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碳纖維加固工程施工方案設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2014-07-15
   1、建設(shè)單位:XXX
   2、加固說(shuō)明:
   本工程采用UT70—30 東麗碳素纖維布,將抗拉強(qiáng)度極高的碳纖維用環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)浸成為復(fù)合增強(qiáng)片材(單向連續(xù)纖維片);用環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑粘貼在要補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)上,形成一個(gè)新的復(fù)合體,使增強(qiáng)貼片與原有鋼筋混凝土共同受力,增大結(jié)構(gòu)的抗拉或抗剪能力,提高強(qiáng)度、剛度、抗裂性和結(jié)構(gòu)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量準(zhǔn)確,分別配置底涂膠料、整平膠料及粘結(jié)膠料。先將稀釋劑加入聚合物主料內(nèi)攪拌均勻,再將填料加入繼續(xù)攪拌至均勻,最后加入固化劑,充分?jǐn)嚢韬蠹纯墒褂谩?br />    2)配置膠料時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng):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(jié)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(nèi)施工完畢。
   2、基底處理
   1)混凝土表面如出現(xiàn)剝落、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應(yīng)予剔除,對(duì)于較大面積的劣質(zhì)層,在剔除后應(yīng)用聚合物水泥砂漿進(jìn)行修復(fù)。
   2)裂縫部位,如有必要應(yīng)先進(jìn)行封閉處理。
   3)用混凝土角磨機(jī)、砂輪(砂紙)等工具,去除混凝土表面的浮漿、油污等雜質(zhì),構(gòu)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(zhuǎn)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(jī)將混凝土表面清理干凈并保持干燥。使用中國(guó)建科院研制生產(chǎn)EC高強(qiáng)度聚合物砂漿修補(bǔ)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(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際氣溫決定用量,并嚴(yán)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(gòu)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(xiàn)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(yīng)用刮刀嵌刮整平膠料修補(bǔ)填平,模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)用整平膠料填補(bǔ),盡量減少高差。
   2)轉(zhuǎn)角的處理,應(yīng)用整平膠料將其修補(bǔ)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(xiàn)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(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維布,除非特殊要求,碳纖維布長(zhǎng)度應(yīng)在3m以內(nèi)。
   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(dāng)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(fù)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(rùn)膠料。
   多層粘貼應(yīng)重復(fù)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(fù):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(jié)合好,摻用UEA膨脹劑)即可,地面面層用鐵抹壓光恢復(fù)。
   6、質(zhì)量保證措施:
   1)對(duì)于砼工程,應(yīng)振搗密實(shí),面層平整,砂漿拌制嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配比,杜絕偷工減料現(xiàn)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(zhǎng)度不得小于100mm。粘貼碳纖維布應(yīng)盡量避開(kāi)障礙物,如遇無(wú)法清除的障礙物而需截?cái)鄷r(shí),在截?cái)嗖课灰枰赃m當(dāng)處理,具體措施應(yīng)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(guó)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,都存在著較大的差異,具體表現(xiàn)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(gòu)件受力后導(dǎo)致纖維片局部受力不均,使碳纖維補(bǔ)強(qiáng)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(guó)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(yù)浸樹(shù)脂的含量:我們用于結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的碳纖維片是含有預(yù)浸樹(shù)脂的。其作用是使纖維之間相互約束、相互粘結(jié)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(fù)、補(bǔ)強(qiáng)。因?yàn)樘祭w維補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)是靠上涂及下涂環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)碳纖維片的反復(fù)滲透來(lái)完成的。如果纖維片中預(yù)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(guó)產(chǎn)材料在控制低預(yù)浸樹(shù)脂含量方面與國(guó)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(xì),只有7μm,極易出現(xiàn)段絲。因此,盡可能地減少纖維絲的斷裂,確保纖維片的連續(xù)性與整體性,是確保最終補(bǔ)強(qiáng)效果的一個(gè)重要參數(shù)。這也是國(guó)產(chǎn)材料需要解決的一個(gè)大問(wèn)題。國(guó)產(chǎn)原絲的雜質(zhì)多,是導(dǎo)致碳纖維強(qiáng)度不高的主要原因之一(間下表)。
   國(guó)內(nèi)外碳纖維中金屬雜質(zhì)含量比較
     
生產(chǎn)廠      Na       K        Ca       Mg      Fe                   小  計(jì)
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(guó)內(nèi)甲廠    14       26       24       11      53     128
國(guó)內(nèi)乙廠    95       22      105       17     101     340
(注:T300為文獻(xiàn)值,其它為實(shí)測(cè)值)
   為確保碳纖維片修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量,本公司使用的碳纖維片是性能質(zhì)量?jī)?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(yīng)盡量遠(yuǎn)離電源,尤其是高壓電線及輸電線路。
   2)碳纖維布的配套用膠要遠(yuǎn)離火源,避免陽(yáng)光直接照射。
   3)現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)穿工作服,同時(shí)還須佩戴口罩和手套,施工人員嚴(yán)禁在現(xiàn)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(yùn)出現(xiàn)場(chǎng),作到工完場(chǎng)清。
   8、工程驗(yàn)收:
   1)工程驗(yàn)收時(shí)必須有碳纖維及其配套膠料廠家所提供的材料檢驗(yàn)證明。
    2)每一道工序結(jié)束后均應(yīng)按工藝要求進(jìn)行檢驗(yàn),作好相關(guān)的驗(yàn)收記、施工結(jié)束后的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收以評(píng)定碳纖維布與混凝土之間的粘結(jié)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(jié)效果,如出錄,如出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,應(yīng)立即返工。
   3)出現(xiàn)空鼓等粘貼不密實(shí)現(xiàn)象,應(yīng)采取針管注膠的方法進(jìn)行補(bǔ)救。若粘結(jié)面積小于93%,則判定為粘結(jié)無(wú)效,需重新施工。

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