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    桥梁工程加固中应用碳纤维的初探

    2019-04-15    作者:admin  阅读:10次

    1.导言

       跟着桥梁运用年限的添加及负荷的日趋增大,加上一些桥梁因规划不周、施工缺点等原因而导致混凝土结构损坏,已不能正常运转,急需进行修理、加固。近几年,碳纤维加固技能得到了敏捷的开展,这种办法不光有用,并且施工简洁,具有很大的研讨和运用价值,因而得到了工程界的日益注重。

       2.碳纤维资料特色

       碳纤维又称增强复合资料 (简称CFRP),20世纪中晚期的时分,由西方发达国家联合研制成功。其时首要运用于航天职业中,后来跟着技能的推广,在80年代,运用于土木工程修建中,通过10年的开展已在90年代的时分成为修建职业中的重要修建资料之一。碳纤维加固最近的国标是《结构加固修复用碳纤维片材》GB/T 20490-2008,08年10月1日起履行。碳素纤维作为划时代的补强资料,而备受喜爱和重视。特色:(1)抗拉强度高,是平等截面钢材的7-10倍。(2)重量轻,密度只要一般钢材的1/4。(3)耐久性好,可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的损坏。(4)施工方便快捷、省力节时、施工质量易于确保。(5)适用范围广,混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固。可大起伏进步构件的承载才干、抗震功能和耐久功能。

       碳纤维加固包含碳纤维布加固和碳纤维板加固两种,现在常用的加固办法有许多,如:加大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法、碳纤维加固法等。碳纤维加固修补结构技能是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新式的结构加固技能。

       3.碳纤维加固的工艺进程与具体过程

       3.1工艺进程

       工艺原理:将抗拉强度极高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强资料(单向接连纤维);用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向张贴在要补强的结构上,构成一个新的复合体,使增强张贴资料与原有钢筋混凝土一起受力增大结构的抗裂或抗剪才干,进步结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。

       工艺流程能够概括为: 施工预备、砼外表处理、涂刷底胶、构件外表残损面修补、张贴碳纤维、外表维护、找平资料装备、底层或树脂制造、浸渍树脂制造。

       3.2具体过程

       为了确保其对工程主体的加固和修补作用,首要需求运用相应的技能手法,来完成对碳纤维的加固施工进程的规范化。下面几个具体过程在实践施工进程中应当给予要害重视。

       (1)施工预备作业:熟谙施工图;依据不同的施工现场和施工要求的剖析,对全体施工的用料挑选具有非常重要的现实含义,相同,运用碳纤维作为工程的加固手法,相同需求进行相应的前期作业预备。(2)混凝土构件外表处理:运用这类方法对工程首要构件进行加工的时分,应当对施工构件的外表进行必定程度的清洁,对残留部份和松脱部份,应当确保彻底除掉。确保张贴外表的巩固性是张贴碳纤维的首要要求;露筋的锈块等杂物的清算相同重要。需求做相应的防锈处理,只要这样处理今后,对裂缝进行相应的修补和加固才干够起到预期的作用;混凝土外表的浆楞、模板缝均须打磨平坦;对混凝土的外表水份操控相同具有非常重要的作用,只要外表含水量保持在百分之6以下的时,才干够抵达工程的估计强度加固的方针;对加工环境的温度和适度的操控相同非常重要,环境的特色是对张贴碳纤维工程施工今后的保养作业的首要作业要求。(3)制造并涂刷树脂结构胶:张贴碳纤维作为加固东西的时分,需求有相应的环氧树脂胶作为张贴资料。环氧树脂胶的运用对施工中张贴碳纤维在修建构件外表的作用是清楚明了的,现阶段首要运用的粘结剂是环氧树脂,因而,对该粘接剂的运用技能成为碳纤维技能的实践运用进程中,需求咱们给予要害重视的重要方向。实践运用中,通常常运用环氧树脂作为底层粘接剂,固化剂100:18进行装备。为了确保相应的粘接强度,需求底层粘接剂彻底渗透到外表构建的混凝土中。实践操作中标明,粘度上应当要害查核在不构成垂流也确保彻底深化的条件下进行分配。(4)张贴碳纤维布:构件外表通过相应的清洁处理今后,再运用分配好的树脂结构胶,将依据要求裁剪好的碳纤维布料进行粘接。手艺张贴进程中,应当用手悄悄张贴于构件外表上,运用专用滚筒来完成气泡的扫除。这1进程应当屡次重复,然后确保树脂结构胶能够彻底的和碳纤维布料充沛的结合。一起,在实践操作中应当留意不要伤及布料外表,多层张贴今后,屡次重复上述过程,毕竟完成对工程构建的张贴和加固,确保工程全体安稳程度。(5)外表防护及碳纤维布外表处理:一般维护时刻为1-2周,当然,能够依据施工环境的特色恰当延伸或缩短。依据其时温度的不同,来进行操作和查看,固化树脂结构今后,应该依据实践需求在碳纤维外表刷一层防晒漆或防火漆,来确保工程的全体安全性。

       4.桥梁工程加固中运用碳纤维的技能要害

       4.1碳纤维(片材)加固处理要害

       在进行结构加固处理前,先对梁板采纳有用地卸载和支顶办法,然后按科学的施工工序进行加固施工。首要是:(1)破损面混凝土外表处理:铲除被加固构件外表的脱落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土,显露混凝土结构层。(2)按规划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关闭处理,并确保钢筋保护层厚度不小于15mm.运用打磨机将其外表打磨平坦,并用钢刷将其外表的粉尘、油污等不洁净物铲除洁净,使构件加固外表平坦、枯燥无粉尘。别的,如碳纤维需沿基纤维方向绕构件转角处张贴时,转角张贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状,圆弧半径不该小于20mm.(3)涂刷底层树脂:用专用滚筒刷将底层树脂均匀涂改于混凝土外表,待树脂外表指触枯燥时即进行下一道工序施工。(4)找平处理:外表洼陷部位用找平资料添补平坦,且不该有菱角。(5)张贴碳纤维片材:将制造好的浸渍树脂均匀涂改于所要张贴的部位,并用橡胶滚筒沿纤维方向屡次滚压,挤除气泡,使浸渍树脂充沛渗透碳纤维布,滚压时不得损害碳纤维布。多层张贴重复上述过程,待纤维外表触摸枯燥时即可进行下一层的张贴。如超越60min,则应等12h后,再行涂刷粘结剂张贴下一层。(6)在最终一层的碳纤维布的外表均匀涂改浸渍树脂。(7)必要时进行外表防护及外观处理。

       4.2留意事项

       (1)碳纤维片材挑选留意事项:碳纤维片材的织造均匀性,将直接影响加固质量。碳纤维束只要散布摆放均匀,加工成复合资料后才干起到全体均匀受力的作用,若原料的均匀性欠好,则构件受力后到之纤维片拒不受力不均,使碳纤维补强的作用不能充沛发挥出来。因而,挑选均匀性较好的碳纤维片材,是加固质量的要害。(2)碳纤维(片材)张贴留意事项:①在外表处理和张贴碳纤维片材前,应按加固规划部位放线定位。②按规划要求的尺度裁剪碳纤维片材,裁剪后的织物宽度不宜小于150mm且不该小于100mm.③将碳纤维片材外表擦洗洁净至无粉尘。如需张贴两层时,对底层碳纤维片材双面均应擦洗洁净。④擦洗洁净的碳纤维片材应立即涂刷粘结树脂,胶层应呈凸起状,均匀厚度不小于2mm.⑤将涂有粘结树脂的碳纤维片材用手轻压贴于需张贴的方位。用橡胶滚筒顺纤维片材方向均匀平稳压实,使树脂从两头溢出,确保密实无空泛。当平行张贴碳纤维时,两片之间孔隙应不小于5mm.⑥需张贴两层碳纤维片材时,可接连张贴。如不能接连张贴,则再开端前应对底层碳纤维片材从头做好清洁作业。⑦施工宜在5℃以上环境温度条件下进行,并应契合配套树脂的施工运用温度。当环境温度低于5℃时,应运用适用于低温的配套树脂或选用升温处理办法。⑧施工时应考虑环境湿度对树脂固化的晦气影响,其张贴部位混凝土的含水率不该大于4%。⑨树脂制造时应按产品运用说明规则的配比称量置于容器中,用拌和器均匀拌和至色泽均匀。拌和用容器内不得有油污及杂质。宜依据现场实践温度决议树脂的每次拌合量,并严格操控运用时刻。⑩为了确保张贴的质量,不同时节、不同温度条件下,应运用不同类型的张贴树脂,这样才干对树脂施工的可操作时刻和固化时刻进行有用操控。

       5.结语

       总归,桥梁修理加固是一项社会工程,对进步桥梁承载才干、行车功能及延伸运用寿命,促进公路交通工作的可持续开展有着重要的含义。实践证明,碳纤维是一种加固作用显着、施工简洁、造价低的桥梁加固技能,能很快康复和进步桥梁承载才干,改进其运用功能,在旧桥加固中具有广泛的运用远景。跟着我国高等级公路的敏捷开展,高速公路桥梁通车路程也在不断增加,桥梁因为各种原因形成承载力下降、混凝土强度下降或需求进步抗震才干和修补桥梁裂缝,都能够运用碳纤维布补强技能。