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粘贴碳纤维加固技术在隧道加固工程中的应用
发布时间:2018-05-28 17:05 访问次数:

自上世纪七十年代末初期。根据需要可在树脂固化后加固补强构件表面。欧洲进行碳纤维在热力隧道工程中的应用研究以来,碳纤维这种具有极好的比强度和比刚度、优秀耐腐蚀性的纤维增强复合资料已广泛用于混凝土结构的粘贴加固工程,形成了碳资料补强加固热力隧道

粘贴纤维加固技术在热力工程隧道加固工程中的应用

自上世纪七十年代末初期。根据需要可在树脂固化后加固补强构件表面。欧洲进行碳纤维在热力隧道工程中的应用研究以来,碳纤维这种具有极好的比强度和比刚度、优秀耐腐蚀性的纤维增强复合资料已广泛用于混凝结构的粘贴加固工程,形成了碳资料补强加固热力隧道的新技术。

 

热力隧道粘贴碳纤维技术在加固中具有不中断热力隧道内现有管线的正常使用,工期短,人工少的优点,所以扩展该项供热技术是热力隧道加固的主要方向之一。--北京市热力集团有限责任公司输配分公司 王孝国

 

碳纤维资料的基本特性:

 

碳纤维资料补强加固所采用的基本资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。将片材用专门配制的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在热力隧道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.碳纤维片材的拉伸强度在24003400MPa之间,与普通碳素钢板拉伸强度为240MPa相比,碳纤维片材的拉伸强度很高,相比之下,碳纤维片材的容重却比钢材低很多,这说明碳纤维片材很轻。碳纤维的化学结构稳定,自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[12]

 

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,用于渗透过混凝土外表,促进粘结并形成临时耐久界面的基础;油灰,用于填充整个外表空隙并形成平整外表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材粘附于混凝土构件外表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。

 

就热力隧道混凝土结构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。采用专配的环氧树脂材料,混凝土施工外表温度(1050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,因此专配的环氧树脂材料的这一性能完全适合于混凝土热力隧道的加固工作[34]

 

碳纤维加固的施工工艺:

 

1.根据设计确定粘贴碳纤维的范围并进行基底处理

 

a.将混凝土构件外表的完整、破损及碳化层局部清除干净,达到结构密实部位。检查外露钢筋是否有锈蚀,并进行必要的处置。对经过剔凿、清理和露筋的构件完整局部进行修补复原;

 

b.裂缝修补。缝宽小于0.2mm裂缝,用环氧树脂进行外表涂刷密封;大于0.2mm裂缝用环氧树脂灌缝;

 

c.将构件外表凸出部分(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圆角;

 

d.清洗打磨过的构件外表,并使其充分干燥。

 

2.底层涂刷(底层涂料具有较强的渗透性,可渗入混凝土外表内)

 

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,外表有凸起局部时要用砂纸磨光。

 

3.环氧腻子对构件外表完整的修补:

 

a.构件外表凸起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.粘贴碳纤维片材。

 

a.碳纤维接头必需搭接10cm以上,横向不需搭接;

 

b.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;

 

c.贴片时,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进行滚压,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。

 

7.质量检查。检查粘贴碳纤维片后的建筑构件外表是否平整密实。

 
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