当前位置:首页 >> 建筑/土木 >>

碳纤维加固的应用


碳纤维在市政桥梁加固中的应用
李龙喜 广州市第二市政工程有限公司 【摘要】碳纤维增强聚合物(CFRP)具有很高的比强度和比模量、良好的耐腐蚀性耐久性、便 捷的施工工艺, 随着碳纤维价格的明显下降其在结构加固工程中的应用也日趋广泛。 我国近 年引进这门技术广泛开展试验研究及应用工作。 碳纤维在市政桥梁的加固中较传统的钢板加 强有明显的优越性;自重轻,不增加原结构永久荷载;

材料稳定,耐候性、耐久性好,强度 高;故更加适合在城市环境中使用。 【关键词】碳纤维;市政工程、桥梁加固;施工工艺

1、前言
建筑物鉴定维修和加固改造,是伴随人类有建造历史以来便有的古老传统 专业。但就其内涵而言,它才刚刚形成一门新兴学科。近几十年来,这门新兴学 科伴随着建筑业和现代科学技术的迅猛发展而发展。近年来,采用纤维增强复合 材料(CFRP)对混凝土、钢或其它材料构件进行修复、加固和翻新的新技术,在国 内外深受重视并已经获得了较多的应用和发展, 其优越性已在多处被损坏建筑的 修复中得到验证。 由于碳纤维增强聚合物(CFRP)具有很高的比强度和比模量、良 好的耐腐蚀性耐久性, 同时具有便捷的施工工艺,因此随着碳纤维价格的明显下 降,其在结构加固工程中的应用也日趋广泛。我国近年引进这门技术,广泛开展 试验研究及应用工作。我国是世界上混凝土结构使用最多的国家。资料表明,我 国有相当多的混凝土结构面临老化、强度不足、耐久性和安全性过低的问题,需 要对这些结构强加固。提高耐久性,保证正常使用。另一方面,随着科学技术和 经济的发展,要求具有更高强度和耐久性的新型多功能混凝土构,因此,研究和 开发纤维增强材料是发展的必然趋势。

2、碳纤维材料加固技术的特点和优越性
①碳纤维材料的化学稳定性能优异。该可以很好地增强建筑结构对外部环 境的适应能力,延长建筑结构物的使用寿命。 ②碳纤维材料的物理力学性能优异。 该材料的优异的物理力学性能使它可以 有效戍用于结构物的抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风、控制裂缝和挠度 的补强工程,并且可以取得优异的加固补强效果。 ③碳纤维材料的质量轻、强度高,用它加同的结构体可通过装饰后,不留加 固痕迹,不影响结构体外观。它质量轻、强度高的特点使它可以在基本不增加结 构体积和不改变结构外形的情况下加固结构体。 这是其它维修加固方法无法相比 的特点。 ④粘贴碳纤维材料加固混凝土技术的施工工序非常简单、便捷。当它在加同

1

施工时不需要启用大型工程器械,仅需要采用小型电动工具操作。所以它在施工 时具有工种少,用工少。工期短,进度快等优点。由于碳纤维材料加固技术的施 工便捷、简单,使它有着很大的经济效益和社会效益,所以用碳纤维材料加固技 术足加固混凝上结构理想的建筑材料。

3、碳纤维加固的技术原理
碳纤维材料具有高强度、高弹性摸量、重量轻及耐腐蚀性好等特点,其抗 拉强度是普通钢筋的十倍左右, 弹性模量略高于普通钢筋的弹性模量。加固修复 混凝土结构所有碳纤维材料主要为两种.碳纤维材料与配套树脂。其中碳纤维的 抗拉强度为建筑钢材的十倍, 而弹性模量与钢材相当,某些(如高弹性)碳纤维的 弹性模量甚至在钢材的两倍以上,且施工性能与耐久性良好,是一种很好的加固 修复材料;配套树脂则包括底层树脂、找平树脂及粘结树脂,前两者的作用是为 了提高碳纤维的粘结质量, 而后者的作用则是使碳纤维与混凝土能够形成一个复 合性整体,并且共同工作,提高结构构件的抗弯、抗剪承载力,达到对结构构件 进行加固、补强的目的。

4、碳纤维加固的应用 4.1 碳纤维加固适用范围
碳纤维加固法可用于混凝土结构抗弯、抗剪加固,同时广泛用于各类工业与 民用建筑物、构造物的防震、防裂、防腐的补强。

4.2 施工工艺
施工工艺:卸荷→基底处理→涂底胶→找平→粘贴→保护。 ①卸荷 加固前应对所加固的构件尽可能卸荷。 1)混凝土表层出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部 ②基底处理

位应予以凿除,对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行修复。2)裂 缝部位应首先进行封闭处理。3)用混凝土角磨机、砂纸等机具除去混凝土表面 的浮浆、油污等杂质,构件基面的混凝土要打磨平整,尤其是表面的凸起部位要 磨平,转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状(R>20mm)。4)用风枪将混凝 土表面清理干净,并保持干燥。 ③涂底胶(FP胶) 1)按主剂:固化剂=2:1的比例将主剂与固化剂先后置于 容器中,用弹簧秤计量,电动搅拌器均匀搅拌,根据现场实际气温决定用量并严 格控制使用时间。一般情况下lh内用完。2)用滚筒刷将底胶均匀涂刷于混凝土 表面, 待胶固化后(固化时间视现场气温而定,以指触干燥为准)再进行下一工序 施工。~般固化时间为2—3d。 ④找平 1)混凝土表面凹陷部位应用FE胶填平,模板接头等出现高度差的 部位应用FE胶填补,尽量减小高度差。2)转角处也应用FE胶修补成光滑的圆弧,

2

半径不小于20mm。 ⑤粘贴 1)按设计要求的尺寸及层数裁剪碳纤维布。2)调配、搅拌粘贴材料 FR胶(使用方法与底胶FP相同),然后均匀涂抹干待粘贴的部位,在搭接、混凝土 拐角等部位要多涂刷一些。3)粘贴碳纤维布,在确定所粘贴部位无误后,用特制 滚子反复沿纤维方向滚压,去除气泡,并使FR胶充分浸透碳纤维布。多层粘贴应 重复上述步骤, 待碳纤维布表面指触干燥方可进行下一层的粘贴。4)在最后~层 碳纤维布的表面均匀涂抹 FR 胶。 5) 碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于 100mm,碳纤维端部固定用横向碳纤维或粘钢固定(压条)。 ⑥保护 加固后的碳纤维布表面应采取抹灰或喷防火涂料进行保护。

5、施工安全和注意事项
①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。 ②施工过程中应避免碳纤维片材弯折。 ③碳纤维片材配套胶黏剂的原料应密闭储存, 远离火源, 避免阳光直接照射。 ④胶黏剂的配制和使用场所应保持通风良好。 ⑤现场施工人员应采取相应的劳动保护措施。

6、质量要求
①所有进场材料,包括碳纤维材料和胶结材料,必须符合质量标准,并具有 出厂产品合格证,符合工程加同补强设计要求。 ②碳纤维材料在运输、储存中不得受挤压,以免碳纤维受损,也不得直接日 晒和雨淋,胶结材料应阴凉密闭储存。 ③各工序的施工质量,由技术人员负责指导、监督,每一道工序完成后提请 技术员检查、认可后,才能进行下道工序。 ④涂底层涂料 涂料应涂刷均匀、不得漏涂,严禁在不适合气温条件下施工,添加溶剂稀释后的 涂料应在规定时间内用完。温度低于7℃,相对湿度RH<85%,混凝土表面含水率 在8%以下,无结露现象时,必须使用改性环氧树脂。 ⑤构件表面残缺修补 构造物表面小孔、内角必须用环氧腻子修补平整,腻子涂刮后,表面仍存在的不 平糙纹,应再用砂纸磨平。 ⑥粘贴碳纤维 1)贴碳纤维材料时须符合下述条件: a.维材料应按规定裁切。 b.温、空气湿度、构件表而含水率等符合要求。

3

c.层涂料及腻子达到指触干燥(树脂表面达到固化硬结)。 d.结树脂的类型与施工时的气温适合,主剂和固化剂、固化促进剂应按规定 的比例称虽准确,装入容器,用搅拌器搅拌均匀,一次调和量应在规定时间内用 完。 2)碳纤维粘贴的质量检验标准。 a.涂和上涂渗浸入碳纤维束良好。 b.纤维粘结严实。 c.于直径在10mm以上30mm以下的空鼓,每平方米少于10个可认为合格;若每 平方米在lO个以上,则认为不合格,需进行补修。对于直径在30mm以上的空鼓, 只要出现,即认为不合格,需进行补修。 d.纤维方向搭接长度不小于20cm, 各层之间的搭接部位不得位于同一条直线 上,层间必须错开至少50cm。 e.纤维材料规格,粘贴位置、长度、宽度、纤维方向、层数符合规定。

7、结语
碳纤维加固是一种新型结构加固技术,产品性能优异, ,施工简便,安全可 靠。与传统方法相比较,将产生巨大的经济效益、社会效益和环境赦益。是未来 结构加固中采用的不可或缺的新型材料,作为加固使用的材料,更应该能够保证 施工的质量和加固效果,这样才能更好的为社会服务。作为将会广泛新材料,还 有待更广泛、深入地研究。 【参考文献】 【1】碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程CECSl46 2003。 【2】王全风:结构加固设计及实用计算【M】.北京,中国电力出版社。 【 3 】李克智,王阐,李贺军.碳纤维增强水泥基复合材料的发展与研 究.2006.20(5)。 【4】碳纤维片材加固混凝土结构技术规程【S】.CECSl46 2003。 【3】 王丽平, 郭京卫. 关于碳纤维加固的施工.冶金设备管理与维修, 2005。

4


相关文章:
浅谈碳纤维加固技术在工程中的应用
浅谈碳纤维加固技术在工程中的应用_建筑/土木_工程科技_专业资料。通过碳纤维材料在结构加固中的应用分析,对碳纤维加固技术的优点进行了阐述,介绍了碳纤维加固技术的...
碳纤维加固的应用
碳纤维在市政桥梁加固的应用李龙喜 广州市第二市政工程有限公司 【摘要】碳纤维增强聚合物(CFRP)具有很高的比强度和比模量、良好的耐腐蚀性耐久性、便 捷的施工...
浅谈碳纤维加固技术在改造工程中的应用
浅谈碳纤维加固技术在改造工程中的应用 摘要:碳纤维具有强度高、自重轻、施工方便、快捷、应用广泛等优良性能, 因而利用碳纤维布加固钢筋混凝土构件以提高承载力及...
浅谈碳纤维加固技术在建筑工程中的应用
浅谈碳纤维加固技术在建筑工程中的应用 摘要: 碳纤维布加固修补结构技术是一种新型的结构加固技术,它是利用树 脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面, 使碳纤维...
碳纤维布在结构加固工程中的应用
碳纤维布在结构加固工程中的应用_建筑/土木_工程科技_专业资料。结构加固 碳纤维布在结构加固工程中的应用 摘要:由于自然环境、施工质量和实际使用各种因素的影响,...
碳纤维材料在加固中的应用
碳纤维复合材料在结构加固的应用摘要: 摘要:近年来,随着国民建设的推进,国内大量基础设施日趋完善;各类已有工程的检测加 固越来越重要,为低成本髙效能的加固结构...
碳纤维加固技术在建筑工程中的应用
碳纤维加固技术在建筑工程中的应用_专业资料。浅谈碳纤维加固技术在建筑工程中的应用 摘要:就目前的建筑工程项目而言,由于受到种种因素的影响 经常都需要对已经建成的...
碳纤维加固技术在市政工程中的应用
碳纤维加固技术在市政工程中的应用_能源/化工_工程科技_专业资料。浅述碳纤维加固技术在市政工程中的应用 摘要:本文介绍了碳纤维结构加固技术,对碳纤维结构加固技术 ...
碳纤维加固技术在桥梁工程中的应用
碳纤维加固技术在桥梁工程中的应用 摘要碳纤维材料用于桥梁维修与加固的技术是近年来发展成熟的一种有效 的加固方法。文通碳纤维加固桥梁的技术特点,粘贴碳纤维片材...
更多相关标签:
碳纤维加固的价格 | 碳纤维加固真的有用吗 | 碳纤维加固的作用 | 碳纤维加固的缺点 | 碳纤维加固 | 碳纤维布加固 | 北京碳纤维加固 | 碳纤维加固价格 |