運(yùn)用碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

1、委玉奇等：運(yùn)用碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)運(yùn)用碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)委玉奇，賈云龍f陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程系，陜西渭南714000)【摘要】碳纖維布加固技術(shù)是指采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面，使兩者共同工作，提高構(gòu)件的承載能力，從達(dá)到對(duì)建筑物進(jìn)行加固、補(bǔ)強(qiáng)的目的。該工程通過運(yùn)用碳纖維布，對(duì)車間腐蝕屋架有效加固，取得了良好的效果?！娟P(guān)鍵詞】碳纖維布；混凝土結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)【中圖分類號(hào)】TU52857【文

2、獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1001—6864(2011)02—0069—021碳纖維布加固碳纖維布加固技術(shù)是指采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面，使兩者共同工作，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的(抗彎、抗剪)承載能力，從而達(dá)到對(duì)建筑物進(jìn)行加固、補(bǔ)強(qiáng)的目的。碳纖維布加固具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①?gòu)?qiáng)度高(強(qiáng)度約為普通鋼材的10倍)；②加固后大大提高結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性及耐久性；③自重輕(約200g／m)，基本不增加結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸；④施工簡(jiǎn)便(無(wú)需使用大型

3、施工機(jī)械及周轉(zhuǎn)材料)，易于操作；⑤施工工期短(本工程僅用一周時(shí)間)；⑥柔性好，易于裁剪，適用范圍廣。碳纖維加固技術(shù)適用于各種結(jié)構(gòu)類型和部位的加固修補(bǔ)，如梁、板、柱、橋梁、簡(jiǎn)體、殼體等結(jié)構(gòu)，只要基層混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不低于C15即可；另外，對(duì)于磚砌體的某些力學(xué)性能也可以通過碳纖維進(jìn)行加固。粘貼碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是一種新型的加固技術(shù)，已經(jīng)得到較為廣泛的應(yīng)用，并已產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益。2工程概況某化工廠制酸年問，建于1988年，長(zhǎng)期受酸性氣體侵蝕

4、，三根薄腹梁下弦混凝土開裂、酥松、剝落，鋼筋外露，并遭受嚴(yán)重腐蝕。顯然鋼筋受力截面已被削弱，危及結(jié)構(gòu)安全；經(jīng)與設(shè)計(jì)人員、車問工作人員一起進(jìn)行分析比較，決定選擇粘貼碳纖維布進(jìn)行加固，防止酸性性氣體的進(jìn)一步侵蝕，延長(zhǎng)梁的使用壽命(薄腹梁見圖1)。L1廠]廠lllllIJ1II’11950’1一粘貼碳纖維布二層(第一層寬度300ram，第二層寬度310ram)圖1薄腹梁加固3碳纖維布加固設(shè)計(jì)首先，利用回彈法對(duì)屋架薄腹梁混凝土進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)，以供

5、加固參考。經(jīng)檢測(cè)，混凝土實(shí)際強(qiáng)度為C30。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，以及現(xiàn)場(chǎng)混凝土、鋼筋的腐蝕情況，考慮提高薄腹梁下弦的抗拉強(qiáng)度等級(jí)，決定將610mm寬的T700S型碳纖維布分裁兩半，分兩層粘貼在下弦的底面及兩側(cè)(薄腹梁下弦寬度為200ram)，加固后，相當(dāng)于增0●0o●0o◆00●00●00●o0●00●oo●00●00●00●00●00●0o●00●00●0o●00●00●00●oo●00●00●00●00●o0●00●00●00◆00●0o●

6、00●00●o0●o0●00●00●o0●00●0o●0o●o0●00●00●0o●0大，預(yù)制梁截面受壓區(qū)混凝土的高度增大。這兩種情況都使得疊合截面在二期荷載作用下的中和軸下移，從而增大了受剪時(shí)剪壓區(qū)混凝土面積，提高了剪壓區(qū)混凝土的受剪承載力。同時(shí)，預(yù)制梁截面預(yù)壓區(qū)的存在，抑制了斜裂縫的發(fā)展。所以，增大％與可提高組合梁的斜截面承載力，也就提高了結(jié)合面的抗剪承載力。當(dāng)和ot過大時(shí)，組合梁的斜截面承載力將減小，也就會(huì)影響結(jié)合面的抗剪承載力。

7、最后考慮的因素是箍筋的直徑。而對(duì)于混凝土強(qiáng)度的影響，混凝土強(qiáng)度越高則結(jié)合面的抗剪能力越強(qiáng)，預(yù)制梁混凝土的強(qiáng)度對(duì)結(jié)合面剪應(yīng)力的影響大于后澆混凝土強(qiáng)度。參考文獻(xiàn)[1]洪炳欽，楊俊杰，楊遒疊合梁斜截面抗剪性的試驗(yàn)研究[J]浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，35(4)：464—468[2]裘進(jìn)蓀，林俊俠，張國(guó)英，等鋼筋混凝土疊合梁斜截面抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)研究及汁算方法[J]浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1992，26(2)：153—164[3]劉思峰，郭天榜，方志耕

8、灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用[M]北京：科學(xué)出版社，2000：51—1lO[收稿日期】2OlO—lO一27[作者簡(jiǎn)介]盧文明(1966～)，男，山西運(yùn)城人，工程師，主要從事建筑技術(shù)工作。紅拗70低溫建筑技術(shù)2011年第2期(總第152期)加原受拉鋼筋面積的46％，彌補(bǔ)了由于原鋼筋銹蝕而造成的截面削減，構(gòu)件的承載力得到加強(qiáng)，而且，總體配筋率P≤p≤p，可以滿足使用要求。因梁底寬度為200mm，而碳纖維布的寬度為610mm，考慮加固時(shí)碳纖維布的幅寬

9、效應(yīng)及下弦的受拉范圍，將碳纖維布裁為兩半，一層為300ram寬，一層為310mm寬，分兩層粘貼在梁的下側(cè)及兩面?zhèn)冗?兩側(cè)邊粘貼高度為50—55ram)，應(yīng)注意：轉(zhuǎn)角處應(yīng)處理成圓角(尺≥lOmm)，見圖1。4材料技術(shù)指標(biāo)目前，國(guó)內(nèi)碳纖維材料及配套結(jié)構(gòu)膠的生產(chǎn)廠家較多，本工程采用的材料指標(biāo)見表1、表2。表1CFRP—T700S碳纖維材料主要性能指標(biāo)結(jié)構(gòu)膠名稱JGN—CJGN—P作用粘貼碳纖維々用膠與JGN—C配套使用的底膠甲組分白色蠟狀膏體

10、無(wú)色透明液體外觀乙組分棕色液體棕紅色液體粘接拉伸強(qiáng)度／MPa300粘接強(qiáng)度(混凝土一混凝土)混凝土破壞拉仲剪切強(qiáng)度／]VlPa200壓縮強(qiáng)度／MPa500彎曲強(qiáng)度／MPa300混合黏度(20~C時(shí))90rain可使用時(shí)間2040rain3Oh指f時(shí)間(2O屯時(shí))2h甲：乙=3：1甲：乙=3：11O一355碳纖維布加固的施工5。1施工準(zhǔn)備施工材料采用金泰加固公司生產(chǎn)的JGN—C膠(底膠)及JGN—P膠(粘著膠)，T700S型碳纖維布；輔助

11、材料有專用滾筒，刮板，角向磨光機(jī)，剪刀，鑿子，榔頭，丙酮。并按安全規(guī)程要求搭設(shè)好腳手架，高度以方便施工為前提。52施工工藝(1)鑿掉屋架下弦腐蝕部位的疏松混凝土，用鋼絲刷刷干凈鋼筋銹蝕層。(2)補(bǔ)粉混凝土梁：用SJ一601防腐砂漿補(bǔ)粉鑿除的混凝土梁，較大面積的劣質(zhì)層在鑿除后應(yīng)用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修復(fù)，并養(yǎng)護(hù)三天。(3)用吹風(fēng)機(jī)將表面浮塵清除干凈，用混凝土角磨機(jī)、砂紙等機(jī)具除去混凝土表面的浮漿、油污等雜質(zhì)，構(gòu)件表面的混凝土打磨平整，用丙酮將需粘

12、貼處清洗干凈。(4)涂底膠：將JGN—P膠甲乙組分按3：1的重量稱好，在潔凈容器中調(diào)和均勻，用刮板均勻地涂在屋架底面(兩側(cè)各刮150mm)，待膠固化后(以指觸干燥為準(zhǔn))再進(jìn)行下一工序施工。一般情況下，調(diào)好的底膠須在40min內(nèi)用完。(5)找平：混凝土表面凹陷部位用修補(bǔ)膠(JGN—C膠摻人兩倍粉料)填平，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)用修補(bǔ)膠填補(bǔ)。(6)粘貼碳纖維布：將JGN—P膠甲乙組分按3：1的重量稱好，并在潔凈容器中調(diào)和均勻，用刮板將

13、膠均勻地涂刮在底膠上，隨即把已裁剪好的碳纖維布粘貼在設(shè)計(jì)部位，用壓輥沿碳纖維布的受力方向來(lái)回滾壓，擠出汽泡。待指壓干燥后，即可以進(jìn)行第二道碳纖維布的粘貼，方法同第一道。注意：碳纖維布的搭接長(zhǎng)度一般為100mm，端部用橫向碳纖維布固定。(7)兩道碳纖維布粘貼完，待指壓干燥后，再刮涂一層JGN—C面膠，來(lái)回滾壓。使膠充分滲入到碳纖維布中去。(8)待面膠指觸干燥后，表面做防火涂料或水泥砂漿保護(hù)層。6結(jié)語(yǔ)本工程通過碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)明顯

14、，僅使用了簡(jiǎn)單的腳手架，而且碳纖維布裁剪非常方便，可根據(jù)形狀及尺寸隨意裁剪，各種支架的遮擋處可以隨意穿過，施工簡(jiǎn)便。本工程從2010年1月5日加固后到現(xiàn)在，在腐蝕性氣體的侵蝕下，至今未見有被腐蝕痕跡；該工程從開工到結(jié)束僅用7天時(shí)間，工程總費(fèi)用僅約為11800O0元，效益可觀。參考文獻(xiàn)[1]葉列平，趙村紅，李全旺碳纖維布加固混凝土柱受剪承載力計(jì)算[J]建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2000，(2)：69—70[2]楊建新，韓剛平，劉明周工業(yè)廠房混凝土柱碳