上海毅实建筑加固工程有限公司
碳纤维布加固施工要点:(一)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。混凝土表面要求洁净、干燥、无油污。 (三)刷碳纤维胶 将配好的碳纤维加固胶,用滚筒或毛刷均匀涂刷于需要粘结的砼表面,胶表干以后,可视具体情况进行多次涂刷,不得漏刷或有流淌、气泡。 (四)粘贴碳纤维 粘贴碳纤维加固布之前,首先应确认粘贴表面干燥。气温在-10℃以下,大雨天或相对湿度rh>95%时,如无有效措施不得施工。为防止碳纤维受损,在碳纤维布运输、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.
碳纤维布价格公司主营产品:经济型植筋胶、改性环氧类植筋胶、碳纤维胶、碳纤维布、灌缝胶、灌注型粘钢胶、修补胶、找平胶等加固材料;长期代理:喜利得植筋胶(hit-re 500)、慧鱼植筋胶(注射式锚栓fisv360)、西卡胶水、原装进口东丽碳纤维布等进口材料。 本公司始终为顾客提供高质量的产品,同时提供超值的服务和信息,从而更好的满足我们客户和市场的要求。
一、混凝土结构的损坏及传统补强方法
已建混凝土结构损坏的原因很多,大致有以下几方面:
?设计不周、施工缺陷:这类问题本应避免,但无法杜绝,且近年因种种 原因层出不穷,有的很严重;
?年久老化:建国以来和改革开放以来大规模建设的工程正分批陆续接近 寿命期,甚至超期服役;
?腐蚀:受酸、碱、盐侵害,风化、水的渗透、冻融循环;
?意外灾害:地震、台风、凌汛、人为撞击、火灾等损坏;
?超载。
以上原因直接导致混凝土粉化、疏松、剥落、开裂和钢筋锈蚀。使结构物裂缝扩展、刚度降低、挠度增大,承载力削弱甚至丧失。以致结构物涉险服役,严重的不堪再用。
因此新世纪开始,我国将出现结构修复补强的浪潮,甚至会持续相当长时间。 过去常使用的传统补强方法,主要有加大截面法、体外预应力法和外包钢板法几种。加大截面法又名外包混凝土法。主要是将截面加宽、加厚、加高,以容纳新增钢筋。此法很有效,但增加结构体积和自重,造成肥梁胖柱、施工工序繁多、用工多、施工期长,且要用大型机械,还必须有很大施工空间;体外预应力法是在梁下加受拉弦杆,和立柱一起形成反拱架,补强效果好但也有上述各种缺点,特别是结构高度增大很多;外包钢板法又称粘钢法,除上述缺陷外,难于紧贴原结构表面,且不耐腐蚀,必须定期防锈。因此,传统补强方法的应用场合受到种种限制,甚至某些条件下无法采用。
二、碳纤维补强的方法
碳纤维补强的基本材料是将高强度或高弹性模量的连续碳纤维,单向排列成束,用环氧树脂浸渍形成为碳纤维增强复合材料片材(carbon fiber reinforced plastics或polymer,简称cfrp)。将片材用专门配制的环氧树脂粘贴在结构受拉面,树脂固化后与原结构形成新的受力复合体,碳纤维片即可与钢筋共同受力。由于碳纤维片分担了荷载,就降低了钢筋的应力,而使结构得到加固补强。
高强度碳纤维片的抗拉强度可达3400n/mm2,比钢材高7~10倍。弹性模量有2.35×105n/mm2至3.8×105n/mm2等几种,与钢筋相近或略高。因此,有很好的与钢筋共同工作的性能。由于采用了不同配比、性能各异的环氧树脂料,可以使界面树脂渗入混凝土中,片材紧随构件外形粘贴,粘贴用的树脂料又具有较高粘结强度,能有效传递碳纤维片与混凝土两种材料间的应力,保证不产生界面的粘结剥离。
cfrp在交通和建筑工程中的应用
(一)梁、板结构补强 各种类型公路、铁路桥梁、桥板和建筑物的梁、板都可应用。
1、抗弯补强。碳纤维片贴在受拉一侧,即跨中的下部和连续板、连续梁、悬臂板、梁支座的上部,沿受力筋方向粘贴。
由于碳纤维片弹性模量比钢筋稍大,受力时延伸率小于钢筋,故在结构受力时先行受力,随荷载逐渐增加达到两者变形协调时,两者共同受力并按一定比例分配。往往在补强前或者因原有钢筋锈蚀造成截面积不足,或因超载原有钢筋应力过大,补强后碳纤维分担了拉力,使钢筋应力大大降低,结构承载力得以提高。
抗弯补强时,可以根据受力需要贴一层至多层。还可应用高弹性模量片材,补强效果更显着。
2、抗剪补强。通常是在梁靠近端部主拉应力较大的区域和有次梁或较大集中荷载作用的部位。补强时在梁的两侧面竖向粘贴,或与梁底形成u形环包。相当于增加抗剪箍筋以分担原箍筋的剪力。
3、抗疲劳补强。工业厂房吊车梁、桥梁及桥面板,都可以粘贴碳纤维片以提高结构的疲劳抗力。桥面板上下同时粘贴效果更好。
(二)柱、墩补强
对桥墩、高架柱、建筑物独立柱和有翼柱,都可有效补强。
1、中心受压柱的抗压补强,用碳纤维在柱中部横向环包,在受压区产生环向束缚作用,能提高抗压能力,降低柱的压屈系数。
2、偏心受压柱,在柱受拉弯的侧面沿柱轴纵向粘贴,可有效补强。
3、抗震性能补强,在地震或台风的横向力作用下,柱端弯矩和剪力都很大,可以纵向粘贴和环包同时进行。既提高柱、墩横向抗力,又改善能量吸收性能,提高结构的延性,使结构抗侧向力能力显着提高。
对于建筑框架结构和与帽梁刚结的桥梁墩柱、高架柱,可以在柱的上下端同时补强,个别上端横向约束较弱者,则可只考虑下端的补强。
(三)剪力墙补强,在剪力墙单面或双面沿抗剪配筋方向粘贴碳纤维片。
(四)高耸结构,如烟囱、水塔、筒仓、高杆灯架等,受力情况与墩柱类似,补强方法也类同。
(五)环形受力结构,如水池、罐体的抗张力侧壁,可在单侧或双侧缠绕粘贴。
(六)涵洞、隧道及衬砌,由于环向压力不均造成横截面各方位应力异常而产生纵向受拉裂缝,甚至衬砌剥落,以及由于地基沉降不均造成的纵向错位,都可采取混凝土局部填补、置换和碳纤维片补强联合应用的办法。
(七)封闭和防护功能。用碳纤维片粘贴可以将结构裂缝密闭,较宽较深的裂缝还可在贴片前用环氧树脂灌缝进行密闭,从而控制裂缝的进一步扩展,阻止水分渗入引起钢筋锈蚀,同时还具有增强抗腐蚀性能的作用。这就是在结构补强的同时,也带来了封闭和防护的副效应。相反,有些虽出现破损但承载力尚未降低的结构,也可以封闭和防护维修为主效应,同时也有结构补强的副效应。
上述各种补强,以桥梁和一般建筑物的梁板结构补强占大部分,桥梁墩柱的抗震补强次之,其他结构补强只占很少部分。但它们在国外都已得到广泛应用、研究和使用考验。日本各种补强技术已有由建设省或各种团体编制的设计、施工规范。在我国,上海秋宇碳纤维有限公司公司已成功地在二十多项工程中应用,也编制了企业工法和规范。对于在国外业已成熟的碳纤维补强技术,我们也已成功掌握并积累了实际应用的丰富经验,相信它将在新世纪发挥威力。
三、碳纤维补强技术的优越性
综上所述,我们将碳纤维补强技术的特点和优越性归纳如下:
(一)优异的力学性能,可有效应用于多种形式的结构补强,包括抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风、控制裂缝和挠度的扩展、增加结构的延性。
(二)优异的化学稳定性,使经过补强和维修的结构具有极强的抗酸、碱、盐、紫外线侵蚀和防水能力;具有足够的适应气温变化的能力。易于外加防火涂层后有效地防火。可以大大增强结构对恶劣外部环境的适应能力,延长结构寿命,这是包钢方法不可比拟的。
(三)材料的轻质高强,可以不增加结构体积,所增加的结构自重几乎可以忽略。这是传统方法做不到的。
(四)施工工序简单,可用小型电动工具操作,不象传统补强方法需要众多工种、大量劳动力、大型施工设备及吊装机械。因而可以在传统技术无法施工的有限作业空间内实施。而且进度快、工期短,更能在持续交通有振动的情况下操作。从而大大缩短工程停工、停止运营或断路施工的时间,极大地降低经济损失和社会影响。
(五)由于材料柔软,易于随结构外形粘贴,补强后不改变结构外形,同时便于用所需色彩涂装,而不显露补强痕迹。 随着碳纤维补强技术的优越性在工程领域得到普遍认同,这项技术的应用将会愈来愈广泛。随着有关科研的开展,工程实践经验的积累,新应用领域的进一步探索与开拓,这项技术将更加成熟,更加完善。我们上海秋宇碳纤维有限公司公司希望与各位同行开展更有效而广泛的合作。众志成城,这项技术的应用必将呈现出更加广阔的前景。
碳纤维复合材料具有抗拉强度高、密度小、耐腐蚀性和耐久性好等优点,碳纤维布加固补强混凝土结构的应用研究始于 20 世纪 80 年代美国、日本等发达国家,进入 20 世纪 90 年代中后期我国的许多科研机构和企业也相继进行了这方面的试验研究。
目前,在我国的、上海、天津、江苏、福建等许多地区的桥梁和工民建工程中得到了广泛的应用。其中有些是由于意外事故而导致结构或构件的承载能力而需补强加固的;有些是由于混凝土强度或配筋不足而需补强加固的;有些是由于结构或构件达到或接近使用年限而需加固的;还有部分建筑是未进行抗震设防的,满足不了《建筑抗震鉴定标》gb50023-95 要求,需进行抗震加固。
? 碳纤维布加固简介
( 1 )特点
① 高抗拉强度、高弹性模量。
② 施工方便,无需任何夹具、模板,能适应各种结构外形的补强而不改变构件外形尺寸,可多层粘贴,并能有效地封闭混凝土的裂缝;
③ 耐腐蚀及耐久性能好。
④ 不增加结构自重。
( 2 )适用范围。适用于各种形式的钢筋混凝土结构或构件的加固补强。
( 3 )加固机理。利用专用环氧树脂将抗拉强度极高的碳纤维布粘贴于混凝土结构表面,并与之形成整体,共同工作。
( 4 )应用范围。桥梁、工业与民用建筑以及特种结构,高耸结构、蓄水池、罐、涵洞、隧道、码头海港,等钢筋混凝土结构物,构筑物的修复、补强。
? 施工工艺
1. 混凝土基底处理
( 1 )裂缝处理。宽度小于 0.2mm 的裂缝,用环氧树脂进行表面涂抹封闭;大于 0.2mm 的裂缝用环氧树脂灌缝。
( 2 )将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净,达到结构密实部位,使其表面平整。
( 3 )检查外露钢筋是否锈蚀。如有锈蚀,需进行必要处理。
( 4 )对经剔凿、清除和露筋的构件残缺部分,用环氧砂浆进行修补、复原,达到表面平整。
( 5 )将构件表面凸出部分(混凝土构件交接部位、模板的段差等)打磨平整,修复后的段差要尽量平顺;棱角的部位,用磨光机磨成圆角,圆角半径须 ≥ 30mm 。
( 6 )结构或构件表面打磨后,用吹风机将表面灰尘和杂物清理掉,或用水及酒精清洗,并使表面充分干燥。
2.涂底层涂料
( 1 )把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放入容器内,用搅拌器搅拌均匀;一次调和量应在可使用时间内用完。
( 2 )用滚筒刷均匀地将底层涂料涂刷于混凝土表面,指触干燥后(一般养护 3~24 小时)才能进行下一道工序的施工。
( 3 ) 底层涂料指触干燥或固化后,表面上的凸起部分(一般类似结露的露珠一样)要用砂布或角磨机磨平。
3. 用环氧腻子进行残缺修补
( 1 )构件表面凹陷部位应用环氧腻子填平,并修复至表面平整、顺滑。
( 2 )内角(段差、起拱等)要用环氧腻子填补,使之平顺。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. 粘贴碳纤维布
( 1 )树脂的主剂和固化剂应按规定的比列称量准确,装入容器用搅拌器均匀搅拌。一次调和量应在可使用时间内用完。
( 2 )纤维顺长方向片材的接头必须搭接 10cm 以上。该部位应多涂树脂,脱泡、树脂操作按正常进行。在片材宽度方向不需要搭接。
( 3 )贴布前用滚筒刷均匀地涂抹粘贴用环氧树脂,称为下涂。贴布时,在纤维布和树脂之间尽量不要有空气。可用罗拉(专用工具)沿着纤维方向在碳纤维布上滚压多次,使树脂渗浸进纤维中。
( 4 )纤维布施工 30 分钟后,用滚筒刷均匀涂抹粘贴用环氧树脂,称为上涂。如需多层粘贴则重复 4.1 ~4.4 步骤,并保证底层粘贴的碳纤维布上涂已指触干燥,才能粘贴下一层。
( 5 )后一层碳纤维的上涂应涂刷均匀、周边整齐。
5. 养护
( 1 ) 碳纤维布施工后,应进行养护,保证养护期间的温度不低于环氧树脂的允许使用温度。
( 2 )养护期一般在 1~2 周内。
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,使增强贴布与原有钢筋混凝土共同受力增大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。
我国早在上世纪六七十年代就开始了碳纤维的研究工作,几乎与世界同步。经过30多年的努力,已经研制出接近日本东丽公司t300水平的碳纤维产品,但产量和品质都远不能满足国内需求,与国外差距甚远。与国际先进水平相比,国产碳纤维的突出问题是碳纤维强度低,均匀性和稳定性都较差,发展水平比发达国家落后了近20年~30年,而且生产规模小,技术设备落后,生产效益不理想。 目前全球碳纤维产能约3.5万吨,我国市场年需求量6500吨左右,属于碳纤维消费大国,但我国碳纤维2007年产量仅200吨左右,而且主要是低性能产品,没有形成规模化产业,绝大部分依赖进口,价格非常昂贵,比如标准型t300市场价格每千克曾高达4000元~5000元。由于缺少具有自主知识产权的技术支撑,国内企业目前尚未掌握完整的碳纤维核心关键技术。 我国碳纤维的质量、技术和生产规模与国外差距很大,其中高性能碳纤维技术更是被日本及西方国家垄断和封锁。因此碳纤维要真正实现国产化需要一个漫长的过程。由于市场短缺,近年来国内出现了“碳纤维热”,众多科研院所和企业纷纷启动了碳纤维研究或千吨级产业化项目。虽然当前国内市场对碳纤维产品需求较大,但盲目发展低于档次品类存在很大风险,尤其现有产品研发停滞不前,不能开发出新型配套系列产品,这些千吨级项目实施后,市场产能出现过剩趋势将成为必然。 国内企业不再照搬国外现成的技术,关键设备也在加快研发,某些关键设备的研发已取得了突破性成果,而且原材料供应充足。我国碳纤维产业技术特点十分明显,技术多元化越来越受到重视。从2000年开始,我国已完全放弃了硝酸法原丝技术,采用以二甲基亚砜为溶剂的一步法湿法纺丝技术。目前,国产碳纤维百分级产品能与日本东丽的t700相媲美。
碳纤维布价格公司主营产品:经济型植筋胶、改性环氧类植筋胶、碳纤维胶、碳纤维布、灌缝胶、灌注型粘钢胶、修补胶、找平胶等加固材料;长期代理:喜利得植筋胶(hit-re 500)、慧鱼植筋胶(注射式锚栓fisv360)、西卡胶水、原装进口东丽碳纤维布等进口材料。 本公司始终为顾客提供高质量的产品,同时提供超值的服务和信息,从而更好的满足我们客户的要求。
我公司生产的碳纤维布是一种单向碳纤维加固产品,可提供两种厚度:0.111mm(200g)和0.167mm(300g),宽度可根据客户需求任意调整。公司生产的碳纤维板,分1.2mm和1.4mm厚两种。用于结构构件的抗拉、抗剪和抗震加固,该材料与公司生产的配套碳纤维浸润胶共同使用成为碳纤维复合材料,可构成完整的、性能卓越的碳纤维单向片材增强体系,
国内早通过的规范是2003年《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》,其编号为cecs146:2003,
已经被新的国家标准规范2006《混凝土结构加固设计规范》代替,其编号为gb 50367-2006.
碳纤维加固近的国标是《结构加固修复用碳纤维片材》gb/t 20490-2008,08年10月1日期执行。