碳纤维布加固技术指的是使用高性能粘合剂,将碳纤维布粘贴在墙面或混凝土构件表面,使二者协同工作,有效提升结构构件极限荷载,提高结构构件变形性能,采取合理的粘结结构和锚固措施,达到良好的加固效果,在国外和内地经济发达地区得到广泛应用。随着我区经济建设和建筑业的快速发展,部分现有建筑由于原设计荷载标准低,部分建筑使用功能发生变化,难以满足当前标准化使用的需要,需要进行维护加固,碳纤维布加固修复技术由于其独特的优势逐渐得到推广。
一、加固工程概况
该商场原为市场、办公一体化的综合性建筑,一体化~三楼是综合批发市场,四楼是办公区。目前市场需要,四楼的办公区应该改为批发市场。钢筋混凝土板梁需要在三楼顶板上切割,6100毫米需要用切割机切割×在9000毫米的洞口,增加一部扶梯;另分块切出3处4000毫米的开口;×在4000毫米的开口处增加了三个行人楼梯。由于地板开口面积大,四楼使用功能发生变化,地板结构和荷载发生变化。经设计计算,需要对开口周围的钢筋混凝土地板、梁柱进行碳纤维加固。根据商场的实际经营情况,在碳纤维布粘贴加固工程中,使用局部封闭,不影响一个~三层市场正常运行。
二、加固施工工艺及现场施工方法
碳纤维加固施工工艺为:混凝土基础修复、抛光处理、底层树脂涂装、不平整处找平处理、冲洗浸渍树脂粘贴碳纤维布表面保护处理。
1.混凝土基础修补、抛光处理
(1)表面裂缝和孔洞处理。用碳纤维胶粘合剂进行修补和密实。
(2)清除混凝土构件表面的不完整和损坏部分,用专用粘结修复和恢复凿除、清除和露出的不完整部分。
(3)将构件表面沿碳纤维粘贴结合面打磨平整,要求平整度达到5mm//m,修复后的段差应尽可能光滑;棱角部分用磨光机磨成圆角,圆角半径必须为≥20mm。
(4)结构或构件表面抛光后,用压缩空气清理表面灰尘和杂物,清理残留灰尘,使表面完全干燥。
2.涂刷底层树脂,找平不平整处
(1)底层涂料用滚筒刷均匀地刷在混凝土表面,指的是下一道工序的施工。底层涂料指的是在接触干燥或固化后,表面的凸起部分应用砂布或角磨机磨平,并清除灰尘。
(2)构件表面凹陷部位应用粘合剂填充,内角(段差、拱等)应用粘合剂填充,使其光滑。腻子刮擦后,表面仍有凹凸粗糙线条,应用砂纸打磨光滑。
3.涂上浸渍树脂
将浸渍树脂按规定比例准确称量,放入容器中,用搅拌机均匀搅拌。一次性调和量应在可用时间内耗尽。
4.粘贴碳纤维布
(1)根据设计尺寸减少碳纤维布,碳纤维布的接头必须连接10cm以上。该部分应涂有更多的粘合剂,不需要在碳纤维布的宽度方向上连接。
(2)将切好的碳纤维织物敷在涂有粘合剂的基层上。粘贴碳纤维布前,用滚动刷均匀涂抹粘合剂,称为下涂。粘贴碳纤维布时,尽量不要在碳纤维布和树脂之间有空气。碳纤维布可以沿着纤维方向滚动多次,使树脂渗入纤维并挤出气泡。滚动时要小心,不要损坏碳纤维布。
(3)碳纤维布粘贴施工30分钟后,在表面均匀涂抹粘合剂,使粘合剂能充分渗透到碳纤维中,称为涂层。
(4)第二层碳纤维布粘贴重复一层步骤,确保底层粘贴的碳纤维布粘贴干燥,粘贴第二层。
(5)第二层碳纤维织物的表面应均匀涂抹粘合剂,周围应均匀涂抹。
粘贴碳纤维布,按照《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》CECS146:操作要求为2003。
5.表面防护处理
碳纤维布施工后,应按设计要求进行表面保护,确保保护材料与碳纤维布之间有可靠的粘结(要求粘结材料的正拉强度符合设计要求)。加固完成后,按《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》的有关规定进行检验验收。
三、碳纤维布加固技术特点通过本工程实例总结如下:
1、抗拉强度高,是同截面钢材的7-10倍,可大大提高结构构件承载能力和抗震性能。
2、重量轻,不增加固件的体积和重量,不影响建筑物的使用功能。
3、耐久性好,能抵抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。
4、施工方便快捷,表面恢复处理方便,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、木结构均可加固,不受建筑造型的限制。
四、碳纤维布加固工程中,也要注意以下几点:
1、碳纤维布材料导电性强,防火性能差,施工过程中必须做好现场防火防电工作,避免不必要的损失。
2、由于碳纤维材料的应用越来越广泛,大陆各厂家也在增加,产品好坏不均匀,所以在使用材料时,必须根据设计院提供的碳纤维布技术指标,选择国家检测机构合格,符合设计要求。
3、碳纤维布结构加固的关键在于与原建筑的粘结。高强度粘合剂的质量直接影响加固工程的安全,不同厂家的粘合剂是否适合碳纤维布。因此,在选择材料时,必须选择专业检测机构认定的合格产品。
4、在碳纤维布加固工程中,对基面处理、粘合剂使用比例、操作时间控制等工序要求严格。作为项目经理,必须严格按照施工工艺要求,严格控制各工序的质量,才能完成合格的加固工程。
综上所述,与传统的加固方法相比,碳纤维布加固是一种新型的加固技术,节省空间,施工简单,无需现场固定设施,施工质量易于保证,基本不增加结构尺寸和自重,耐腐蚀性好,耐久性好。而采用碳纤维布加固技术,可以大大提高建筑物的使用寿命,降低加固成本。由于碳纤维布加固具有优异的加固效果和技术优势,将广泛应用于建筑改造加固工程中。