以手指觸感干燥為宜,一般不小于2小時(shí)),方可再進(jìn)行下一道工序。
5、粘貼碳纖維布
1)按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布,除非特殊要求,碳纖維布長(cháng)度應在3m以?xún)取?br /> 2)配置、攪拌粘貼膠料,然后用滾筒刷均勻涂抹于所粘貼部位,在搭接、拐角部位適當多涂抹一些。
3)用特制光滑滾子在碳纖維布表面沿同一方向反復滾壓至膠料滲出碳纖維布外表面,以去除氣泡,使碳纖維布充分浸潤膠料。
多層粘貼應重復以上步驟,待纖維表面指觸感干燥為宜,方可進(jìn)行下一層碳纖維布的粘貼。
4)在最外一層碳纖維布的外表面均勻涂抹一層粘貼膠料。
5)地面恢復:因原地面未配筋,所以用人工攪拌1:2水泥砂漿(摻5%107膠,為保持新舊砼接縫處結合好,摻用UEA膨脹劑)即可,地面面層用鐵抹壓光恢復。
6、質(zhì)量保證措施:
1)對于砼工程,應振搗密實(shí),面層平整,砂漿拌制嚴格按照設計配比,杜絕偷工減料現象發(fā)生。
2)碳纖維粘貼工程:碳纖維布沿纖維方向的搭接長(cháng)度不得小于100mm。粘貼碳纖維布應盡量避開(kāi)障礙物,如遇無(wú)法清除的障礙物而需截斷時(shí),在截斷部位要予以適當處理,具體措施應視不同情況而定。
3)碳纖維材料方面的可靠保證
碳纖維片具有極佳的力學(xué)性能,是與它自身的材質(zhì)屬性、成片加工工藝密不可分的。目前,國產(chǎn)碳纖維片與進(jìn)口碳纖維片之間從質(zhì)量、性能及生產(chǎn)工藝上,都存在著(zhù)較大的差異,具體表現為:
(1)材料的勻質(zhì)性:碳纖維束只有分布排列均勻,加工成片后才能起到整體均勻受力的作用;若才只得勻質(zhì)性不好,則構件受力后導致纖維片局部受力不均,使碳纖維補強的效果不能充分發(fā)揮出來(lái)。因此,材料的勻質(zhì)性問(wèn)題,是目前國產(chǎn)碳纖維片提高質(zhì)量所待解決的關(guān)鍵性問(wèn)題。
(2)碳纖維片中預浸樹(shù)脂的含量:我們用于結構補強的碳纖維片是含有預浸樹(shù)脂的。其作用是使纖維之間相互約束、相互粘結成為共同受力的整體,但其含量過(guò)多、浸漬過(guò)厚,卻無(wú)益于修復、補強。因為碳纖維補強混凝土結構是靠上涂及下涂環(huán)氧樹(shù)脂對碳纖維片的反復滲透來(lái)完成的。如果纖維片中預浸樹(shù)脂的含量過(guò)多,則粘貼碳纖維片時(shí)樹(shù)脂的滲透效果就比較差,直接影響施工質(zhì)量。目前國產(chǎn)材料在控制低預浸樹(shù)脂含量方面與國外產(chǎn)品相比仍有較大差距。
(3)碳纖維的段絲率:由于纖維絲很細,只有7μm,極易出現段絲。因此,盡可能地減少纖維絲的斷裂,確保纖維片的連續性與整體性,是確保最終補強效果的一個(gè)重要參數。這也是國產(chǎn)材料需要解決的一個(gè)大問(wèn)題。國產(chǎn)原絲的雜質(zhì)多,是導致碳纖維強度不高的主要原因之一(間下表)。
國內外碳纖維中金屬雜質(zhì)含量比較
生產(chǎn)廠(chǎng) Na K Ca Mg Fe 小 計
日本T300 10-15 1-15 10 2 1-5 24-27
日本T700 7.4 1.0 24.6 3.8 23.5 60.3
日本T800 10.1 3.5 18.5 3.4 35.5 國內甲廠(chǎng) 14 26 24 11 53 128
國內乙廠(chǎng) 95 22 105 17 101 340
(注:T300為文獻值,其它為實(shí)測值)
為確保碳纖維片修復補強混凝土結構的質(zhì)量,本公司使用的碳纖維片是性能質(zhì)量?jì)?yōu)異的日本東麗公司的產(chǎn)品。
7、安全施工及場(chǎng)容:
1)裁剪及使用碳纖維布時(shí)應盡量遠離電源,尤其是高壓電線(xiàn)及輸電線(xiàn)路。
2)碳纖維布的配套用膠要遠離火源,避免陽(yáng)光直接照射。
3)現場(chǎng)施工人員應穿工作服,同時(shí)還須佩戴口罩和手套,施工人員嚴禁在現場(chǎng)吸煙。
4)配置及使用膠的場(chǎng)所必須保持良好的通風(fēng)。
5)施工所用砂、石子、水泥等材料堆碼整齊,施工完畢后,將施工所產(chǎn)生的垃圾及時(shí)清運出現場(chǎng),作到工完場(chǎng)清。
8、工程驗收:
1)工程驗收時(shí)必須有碳纖維及其配套膠料廠(chǎng)家所提供的材料檢驗證明。
2)每一道工序結束后均應按工藝要求進(jìn)行檢驗,作好相關(guān)的驗收記、施工結束后的現場(chǎng)驗收以評定碳纖維布與混凝土之間的粘結質(zhì)量為主,用小錘等工具輕輕敲擊碳纖維布表面,以回聲來(lái)判斷粘結效果,如出錄,如出現質(zhì)量問(wèn)題,應立即返工。
3)出現空鼓等粘貼不密實(shí)現象,應采取針管注膠的方法進(jìn)行補救。若粘結面積小于93%,則判定為粘結無(wú)效,需重新施工。
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