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 碳纤维是以纤维为增强材料、合成树脂为基料复合而成的一种加固工程材料,加固构件受力时各种材料能够形成新的统一体而协同工作,既可充分利用表层纤维的高强特征,又可充分利用原混凝土结构的刚度和强度。对于钢筋混凝土梁、板、柱、壳结构,表面粘贴加固后,结构承载能力较原结构有较大幅度提高(其正截面受弯承载力提高的幅度不应超过40%)。

  本方法适用于钢筋混凝土受弯、受拉、轴心受压、大偏心受压构件的加固;本方法不适用于素混凝土构件,包括纵向受力钢筋配筋率低于现行国家标准《混凝土结构设计规范GB50010-2002》规定的最小配筋率的构件加固。不推荐用于小偏心受压构件的加固。被加固构件其现场实测砼强度等级不得低于C15,且砼表面的正拉粘结强度不得低于1.5Mpa。

  1. 设计依据

  1.《混凝土结构加固设计规范 GB50367-2006》、《混凝土结构设计规范GB50010-2002》;

  2.《建筑抗震加固技术规程JGJ116-98》;

  3. 原结构竣工图或施工图及施工资料、必需的检测报告或新增荷载资料。

  2. 施工步骤

  基层处理→用整平胶料找平→卸载(活载)→粘结剂的配置→涂刷底层树脂→涂刷粘结树脂→粘贴碳纤维布→粘结剂固化→(卸支撑检验) →表面防护 (钢丝网外粉刷保护)。

  3. 工程实例

  a. 张家港暨阳湖生态展示馆框架梁加固(建筑功能改变)

  b. 园区科技园框架梁加固(建筑功能改变)

  c. 苏苑饭店局部梁加固(建筑功能改变)

  4. 注意事项

  (1) 粘贴施工前应凿除松散、表面已碳化的混凝土,粘贴面不平处采用高标号改性砂浆修补平整,并应在找平材料完全干燥后才能进行下一道工序的施工;混凝土表面应清理干净并保持干燥;

  (2) 多层粘贴时(对预成型板,不宜超过2层,对湿法铺层的纤维布不宜超过4层),应在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂;

  (3) 施工安全和注意事项:

  a、碳纤维片材为导电材料,施工碳纤维片材时应远离电气设备和电源,或采取可靠的防护措施;

  b、施工过程中应避免碳纤维片材弯折;

  c、碳纤维片材配套树脂的原料应密封储存,远离火源,避免阳光直接照射;

  d、树脂的配制和使用场所应保持通风良好;

  e、现场施工人员应采取相应的劳动保护措施;

  f、工作场所应配备必要的灭火器以备救护;

  (4) 碳纤维粘贴位置偏差不应大于10mm,总有效粘贴面积不应低于95%;

  (5) 碳纤维布沿受力方向的搭接长度不应小于200mm。当采用多条或多层碳纤维布加固时,各条或各层碳纤维布的搭接位置应相互错开200mm以上;

  (6) 碳纤维加固混凝土构件时,如遇构件直角部位应将其打磨成圆角(其中: 梁 r≥20mm,柱r≥25mm);

  (7) 为保证加固构件的耐久性,所有粘贴碳纤维加固的构件表面应采用M15抗裂砂浆粉刷,厚度不小于25mm;当被加固构件有防火要求时,应按《建筑防火设计规范》GB50016规定执行。一般做法是采用厚度不小于30mm,直径为1.5-2mm钢丝网水泥砂浆粉刷。

  (8) 用粘贴碳纤维加固法加固的构件及相应部位在以后的使用过程中应注意的几点:

  a、不得撕扯粘贴面,不得用锐器重击粘贴表面;

  b、严禁在加固部位打孔、开设洞口,不得对结构进行破坏性扰动;

  c、严禁在粘贴部位施焊或高温作业,以免胶层碳化而失效。

  (9) 采用纤维复合材加固时,应采取措施卸除或大部分卸除作用在结构上的活荷载。

  (10)采用本方法加固的混凝土构件,其长期使用的环境温度不应高于60oC;处于特殊环境(如高温、高湿、介质侵蚀、放射等)的混凝土结构采用本方法加固时,除应按国家现行有关标准的规定采取相应的防护措施外,尚应采用耐环境因素作用的胶粘剂,并按专门的工艺要求进行粘贴。