你的位置:网站首页 >
桥梁碳纤维加固技术若干理论
发布时间:2024-01-13 23:25:58

  一、碳纤维材料的基本特性

    碳纤维增强复合材料补强加固所采用的基本材料是高强度或高弹性模量的连续碳纤维,单向排列成束,用环氧树脂浸渍固化的碳纤维板或未经树脂浸渍固化的碳纤维布,统称碳纤维片材。将片材用专门配制的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在桥梁混凝土构件需补强加固部位表面,树脂固化后与原构件形成新的受力复合体,共同工作。 

    1、碳纤维片材。 

    片材碳纤维材料的拉伸强度在(2400~3400)MPa之间,与普通碳素钢板拉伸强度为240MPa相比,片材的拉伸强度很高。 

    片材碳纤维材料的弹性模量依片材力学性能不同,碳纤维片材依力学性能分成高模量、高强度和中等模量三类。高模量碳纤维片材的弹性模量较高,但其伸长率较低。 

    相比之下,碳纤维片材的单位重比钢材低许多,说明碳纤维片材较轻。碳纤维的化学结构稳定,本身不会受酸碱盐及各类化学介质的腐蚀,有良好的耐寒和耐热性。 

    2、配套树脂类粘结材料。 

    混凝土结构加固修补配套树脂系统包括底层涂料,用于渗透过混凝土表面,促进粘结并形成长期持久界面的基础;油灰,用于填充整个表面空隙并形成平整表面以便使用碳纤维片材;浸渍树脂或粘结树脂,前者用于碳纤维布粘贴,后者用于碳纤维板粘贴。 

    浸渍树脂或粘贴树脂是将碳纤维片粘附于混凝土构件表面并与之紧密地结合在一起形成整体共同工作的关键,因此,树脂同混凝土的粘贴强度大于混凝土的拉伸强度和剪切强度。 

    就公路混凝土桥梁用碳纤维片材加固技术而言,环氧树脂在不同施工环境温度下固化性能有十分重要的意义,因为这涉及到粘贴工作质量与如何尽量减少桥上正常交通中断时间紧密相关。采用专配的环氧树脂材料,在混凝土施工表面温度(10~40)摄氏度时,粘贴环氧树脂固化时间约15小时以上,但粘贴后就可以使用的时间为45分钟以上,专配的环氧树脂材料的这一性能是完全适合混凝土桥梁的加固工作。

     二、碳纤维加固补强的施工工艺 

    1、根据设计确定粘贴碳纤维的范围进行基底处理 

    a)将砼构件表面的残缺、破损及碳化层部分清除干净,达到结构密实部位。检查外露钢筋是否有锈蚀,并进行必要的处理。对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分进行修补复原; 

    b)裂缝修补。缝宽小于0.2mm的裂缝,用环氧树脂进行表面涂刷密封;大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝; 

    c)将构件表面凸出部分(模板的段差等)打磨平整,修复后的段差尽量平顺。用磨光机把棱角磨成半径大于30mm的圆角; 

    d)清洗打磨过的构件表面,并使其充分干燥。 

    2、底层涂刷(底层涂料具有较强的渗透性,可渗入砼表面内)。 

    a)把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放人容器内,用搅拌器拌均匀,一次调和量应在可使用时间内用完为准; 

    b)用滚筒刷均匀的涂刷底层涂料; 

    C)底层涂料固化后,表面有凸起部分时要用砂纸磨光; 

    d)注意在气温小于5C,相对湿度大于85,砼表面含水率在8以上,有结露可能而无可靠保证措施时,均不得施工。 

    3、环氧腻子对构件表面残缺的修补。  

    a)构件表面凹陷部位应用环氧腻子填平,修复至表面平整;  

    b)内角(段差、起拱等)要用环氧腻子填补使之平顺。  

    4、贴碳纤维片。  

    a)为了防止碳纤维受损,在碳纤维片运输、储存、裁切和粘贴过程中,严禁受弯折。贴片前应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断纤维片,每段长度一般不超过6rn;。  

    b)碳纤维接头必须搭接10cm以上,横向不需搭接;  

    c)按规定比例掺配树脂主剂和固化剂,用滚筒刷均匀地涂刷黏结树脂,称为下涂;  

    d)贴片时,在碳纤维片和树脂之间尽量不要有空气,可用罗拉沿着纤维方向在碳纤维片上对此滚压,使树脂渗入碳纤维中。  

    5、养护。  

    粘贴碳纤维片后,需自然养护24h达到初期固化,并保证固化期间不受干扰。  

    6、涂装。  

    根据需要可在树脂固化后加固补强构件表面,涂刷耐火涂层和色彩。

    三、碳纤维(片材)加固处理要点  

    在进行结构加固处理前,先对梁板采取有效地卸载和支顶措施,然后按以下施工工序进行加固施工。  

    (1)破损面混凝土表面处理:清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土,露出混凝土结构层。  

    (2)按设计要求对破损面钢筋处理后用M45的环氧树脂砂浆进行灌缝或封闭处理,并保证钢筋保护层厚度不小于15mm.利用打磨机将其表面打磨平整,并用钢刷将其表面的粉尘、油污等不洁物清除干净,使构件加固表面平整、干燥无粉尘。另外,如碳纤维需沿基纤维方向绕构件转角处粘贴时,转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状,圆弧半径不应小于20mm.  

    (3)涂刷底层树脂:用专用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面,待树脂表面指触干燥时即进行下一道工序施工。  

    (4)找平处理:表面凹陷部位用找平材料填补平整,且不应有菱角。  

    (5)粘贴碳纤维片材:将配制好的浸渍树脂均匀涂抹于所要粘贴的部位,并用橡胶滚筒沿纤维方向多次滚压,挤除气泡,使浸渍树脂充分浸透碳纤维布,滚压时不得损伤碳纤维布。多层粘贴重复上述步骤,待纤维表面接触干燥时即可进行下一层的粘贴。如超过60min,则应等12h后,再行涂刷粘结剂粘贴下一层。  

    (6)在最后一层的碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。

    四、对碳纤维加固补强技术的展望  

    碳纤维用于砼结构的修复补强虽然时间不长,但发展很快,其主要原因在于碳纤维片加固存在较多优点:  

    a)施工简便迅速,无需模板、夹具、支撑等;  

    b)不增加结构重量,碳纤维片重量200g/m.~300g/m,设计厚度0.1l1mm~0.167mm,加上环氧树脂的重量也很轻,对结构自重影响可忽略不计;  

    c)能适应各种结构外形的补强;d)可以多层粘贴。可根据设计要求,在一个部位重叠粘贴。  

    随着我国高等级公路的迅速发展,高速公路桥梁通车里程也在不断增长,桥梁由于各种原因造成承载力降低、混凝土强度降低或需要提高抗震能力和修补桥梁裂缝,都可以应用碳纤维布补强技术。


中国防水行业中的SBC应用现状及未来走向浅析
作为SBC下游重要的消费终端之一,沥青改性防水卷材行业发展对SBC市场走势存在较为重要的影响,我们今天梳理一下,SBC在防水卷材行业的应用走势。SBC在防水产品中,SBS及SIS应用数量较多,其他包括
2024-01-13 23:25:58
2024年中国国际屋面和建筑防水技术展览会
2024第20届中国国际屋面和建筑防水技术展览会,将于2024年10月16-18日,继续在上海虹桥-国家会展中心隆重举办。还是与由中联慕尼 (北京) 国际会展有限公司所主办的 “2024年FBC中国国
2024-01-13 23:25:58
直击2024中国防水展,PVDF复合技术引发热议
这是因为高正新材是业内极少数可以做到将PVDF氟碳膜与多种材料完美复合的薄膜材料供应商,无需改变任何现有工艺,无痛实现建材性能提升,在PVDF氟碳膜与各种金属板材、防水卷材、铝箔等材料复合后,能有效提
2024-01-13 23:25:58
2024年防水材料的龙头上市防水材料公司名单
防水材料龙头,2024年第二季度季报显示,公司营收同比增长-13.77%至80.69亿元;东方雨虹净利润为5.96亿,同比增长-37.23%,毛利润为23.25亿,毛利率28.81%。公司位于北京市,
2024-01-13 23:25:58
建筑工程防水渗漏治理专题培训会圆满举办
为深入开展好“质量月”活动,指导企业落实质量多发问题防控措施,9月26日,潍坊市建筑工程防水渗漏治理专题培训会在潍坊寿光召开,本次活动由潍坊市建筑业发展服务中心主办,寿光市住房和城乡建设局、寿光市建筑
2024-01-13 23:25:58
防水材料品牌前十名,行业竞争热度不减
近日,经过行业专家和用户的综合评价,以及市场调研数据的支持,2023一份最新的防水材料品牌前十名排行榜揭晓。在这份备受关注的十大防水材料品牌名单中,东方雨虹、科顺、立邦、卓宝、多乐士、西卡、大禹、淞源
2024-01-13 23:25:58
防水材料产业现状及2024未来发展趋势分析
近年来,中国防水材料市场规模持续扩大。据统计,2022年中国防水材料行业的生产总值已达到26.64亿元,较2021年增长66.2%。同时,防水卷材作为主要的防水材料之一,其市场规模亦在稳步增长。根据最
2024-01-13 23:25:58
国内防水市场深度解析
防水材料是防止地下水、雨水或空气中的水分渗透至建筑物围护结构内的一种装修材料。在房建领域主要用在房屋建筑的屋面、地下工程、卫生间及外墙面等,在基建领域主要用在铁路、公路桥梁、隧道、地铁、城市综合管廊、
2024-01-13 23:25:58
2024科顺民建集团经销商大会圆满举行
1月15日,科顺民建集团2024年经销商大会暨新品发布会(以下简称“大会”)在广东顺德正式召开。本场大会总结民建经营成果,部署2024年开局战略,为新一年的高质量发展奠定坚实基础。来自全国各地的经销商
2024-01-13 23:25:58
防水行业3大未来趋势及10大市场机遇
行业的发展趋势对于从业者来说,无疑是一个重要的指引,它关系到我们是否能够抓住未来的发展机会,从而实现个人的价值和财富的增长。万水波老师认为,只有紧跟行业的发展趋势,才能够在不断变化的市场环境中保持敏锐
2024-01-13 23:25:58