建筑改戶型中碳纖維加固補強應用

　　關鍵詞：建筑，改戶型，碳纖維加固補強

 

　　隨著建筑使用年限增加，或使用性質(zhì)改變，為滿足建筑的的使用功能，對結構進行加固成為必然。對以前修建的樓房，因其設計荷載標準偏低，普遍存在承載力不足的問題，更有一些建筑在遠沒有達到設計壽命時，便出現(xiàn)耐久性能嚴重退化的現(xiàn)象，影響其承載能力和使用壽命。因此，采用適當?shù)募庸毯透脑旒夹g措施，可以提高建筑的承載能力，滿足建筑的使用性能。

　　該工程是經(jīng)政府收回后，決定將小區(qū)作為經(jīng)濟適用住房，部分房屋當作廉租住房提供給低保家庭。為滿足政府要求的廉租住房套型建筑面積控制在50平方米以內(nèi)，每套獨門獨戶，設有臥室、廚房、衛(wèi)生間等設施，對現(xiàn)有戶型進行改造，將原來的一梯兩戶，改造為一梯三戶，并需對部分結構進行加固處理。是采用粘鋼加固法、還是碳纖維加固法，經(jīng)過方案對比后，決定采用碳纖維布加固。碳纖維布加固具有節(jié)省空間，施工簡便，工效高，沒有濕作業(yè)，施工占用場地少，不需要現(xiàn)場固定設施，施工質(zhì)量易保證，在施工工期、施工條件方面具有明顯的優(yōu)勢，基本不增加結構尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點。

 

　　碳纖維布具有優(yōu)異的物理力學性能。加固混凝土構件所用的碳纖維布，是碳纖維材料通過一定的制作工藝與特定的樹脂材料復合而制成的，是將碳纖維長絲經(jīng)編織而制成的柔軟片況材料。碳纖維布在編織時，將大量的碳纖維長絲沿一個主方向均勻平鋪，形成很薄的以主纖維方向受力的碳纖維布。碳纖維布的抗拉強度標準值應大于3000Mpa，彈性模量大于2.1×l05Mpa.

　　碳纖維布加固技術是利用碳素纖維布和專用結構膠對建筑構件進行加固處理，該技術采用的碳素纖維布強度是普通二級鋼的10倍左右。厚度僅為2mm左右，基本上不增加構件截面，能保證碳素纖維布與原構件共同工作。綜合材料的物理、力學特性分析，要想最大限度地發(fā)揮材料自身的優(yōu)勢，適宜將材料作為建筑結構的受拉或預應力受彎構件，特別適用于純受拉構件，建筑加固的碳纖維材料主要是承受拉應力，約束裂縫的開展。

 

　　2.1根據(jù)設計確定粘貼碳纖維的范圍進行基底處理

　　a）破損面混凝土表面處理：將砼構件表面的殘缺、疏松、腐蝕、破損及碳化層部分清除干凈，達到結構密實部位。檢查外露鋼筋是否有銹蝕，并進行必要的處理。對經(jīng)過剔鑿、清理和露筋的構件殘缺部分進行修補復原。

　　b）裂縫修補。縫寬小于0.2mm的裂縫，須用環(huán)氧樹脂進行表面涂刷密封；對大于0.2mm的裂縫用環(huán)氧樹脂灌縫；并保證鋼筋保護層厚度不小于15mm。

　　c）將構件表面凸出部分打磨平整，用磨光機把棱角磨成半徑大于30mm的圓角，要求修復后的段差平順。并用鋼刷將其表面的粉塵、油污等不潔物清除干凈，使構件加固表面平整、干燥無粉塵。

　　2.2涂刷底層（底層涂料具有較強的滲透性，可滲入砼表面內(nèi)）

　　a）把底層涂料的主劑和固化劑按規(guī)定比例稱量準確后放人容器內(nèi)，用攪拌器拌均勻，一次調(diào)和量應在可使用時間內(nèi)用完為準；涂刷底層樹脂：待樹脂表面指觸干燥時即進行下一道工序施工。

　　b）用專用滾筒刷將底層樹脂均勻涂抹于混凝土表面。

　　c）底層涂料固化后，表面有凸起部分時要用砂紙磨光。

　　d）在氣溫小于5C，砼表面含水率在8以上，相對濕度大于85，有結露可能而無可靠保證措施時，均不得施工。

　　2.3找平處理：

　　a）構件表面凹陷部位應用環(huán)氧膩子填平，修復至表面平整，不應有菱角。

　　b）內(nèi)角（段差、起拱等）要用環(huán)氧膩子填補使之平順。

　　2.4貼碳纖維片

　　a）貼片前應用鋼直尺與壁紙刀將碳纖維按規(guī)定尺寸切斷纖維片。

　　b）碳纖維接頭縱向必須搭接10cm以上，橫向不需搭接；

　　c）按規(guī)定比例摻配樹脂主劑和固化劑，將配制好的浸漬樹脂均勻涂抹于所要粘貼的部位，并用橡膠滾筒沿纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布，滾壓時不得損傷碳纖維布。多層粘貼重復上述步驟，待纖維表面接觸干燥時即可進行下一層的粘貼。如超過60min，則應等12h后，再行涂刷粘結劑粘貼下一層。

　　d）貼片時，在碳纖維片和樹脂之間盡量不要有空氣，可用羅拉沿著纖維方向在碳纖維片上對此滾壓，使樹脂滲入碳纖維中。

　　2.5養(yǎng)護

　　粘貼碳纖維片后，需自然養(yǎng)護24h達到初期固化，并保證固化期間不受干擾。

　　2.6涂裝

　　根據(jù)需要可在樹脂固化后加固補強構件表面，涂刷水泥漿或抹灰。

　　3、加固處理質(zhì)量要求

　�。�1） 所有進場材料，包括碳纖維材料和膠結材料，必須符合質(zhì)量標準，并具有出廠產(chǎn)品合格證，符合工程加固補強設計要求。

　　（2）為了防止碳纖維受損，在碳纖維片運輸、儲存、裁切和粘貼過程中，嚴禁受彎折，材料不得直接日曬和雨淋，膠結材料應陰涼密閉儲存。

　　（3） 各工序的施工質(zhì)量，由技術人員負責指導、監(jiān)督，每一道工序完成后提請技術員檢查、認可后，才能進行下道工序。

　�。�4） 涂底層涂料

　　涂料應涂刷均勻、不得漏涂，嚴禁在不適合氣溫條件下施工，添加溶劑稀釋后的涂料應在規(guī)定時間內(nèi)用完。

　　（5） 碳纖維粘貼的質(zhì)量檢驗標準

　　a、下涂和上涂滲浸入碳纖維束良好。

　　b、碳纖維粘結嚴實。

　　c、順纖維方向搭接長度不小于20cm,各層之間的搭接部位不得位于同一條直線上，層間必須錯開至少50cm。

　　d、碳纖維材料規(guī)格，粘貼位置、長度、寬度、纖維方向、層數(shù)符合規(guī)定�！�

 

　　①在表面處理和粘貼碳纖維片材前，應按加固設計部位放線定位。

　�、诎丛O計要求的尺寸裁剪碳纖維片材，裁剪后的織物寬度不宜小于150mm且不應小于100mm。

　�、蹖⑻祭w維片材表面擦拭干凈至無粉塵。如需粘貼兩層時，對底層碳纖維片材兩面均應擦拭干凈。

　�、懿潦酶蓛舻奶祭w維片材應立即涂刷粘結樹脂，膠層應呈凸起狀，平均厚度不小于2mm。

　�、輰⑼坑姓辰Y樹脂的碳纖維片材用手輕壓貼于需粘貼的位置。用橡膠滾筒順纖維片材方向均勻平穩(wěn)壓實，使樹脂從兩邊溢出，保證密實無空洞。當平行粘貼碳纖維時，兩片之間孔隙應不小于5mm。

　�、扌枵迟N兩層碳纖維片材時，可連續(xù)粘貼。如不能連續(xù)粘貼，則再開始前應對底層碳纖維片材重新做好清潔工作。

　�、邩渲�配制時應按產(chǎn)品使用說明規(guī)定的配比稱量置于容器中，用攪拌器均勻攪拌至色澤均勻。攪拌用容器內(nèi)不得有油污及雜質(zhì)。宜根據(jù)現(xiàn)場實際溫度決定樹脂的每次拌合量，并嚴格控制使用時間。

　�、酁榱吮ＷC粘貼的質(zhì)量，不同季節(jié)、不同溫度條件下，應使用不同型號的粘貼樹脂，這樣才能對樹脂施工的可操作時間和固化時間進行有效控制。

 

　　碳纖維用于砼結構的修復補強發(fā)展很快，其主要原因在于碳纖維片加固存在較多優(yōu)點：

　　a）施工簡便迅速，無需模板、夾具、支撐等；

　　b）環(huán)氧樹脂的重量很輕，對結構自重影響可忽略不計；

　　c）能適應各種結構外形的補強；

　　d）可以多層粘貼�？筛鶕�(jù)設計要求，在一個部位重疊粘貼。

 

　　隨著建筑由于各種原因造成承載力降低、混凝土強度降低或需要提高抗震能力和修補建筑裂縫，碳纖維加固法加固效果好，高強高效，適用面廣，質(zhì)量易保證，耐腐蝕及耐久性能極佳，且這項技術具有施工簡便快捷、安全可靠、耐久性好，能適應各種復雜的結構外形，不影響原結構的外觀等諸多優(yōu)點，碳纖維布補強技術將有廣闊的應用前景。