碳纤维加固梁施工方案
(一)工艺流程及操作要点
1.工艺流程。卸荷→基底处理→涂底胶→平→粘贴→保护。
2.操作要点。
(1)卸荷。加固前对于承受二次荷载的构件不需卸荷,不承受二次荷载的构件必需卸荷,卸荷方式如下:
①对老建筑采用拆除原有的吊顶。墙面装饰。地面面层。设备等方法,以达到卸静荷的目的。
②对一些不能卸静荷的构件,可采用千斤顶顶升的方式卸荷;对于承受均布荷载的梁,应采用多点均匀顶升;对于有次梁作用的主梁,每根次梁下需设1 台千斤顶顶升,预升吨位由设计计算确定。
③卸活荷载。
(2)基底处理。
①混凝土表层出现剥落、空鼓。蜂窝。腐蚀等劣化现象的部位应予以凿除,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裂缝部分如有必要应首先进行封闭或灌浆处理。
③用混凝土角磨机。砂纸等工具除去混凝土表面的浮浆。油污等杂质,构件基面的混凝上要打磨平整,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≥10mm)。
④用吹风机将混凝上表面清理干净并保持干燥。
(3)涂底胶(使用材料为FP)。
①按主剂:固化剂=2:l 的比例将主剂与固化剂先后置于容器中,电动搅拌器均匀搅拌,根据环境温度决定用量并严格控制使用时间,一般情况下1h 内用完。
②用滚筒刷均匀涂抹于混凝上表面,等胶固化后(以指触干燥为准),再进行下一步施工。一般情况下固化时间为2~3d.(4)用整平材料平(使用材料型号为FE)。
①棍凝上表面凹陷部位要用FE 填平,尽量减少高度差。
②转角的处理也应用FE 将其修补为光滑的圆弧。
(5)粘贴碳纤维布(使用材料型号为FR)。
①按设计要求的尺寸及层数裁剪碳纤维布,除非特殊要求,碳纤维布长度一般应在3m之内。
②调配粘贴材料FR 胶(使用方法同底胶FP),然后均匀涂抹于所要粘贴的部位,在搭接。混凝土拐角等部位要多涂抹一些。
③粘贴碳纤维布,在确定所贴部位无误后剥去离析纸,用特制的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,待纤维布表面指触干燥方可进行下一层的粘贴。
④在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹FR 胶。碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm,见图9。
图9 碳纤维搭接示意图
⑤碳纤维端部固定用粘贴横向碳纤维或粘钢固定。
(6)保护。加固后的碳纤维表面应采取抹灰或喷防火涂料进行保护。
(五)材料
碳纤维材料(CFRP)加固修补结构所用材料主要为碳纤维材料与粘贴用树脂。材料及性能指标见表13~表18。
表13结构加固修补用碳纤维材料(CFRP)主要性能指标
表14 碳纤维布的物理力学性能
表15日本常用CFRP 性能指标
表16贴CFRP 用树脂主要技术性能指标
碳纤维布加固方法表17 胶的物理力学指标
表18胶的施工工艺指标
(六)机具设备
碳纤维加固的机具设备,视现场情况及施工面积和工期要求合理配置。一个台套怕需主要机具设备参见表19。
表19施工机具统计表
(七)劳动组织及安全
1.劳动力组织。视现场工期及施工面积确定班组数,每班组约10~12 人,其中管理人员4 人(工长、技术、质量、安全各1 人),专业工人6~8 人。每天粘贴7~10 m2。
2.安全
(1)裁剪及使用碳纤维布时应尽量远离电源,与高压电线及输电线路要有可靠隔离措施。
(2)碳纤维布的配套用胶要远离火源,避免阳光直接照射。
(3)现场施工人员应穿工作服,佩戴口罩和手套,严禁在现场吸烟。
(4)配制及使用胶的场所必须保持良好的通风。
(5)脚手架要有足够的安全性,高空作业必须配戴安全带。
(八)质量要求
1.验收时必须有碳纤维及其配套胶生产厂家所提供的材料检验明。验收以企业标准为验收依据。
2.每一道工序结束后均应按工艺要求进行检查,做好相关的验收记录,如出现质量问题,应立即返工。
3.现场验收以评定碳纤维布与混凝上之间的粘结质量为主,用小锤等工具轻轻敲击碳纤维布表面,以回音来判断粘结效果,如出现空鼓等粘贴不密实的现象应采用针管注胶(FR)的方法进行补救,粘结面积若少于90%则判定粘结无效,需重新施工。
4.对于碳纤维布粘贴面积在100m2 以上的工程为检验其加固效果应与甲方设计协商进行荷载试验,其结构的变形等各项指标均应满足国家规范规定及使用要求。
5.大面积粘贴前需做样板,待有关方面验证后,再大面积施工。为了确保碳纤维布与构件之间的粘结质量,基底处理首先检查要加圃的部位本身是否有空鼓现象,再进行表面检查,最后对不符合要求的部位采取相应的措施。
6.严格控制施工现场的温度和湿度,冬季施工要有可靠的技术措施保证。
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