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科順修繕帶您了解碳纖維布加固法

發(fā)布時(shí)間:2022-09-30


今天我們來聊聊加固設(shè)計(jì)最常見的——碳纖維布加固法!


碳纖維布加固法(又名“外貼纖維復(fù)合材料法”),主要是通過粘貼纖維增強(qiáng)復(fù)合材(主要是纖維織物片材和纖維板材)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)加固,主要以碳纖維、玻璃纖維等復(fù)合材料為主(FRP修復(fù)加固),用結(jié)構(gòu)膠粘貼于構(gòu)件的主要受力部位,來提高截面受彎、受剪及混凝土抗壓強(qiáng)度,從而達(dá)到加固的目的。(其實(shí)簡(jiǎn)單去說明就是用一些很有韌性的布貼上去,再涂點(diǎn)膠水讓它形成整體)。

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板底碳纖維加固


為什么那么多種加固法,要先說碳纖維布加固法先呢。最主要的一個(gè)原因是這種加固法使用范圍很廣基本能解決大部分的問題,并且具備所有工程里面都最想達(dá)到的優(yōu)點(diǎn):快、容易、便,以下是碳纖維布加固法的部分優(yōu)點(diǎn):

?材料本身相對(duì)比強(qiáng)度高、重量輕,施工后基本不改變?cè)Y(jié)構(gòu)的外型尺寸,同時(shí)基本不增加原結(jié)構(gòu)自重。

?施工流程簡(jiǎn)單,施工工期短、效率高?!究梢钥春笪牡氖┕すに囘^程介紹】

?碳纖維自身彈性模量高,對(duì)溫度裂縫、銹脹裂縫等細(xì)微變形控制效果較好。

?不需要用栓錨固定和外物加壓,對(duì)混凝土原結(jié)構(gòu)幾乎沒有破壞。

?采用碳纖維加固法加固施工后,裝飾施工時(shí)無(wú)須處理界面,只在碳纖維片材施工后工序時(shí)灑砂粘貼即可。

?碳纖維加固雙層或三層粘貼時(shí),因自身厚度較薄,幾乎沒有因厚度增加的剪力力矩影響,所以加固效果較好。

?碳纖維布材因其材料自身的柔韌性、可纏繞性,對(duì)狹窄工作面的加固施工加固效果獨(dú)特。

當(dāng)然世上所有東西都沒有完美的(要是有,那肯定的“錢”)。對(duì)于一些受力情況較為復(fù)雜或原構(gòu)件剛度不足這類情況碳纖維布加固就顯得有點(diǎn)心有余力不足的表現(xiàn)了:

?碳纖維布材為各向異性材料,加固設(shè)計(jì)時(shí)一般只是利用其縱向的高強(qiáng)來補(bǔ)強(qiáng)鋼筋混凝土構(gòu)件的拉彎強(qiáng)度,對(duì)于抗壓構(gòu)件和受力復(fù)雜的構(gòu)件加固效果較差。

?碳纖維加固一般不能補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件的剛度,用板材補(bǔ)強(qiáng)造價(jià)較高,其綜合效果不如粘貼鋼板或型鋼加固。


然后我們來了解一下碳纖維布加固法主要用到的材料,通常就兩種主要材料:碳纖維布、浸漬膠。

★碳纖維布

材料質(zhì)量輕、強(qiáng)度高,施工簡(jiǎn)便、快捷,對(duì)于多種形狀的結(jié)構(gòu)物均可進(jìn)行粘貼加固(可曲面或者是轉(zhuǎn)折粘貼),通常分為兩種規(guī)格:0.111mm(200g)和0.167mm(300g),并且該加固材料需符合《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50367-2013)。

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★浸漬膠

浸漬膠主要被用來粘結(jié)碳纖維布,是碳纖維布加固法的輔助用膠,通常分為A、B兩種膠,使用時(shí)候需要將兩種膠按照配比進(jìn)行混合后使用。

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CKS200 浸漬樹脂膠


碳纖維布加固法在設(shè)計(jì)上會(huì)分為單層碳纖維布、雙層碳纖維布或多層碳纖維布(要注意的是碳纖維布的層數(shù)并不是只整體做法多少層,而是單條碳纖維布需要幾層合一形成一條),而碳纖維布層數(shù)往往會(huì)影響涂膠的遍數(shù),大概涂膠的遍數(shù)“=碳纖維布層數(shù)+1”(這就是我們平常經(jīng)常能聽到的一布二涂、二布三涂等等)。

而對(duì)于梁、板、柱粘貼的方式也會(huì)有所不同,如:

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柱子的碳纖維加固是一圈一圈的根據(jù)設(shè)計(jì)間距滿鋪在整根柱子上


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梁的碳纖維加固通常是先在梁底部粘貼一整條碳纖維布,然后延整條梁按設(shè)計(jì)間距粘貼碳纖維布猶如“U”型條一般,最后在梁與般交接處兩端粘貼一整條碳纖維布。


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板的碳纖維加固通常會(huì)以網(wǎng)格布的形狀鋪設(shè),橫豎交錯(cuò),當(dāng)然也會(huì)根據(jù)需求選擇單向


碳纖維布可謂在所有加固工藝中最簡(jiǎn)單的了(簡(jiǎn)單的東西我太喜歡了),這邊就由我來簡(jiǎn)單的描述一下:

第一步 基面處理

所有所有所有的維修第一步都是基面處理,我們把飾面層鑿除掉后需要對(duì)基面進(jìn)行一個(gè)打磨修補(bǔ)的處理,目的是為了能讓碳纖維布平整的粘附在基面上,所以基面必須平整。凹坑就要用水泥砂漿抹平,凸起就要打磨掉。

第二步 彈線定位

由于碳纖維布加固的設(shè)計(jì)是根據(jù)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的荷載情況而制定的,所以碳纖維布的粘貼間距都是每次伸至每個(gè)結(jié)構(gòu)件都會(huì)不同,所以要對(duì)碳纖維布的鋪設(shè)提前進(jìn)行彈線定位,以防施工工人未按間距進(jìn)行鋪設(shè)。

第三步(柱、梁)邊緣處理

這步驟是專門對(duì)梁、柱處理的,正如小標(biāo)題一樣為了防止出現(xiàn)應(yīng)力集中影響碳纖維布受力性能,對(duì)直角的邊緣進(jìn)行打磨,將原本直角打磨至半徑不少于25mm的圓弧狀(雖然數(shù)字是那么精準(zhǔn),但實(shí)際施工嘛.......)。

第四步涂刷底膠

為了加強(qiáng)混凝土與碳纖維布或修補(bǔ)膠之間的粘結(jié)性,底膠能夠浸入混凝土,增加混凝土的表面強(qiáng)度,應(yīng)采用滾筒刷將底層樹脂均勻涂抹于混凝土表面。宜在底層樹脂表面指觸干燥后,盡快進(jìn)行下一工序的施工。

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第五步涂刷第一道浸漬膠

根據(jù)之前預(yù)鋪的定位位置,將配比好的浸漬膠根據(jù)碳纖維布的寬度涂刷一道至處理好的基面上。(施工該步驟的時(shí)候一定要對(duì)基面再次進(jìn)行檢查,如果發(fā)現(xiàn)基面還未處理好就要趁這步驟及時(shí)亡羊補(bǔ)牢)。

第六步鋪設(shè)碳纖維布

涂刷底膠后要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)及時(shí)將碳纖維布(施工人員應(yīng)提前裁剪好尺寸以免耽誤涂膠時(shí)間)粘貼上去。粘貼后,應(yīng)采用刮板對(duì)其粘貼的碳纖維布進(jìn)行刮平,才一刻才算是粘貼完成(刮平的方向應(yīng)按照碳纖維布的方向進(jìn)行)。

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第七步涂刷面膠

在粘貼好的碳纖維布上,再次涂刷浸漬膠,利用滾刷將浸漬膠中殘存的氣泡消除掉。

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