碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在橋梁加固中的應(yīng)用_1

1、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在橋梁加固中的應(yīng)用一、加固橋梁概況某橋梁建于上世紀(jì)七十年月，設(shè)計(jì)荷載是汽15T、掛80T，主跨是50m的雙曲拱橋，邊跨是17.6m肋扳拱。該橋處于城市主干道上，因?yàn)槌d和雨水的剝蝕，各跨拱肋及其上立柱、縱梁均消失裂縫鋼筋銹蝕現(xiàn)象。經(jīng)鑒定，需舉行加固，其中主、邊跨的立柱采用粘貼300g/碳纖維布加固。粘貼面積420。二、碳纖維增加復(fù)合材料加固工藝碳纖維增加復(fù)合材料加固修補(bǔ)鋼筋砼結(jié)構(gòu)，是我國(guó)近年來(lái)進(jìn)展的一種高效外部加固方法。其做法是使用改性環(huán)氧樹(shù)脂類結(jié)構(gòu)膠粘劑，將聚丙烯腈基（PAN基）單向高強(qiáng)型碳纖維布，在施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行手糊主意，粘貼于被加固的鋼筋砼構(gòu)件表面，形成碳纖維布增加復(fù)合片

2、材并能與鋼筋砼構(gòu)件共同受力，從而提高構(gòu)件的承載能力。碳纖維布是增加材料承受荷載，樹(shù)脂是基體材料，起固定碳纖維和傳遞荷載的作用。三、碳纖維增加復(fù)合材料加固方法的特點(diǎn)。3.1補(bǔ)強(qiáng)物輕而薄常用的200g/碳纖維布厚0.111，300g/的碳纖維布厚0.167。每平方米的耗膠量約1，粘結(jié)一層的厚度僅1,幾乎不增強(qiáng)原構(gòu)件的截面尺寸和分量,基本保持了結(jié)構(gòu)原狀。3.2適用于復(fù)雜部位因?yàn)樘祭w維布具有可裁可粘的松軟性，因此適用各種樣子結(jié)構(gòu)部位的加固，并能粘合服貼。3.3施工簡(jiǎn)便快捷、工效高，施工質(zhì)量易于保證施工現(xiàn)場(chǎng)干作業(yè)，設(shè)備簡(jiǎn)便，不使用大型機(jī)械設(shè)備，不占用較多施工場(chǎng)地，因此，施工容易、工期短、工效高，高強(qiáng)、高

3、效一舉兩得。3.4抗酸堿類介質(zhì)的腐蝕，具有良好的耐久性。國(guó)家工業(yè)建造診斷與改造工程技術(shù)研究中心的大量實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)，碳纖維布抗酸堿類介質(zhì)的腐蝕，具有良好的耐久性。3.5可提高加固構(gòu)件的延性碳纖維增加復(fù)合材料不但可加固補(bǔ)強(qiáng)，并可提高加固構(gòu)件的剛度和延性。3.6固化養(yǎng)生期短，對(duì)環(huán)境干擾影響小初期固化需1d，徹低硬化大約一周。四、碳纖維增加復(fù)合材料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范近年來(lái)，國(guó)家先后制定了以下標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范：4.1碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS146：20224.2結(jié)構(gòu)加固修復(fù)用碳纖維片材產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)4.3結(jié)構(gòu)加固修復(fù)用碳纖維粘貼樹(shù)脂產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)4.4混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范GB50367-2022五、拱上立柱

4、粘貼碳纖維布的施工5.1施工工藝5.1.1搭設(shè)腳手架，粘貼部位放線標(biāo)注。5.1.2粘貼面打磨去除碳化層至新鮮界面，銹蝕的鋼筋除銹。5.1.3粘貼界面清理與修補(bǔ)，清理整潔保持干燥。5.1.4涂刷底層樹(shù)脂。5.1.5涂刷浸漬樹(shù)脂粘貼碳纖維布。5.1.6末層碳纖維布表面涂刷浸漬樹(shù)脂。5.1.7樹(shù)脂固化后，檢測(cè)合格舉行表面庇護(hù)層涂裝。5.2施工設(shè)備5.2.1表面清理用的手動(dòng)砂輪機(jī)、電控箱。5.2.2計(jì)量用的電子臺(tái)稱與天平。5.2.3裁剪用的卷尺、鋼直尺、剪刀、美工刀。5.2.4涂膠用的滾筒式毛刷及脫泡滾筒。5.2.5防護(hù)用的手套、口罩、眼鏡。5.3主要施工操作5.3.1粘貼面的清理與修補(bǔ)粘貼面打磨平整

5、（平整度1）去掉碳化層露出新鮮面，銹蝕的鋼筋人工除銹，砼劣化剝落掉的部位使用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)平整，柱角舉行園化打磨處理，半徑大于25，粘貼面使用壓縮空氣抹去浮塵，再用丙酮或無(wú)水酒精擦拭表面，也可使用清水沖洗，但應(yīng)使粘貼面充分干燥后，方可涂底層膠。5.3.2涂刷底層樹(shù)脂采用滾筒刷勻稱涂抹，使其浸透到砼表面，強(qiáng)化砼表面強(qiáng)度，提高浸漬樹(shù)脂與基層的粘結(jié)力，并使砼與纖維之間的粘結(jié)性提高，以提高粘貼質(zhì)量，并牢靠傳 遞砼與片材之間的剪力，宜在底層樹(shù)脂表面指觸干燥后盡快舉行下道工序。5.3.3涂刷浸漬樹(shù)脂粘貼碳纖維布將浸漬樹(shù)脂勻稱涂抹于粘貼部位，碳纖維布用手輕壓貼于需粘貼的位置，采用專用的滾筒順纖維方向多次滾壓，

6、擠除氣泡，不要往復(fù)滾動(dòng)，以免損傷碳纖維布。浸漬樹(shù)脂要將碳纖維布浸透，貼好一層放置數(shù)小時(shí)，以達(dá)到脫泡浸潤(rùn)的效果。施工環(huán)境要求氣溫不要低于5、濕度85%，雨天最好不要施工，碳纖維布的搭接長(zhǎng)度不小于150。5.3.4表面防護(hù)層涂裝樹(shù)脂膠固化后，經(jīng)檢驗(yàn)合格，方可舉行表面防護(hù)層的涂裝。碳纖維增加復(fù)合材料不耐紫外線強(qiáng)光的照耀，為避開(kāi)陽(yáng)光照耀，并免遭人為挫傷，要做好表面防護(hù)工作。涂裝層與碳纖維之間要粘接結(jié)實(shí)，本工程采用107膠水泥砂漿抹面，使其外表面色彩基本全都。六、平安操作要求6.1碳纖維片材為導(dǎo)電材料，要遠(yuǎn)離電源及電氣設(shè)備，防止人身觸電事故發(fā)生。6.2膠粘樹(shù)脂要遠(yuǎn)離火源及高溫，避開(kāi)陽(yáng)光的直接照耀引起火災(zāi)。6.3施工現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)良好，操作工人做好手、眼、口、鼻的勞動(dòng)庇護(hù)工作。七、質(zhì)量檢驗(yàn)7.1目視檢查碳纖維不能空鼓、缺脂和有皺紋產(chǎn)生，大面積空鼓需切除，重新粘貼，小面積空鼓用針管注膠法補(bǔ)救。7.2現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽樣做正拉粘接強(qiáng)度檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)粘結(jié)試件正拉