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昌吉碳纤维加固公司,专业资质单位
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更新时间:2020-02-13 15:44:57浏览次数:20

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昌吉碳纤维加固公司,专业资质单位
碳纤维的比重小,质量轻也决定了采用碳纤维复合材料进行加固,施工会更为方便、简捷,对于加固所需求的空间更少,施工时对桥梁的运营影响也小,工作效率更高,节约成本。就拿最近常运用于桥梁结构的箱梁来说,在内部空间受到限制的情况下也可以实施桥梁碳纤维加固。碳纤维的比重不到钢的四分之一,

碳纤维的比重小,质量轻也决定了采用碳纤维复合材料进行加固,施工会更为方便、简捷,对于加固所需求的空间更少,施工时对桥梁的运营影响也小,工作效率更高,节约成本。就拿最近常运用于桥梁结构的箱梁来说,在内部空间受到限制的情况下也可以实施桥梁碳纤维加固。碳纤维的比重不到钢的四分之一,经过这种材料加固后的结构,不仅在自重上增加不大,外观、尺寸大小等方面也不会有什么影响。进行桥梁碳纤维加固时,必须考虑加固后的桥梁的通行要求,要保证一定的净空。比起传统的加固技术,碳纤维加固技术在这点上优势更明显。

碳纤维加固的特点:一,高强高效、高弹性模量,其抗拉强度比普通钢材高8~10倍,将它用粘结树脂与结构粘贴后形成一体,能可靠地与钢筋混凝土共同工作,有优异的补强效果,且适用面广、质量易保证。

二,施工便捷,工效高,没有湿作业,不需现场固定设施,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,施工占用场地少。而采用传统的加固补强方法,如包混凝土法、粘钢法,均需进行大量剔凿、植筋、焊接、浇混凝土作业,碳纤维布施工却不需要。因此,它对施工空间要求很低,便于狭窄空间作业,对生产、使用的干扰很小。

三,耐腐蚀及耐久性能。碳纤维能有效地防护构件的混凝土和钢筋免职受酸、碱、盐、水等介质的腐蚀。碳纤维与胶结构本身及经其补强的构件可以长期承受紫外线、核幅射;长期在-54~80℃下使用,强度不会降低;经加速暴露老化试验验证可历时40年性能不变;且在表面涂装后,耐用性更加突出。

四,加固修补后,基本不增加原结构自重,能保持结构原状,外形美观,同时原构件尺寸不会有太大的变化。粘贴后表面可以涂刷、粘贴饰面材料、防火材料。

粘贴纤维复合材提高结构承载力与耐久性,已成为结构加固的常用方法之一。工程结构加固用纤维复合材,包括碳纤维、玻璃纤维以及芳纶纤维。三种纤维中,碳纤维复合材具备较高的强度与成熟的生产工艺,在结构加固中用途泛。

(1)箱外粘贴碳纤维布表面防护施工顺序:打磨碳布表面→清理碳布表面→涂刷浸渍胶→植入碎石颗粒→喷涂环氧水泥胶砂。
(2)箱外施工采用现有外挂平台进行施工,施工时对脚手架进行全面检查,确保外挂平台的结构安全后方可使用。首先采用砂纸打磨碳布表面;再用毛刷或棉纱对碳布表面进行清理干净,清理表面灰层和污垢;清理干净后采用滚筒或毛刷将调配好的浸渍胶均匀的涂刷在碳布表面 1mm 厚;涂刷完成后立即植入粒径2.5~3.5mm带棱角的碎石,碎石应洁净,不带有泥土等污渍。每平米植入碎石颗粒控制在5万~6万,碎石材料的标号不低于25号。
(3)待植入碎石的浸渍胶完全固化后,喷涂水泥胶砂。水泥胶砂的重量配合比为:107 胶:水泥:中砂=1:1:1,施工时可根据 现场喷涂粘贴效果适当调整。水泥胶砂的标号不低于 7.5 号。砂子采用洁净的河砂。
(4)配制喷涂水泥胶砂时,要根据原梁体的颜色选用不同的水泥,尽量使配制出的水泥胶砂与原梁体的颜色保持一至。
(5)喷涂水泥胶砂采用类似于喷涂真实漆的方法。在空压机的气管上接一个铁属斗,斗内装满水泥胶砂,以空压机压缩出的空气为动力,将斗中的水泥胶喷至碳纤维布表面的碎石上,防护层的总厚度不小于4mm。钦北铁路修建于上个世纪90年代,北起广西钦州市南至北海市,是西南地区货物进出口的便捷通道之一,由广西沿海铁路股份有限公司钦州工务段负责保养和维修。在日常养护工作中,我们发现该条线路经过常年运营使用有89座涵洞的盖板出现了混凝土离析、开裂、风化露筋、钢筋锈蚀等严重病害,涵洞盖板的承载力下降。随着近年来钦北线列车轴重增大及速度的提高,该病害严重地影响到列车的行车安全,急需对发生病害的涵洞盖板进行加固处理。
二、 病害产生原因
产生此类病害的原因是多方面的,主要有以下几点:(1)在涵洞建设施工时,存在质量问题,盖板钢筋保护层厚度不够,混凝土震捣不密实,经常年使用,表层混凝土容易风化脱落,形成露筋。(2)盖板防水层开裂失效,雨水不断渗入与盖板混凝土的主要成分硅酸钙发生水化反应,形成游离钙、硅酸和氢氧根,在毛细压作用下混凝土中的盐份被水带出淤积于混凝土表面,进一步与空气中的二氧化碳反应在混凝土表面结晶形成白色硬块,最后形成碱蚀。在这个过程中,如果结构存在裂缝,就会引起钢筋的锈胀,出现钢筋锈蚀的情况。(3)钦北线处于沿海地带,空气中和雨水中都含有一定的氯盐成分,盐水渗入到盖板混凝土的缝隙里,引起碱骨料反应发生盐腐蚀,加速了混凝土的离析。
三、 施工方案的比较选择
对该病害的处理方法,我们提出了两种施工方案:
一是在以往对钢筋混凝土结构的加固工程中经常采用的施工方法,凿除并清洗干净原有盖板混凝土表面的劣化层后,附着施工增加一定厚度的钢筋混凝土保护层或喷射钢纤维混凝土和外包钢板,从而达到加固的目的。但由于许多涵洞孔径较小,机械设备在窄小的空间内难以展开,如果采用该方法进行加固涵洞盖板工程,施工难度较大,施工人员、设备较多,预计工期需要10个月,并且新旧混凝土界面的粘结强度不高,真实的受力状况很难与设计预想相符。
二是参考国内外使用碳纤维加固桥梁的成功经验,使用碳纤维加固技术对涵洞盖板进行加固

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碳纤维材料的要求
(1)碳纤维复合材料
碳纤维复合材料是由基体及纤维共同组成的。加固混凝土结构常用的纤维材料主要有以下三种:芳纶纤维(AFPR)、碳纤维(CFRP)、玻璃纤维(GFRP)。这三种复合材料的特点是:成完全线弹性的应力应变量,材料不存在屈服点或塑性区域。其中由于碳纤维材料具有优异的物理力学性能及化学稳定性,以及施工工艺便捷,所以它成为维修加固混凝土结构的理想材料。普通碳纤维是以沥青纤维(MPP)和聚丙烯晴基(PAN)为原料经高温碳化制成的,碳化程度将决定材料的弹性模量、密度与导电性等性能。碳纤维长丝直径通常在5μm,到8μm之间,并合成含3000~18000根的长丝束[1]。为改善碳纤维与基体的亲和性,纤维本身要经表面处理,形成能与基体反应的活性基团。
用碳纤维布材料加固混凝土结构时,要求按结构的受力和构造特点将碳纤维布用粘结材料有序地粘贴于构件表面,以达到利用碳纤维布的特性对结构变形的约束,并提高结构物的极限强度和承载能力的目的。
(2)粘结材料
能否保证碳纤维布与混凝土共同工作的重点是粘结材料性能的好坏程度。粘结材料也是它们两者之间传力途径的关键所在。我们选用的粘结材料必须要有足够的韧性,它不会因混凝土开裂导致脆性粘结破坏,同时必须有足够的强度与刚度,才可以保证碳纤维与混凝土间剪力的传递。粘结材料一般分为三类:底层涂料、整平材料和浸渍树脂。

平整材料(找平胶)
粘贴碳纤维布加固混凝土结构用来平整混凝土表面的涂料简称为找平胶。粘贴碳纤维布加固混凝土结构时,只有当它与混凝土结构形成一个整体后才能产生优异的加固效果,所以要求碳纤维布与混凝土结构紧密粘贴,形成一个受力整体。实际工程中许多混凝土结构表面会有错位、转角部位等都有可能会损坏碳纤维布,混凝土凹凸表面及表面的小气孔很难通过基底处理一道工序就能够清理掉。所以在施工时等涂抹的底层涂料测地干燥后,必须用找平胶对混凝土表面再进行找平处理。粘贴碳纤维布加固用的找平胶和碳纤维布一样应具有优良的力学性能、施工性能及触变性能。在施工过程中,找平胶的选用要求涂抹工艺简单,同时不随时间的延长出现明显的变形。

底层涂料(底涂胶) 
粘贴碳纤维布加固混凝土结构采用的底层涂料一般简称为底涂胶。粘贴前混凝土表面要求经过打磨、清洗等处理后,先涂上一层很薄的底层胶,这层底胶要求即能浸入混凝土表面,又能提高混凝土表面的强度。底层胶的主要作用是改进混凝土与碳纤维材料的胶接性能,提高二者的粘结性能。因此我们要求选用的底涂胶必须具有粘度低,粘结性能好,渗入性强等特点。
施工前的准备作业、基面处理要求
将碳纤维布粘贴于混凝土前,要求先用砂轮机先清除和打磨混凝土结构表面的劣化层;混凝土结构基面的错位与凸出部分要磨平,转角部位与凸出部分也要磨平,转角部位要进行倒角处理;裂缝部分要注入环氧树脂浆进行修补[2]。
混凝土基面的清理:先用钢丝刷将表面松散浮渣刷去,然后用压缩空气清除粉尘;再用无水酒精擦拭表面,也可用清水冲洗,但必须保证混凝土基面充分干燥后才能进行下一道工序的施工。
涂刷底胶:按比例准确配制底胶并搅拌均匀,从而确保粘接质量,当底胶超过时间不能使用;将配制好的底胶均匀地涂抹在混凝土基面,注意直横均匀涂抹和底胶的自然风干。当底胶硬化后,发现在表面有凸起部分时,要再用磨光机或砂纸打光,待底胶完全干燥后,才可以进行下道工序的施工。
粘贴面的修补:为确保加固效果,如果发现粘贴面上有凹入部位或气孔,必须先用找平胶进行修补找平,保证粘贴面的平整后,等找平胶干燥后才允许进入下一道工序的施工。
粘贴碳纤维布:依设计尺寸大小裁剪出需要的碳纤维布,根据现场施工经验和作业空间确保下料长度,如果遇到有需要进行接长的情况,接头长度要求不得小于15cm;施工时要注意控制下料数量,下料数量要求以当天能用完的量为准;粘贴碳纤维布时,根据设计位置由上而下,有左至右有秩序地粘贴,并以滚筒压挤粘贴片,使得碳纤维布与浸渍树脂充分结合,同时去除气泡;确保观察贴片是否粘贴密实,若发现有间隙或气泡,要求及时处理。保证不出现间隙或气泡。
罩面防护处理:粘贴完碳纤维布后,要在其表面再均匀涂抹一层浸渍树脂,自然风干;确保材料表面已充分风干结合后,再在其表面涂抹罩面胶或采取其它防护措施处理。

各层胶的相容性
碳纤维布加固混凝土结构补强施工工艺中,各层胶的涂抹要求是逐层叠加复合涂抹成的,并且与混凝土直接接触的只能是底涂胶。底涂胶、找平胶、碳纤维布粘贴主胶粘、罩面胶之间的相容性、粘接性能是必须充分考虑。实验中如发现同类型的胶粘剂粘接性较好,不同类型的胶粘剂的粘接相容性差就必须预先做实验加以证明后才可使用。
浸渍树脂(粘贴胶)
粘贴碳纤维布加固混凝土结构时将碳纤维布粘贴于混凝土表面的浸渍树脂简称为粘贴胶。它在整个加固中起着非常重要的作用,是连接底胶与碳纤维布的关键材料。粘贴胶的粘度应控制在一定范围,利用浸渍树脂顺利地将碳纤维布粘贴于混凝土表面,经过碾压后,要求使浸渍树脂浸透碳纤维布,使它们形成一个受力体系以共同抵抗外力作用。浸渍树脂要求必须具有良好的渗透性、初粘力、触变性。胶粘剂与碳纤维的相容性和粘接力必须极好,这样才能保证混凝土和碳纤维布结合成整体受力体系,达到维修加固的目的。

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