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1工程概況

本工程位于懷化 市盤(pán)龍城經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)巨龍大道西側(cè)，北臨酒店用品市場(chǎng)?？偨ㄖ娣e約27.5萬(wàn)平方米，占地面積約5萬(wàn)平方米，由裙房和兩棟塔樓組成，其中裙房地下一層，層高4.6米，地上五層，首層~三層5.1米，四層4.8米，五層3.6米，建筑高度為24米；兩棟塔樓均為23層，分布于建筑物東部，建筑高度為80米。

因業(yè)主要求裙房架空層樓梯移位、功能改變，部分結(jié)構(gòu)荷載增大，梁板結(jié)構(gòu)承載力不足。針對(duì)上述問(wèn)題，經(jīng)建設(shè)單位要求、設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)，確定采用多種方法對(duì)承載力不足的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固，其中板采用粘碳纖維加固。

2、材料特點(diǎn)

（1）、高強(qiáng)高效，養(yǎng)護(hù)時(shí)間短，常溫下加固完工后72小時(shí)可以受力。

（2）、施工便捷，無(wú)濕作業(yè)，不需大型施工機(jī)具，施工占用場(chǎng)地少。

（3）、具有極佳的耐腐蝕性能及耐久性?？梢钥褂ㄖ锝?jīng)常遇到的酸、堿、鹽對(duì)結(jié)構(gòu)物的腐蝕。

（4）、適用面廣?？蓮V泛適用于各種結(jié)構(gòu)類型、各種結(jié)構(gòu)部位的加固修補(bǔ)，且不改變結(jié)構(gòu)形狀。

（5）、施工質(zhì)量易保證。由于碳纖維材料是柔性的，即使被加固的結(jié)構(gòu)表面不是非常平整也基本可以達(dá)到100％的有效粘貼率。

（6）、碳纖維材料質(zhì)量輕且薄，加固修補(bǔ)后基本不增加原結(jié)構(gòu)自重及原構(gòu)件尺寸。

3、施工工藝

3.1、工藝流程

施工前準(zhǔn)備（技術(shù)交底、操作平臺(tái)搭設(shè)等）→放線定位及碳纖維布下料 → 混凝土基面打磨及基面清理 → 配制并涂刷底層樹(shù)脂 → 配制找平材料并對(duì)不平整處修復(fù)處理 → 配制浸漬樹(shù)脂膠粘劑→涂刷浸漬樹(shù)脂膠粘劑并粘貼碳纖維布 （→涂刷浸漬樹(shù)脂粘貼第二層碳纖維布）→ 碳纖維表面噴涂防火涂料→施工質(zhì)量檢查

3.2、各工序施工要點(diǎn)

3.2.1、放線定位

搭設(shè)好施工操作平臺(tái)，依據(jù)施工圖紙上碳纖維布尺寸與布置間距，在樓板上進(jìn)行放出碳纖維布粘貼定位線。

3.2.2、混凝土表面處理

剔除被樓板表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣質(zhì)混凝土清除，直至露出混凝土結(jié)構(gòu)層，并修復(fù)完整。將被粘貼混凝土基面應(yīng)打磨平整，除去表層浮灰、油污等雜質(zhì)，直至完全露出混凝土結(jié)構(gòu)新面。對(duì)混凝土構(gòu)件打磨清理干凈后顯現(xiàn)有細(xì)微裂縫的進(jìn)行封閉或灌縫處理?；炷翗?gòu)件轉(zhuǎn)角處表面應(yīng)打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應(yīng)小于20mm。并保持混凝土表面潔凈、干燥。

3.2.3、碳纖維布下料

根據(jù)施工圖紙上不同部位使用不同尺寸的碳纖維布下料，下料應(yīng)平齊順直。

3.2.4、配制并涂刷底層樹(shù)脂

根據(jù)產(chǎn)品供應(yīng)商提供的產(chǎn)品性能標(biāo)準(zhǔn)與工藝規(guī)定配制底層樹(shù)脂膠。用滾筒刷將底層樹(shù)脂均勻涂抹于將被粘貼碳纖維的混凝土表面，涂抹應(yīng)厚薄均勻適當(dāng)。在底膠表面指觸干燥后盡快進(jìn)行下一道工序。

3.2.5、配制找平材料并找平修復(fù)

對(duì)混凝土表面凹陷部位用找平材料填補(bǔ)平整，且不應(yīng)出現(xiàn)棱角。轉(zhuǎn)角處應(yīng)用找平材料修復(fù)為光滑的圓弧，半徑應(yīng)不小于20mm。在找平材料指觸干燥后盡快進(jìn)行下一道工序。

3.2.6、配制并涂刷浸漬樹(shù)脂

用滾刷通體滾刷一遍浸漬樹(shù)脂，滾刷寬度應(yīng)略超出碳纖維布寬度。

3.2.7、粘貼碳纖維布

待浸漬樹(shù)脂指觸干燥后粘貼排名靠前層碳纖維布，碳纖維布的粘貼應(yīng)保證平順，碳纖維布與膠體粘接牢固有效，無(wú)空鼓、曲皺，無(wú)翻皮。

懷化碳纖維加固公司-專業(yè)加固公司

3.2.8、碳纖維表面噴涂防火涂料

碳纖維布粘貼完畢后，表面噴涂防火涂料進(jìn)行防火處理。

3.3、材料性能指標(biāo)

3.3.1、碳纖維布的選材要求

根據(jù)施工圖紙要求，本工程采用每平方米不大于300g/m2的高強(qiáng)一級(jí)碳纖維布，抗拉強(qiáng)度不小于3400Mpa，彈性模量不小于2.4×105Mpa，伸長(zhǎng)率不小于1.7%。碳纖維布的強(qiáng)度等級(jí)劃分與性能指標(biāo)如下表所示。

性能項(xiàng)目 破壞狀態(tài) 一級(jí)性能要求

抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcfk ―― ≥3400 Mpa

伸長(zhǎng)率 ―― ≥1.7%

彎曲強(qiáng)度( Mpa) ―― ≥700 Mpa

層間剪切強(qiáng)度( Mpa) 層間剪切破壞 ≥45Mpa

仰貼條件下纖維復(fù)合材與混凝土的正拉粘結(jié)強(qiáng)度( Mpa) 混凝土內(nèi)聚破壞 ≥2.5Mpa，且為混凝土內(nèi)聚破壞

3.3.2膠粘劑的選材要求

粘貼碳纖維加固用膠粘劑采用與碳纖維性能相匹配的A級(jí)膠，其主要安全性能指標(biāo)應(yīng)符合下表要求。

用途 性能項(xiàng)目 性能要求 用途 性能項(xiàng)目 性能要求

浸漬粘接膠 膠體性能 抗拉強(qiáng)度（Mpa） ≥40 修補(bǔ)膠 抗拉強(qiáng)度（Mpa） ≥30

受拉彈性模量（Mpa） ≥2500 抗剪強(qiáng)度（Mpa） ≥40

伸長(zhǎng)率（%） ≥1.5 與混凝土的正拉粘接強(qiáng)度（Mpa） ≥2.5

抗彎強(qiáng)度（Mpa） ≥50

抗壓強(qiáng)度（Mpa） ≥70

粘接能力 鋼-鋼拉伸抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（Mpa） ≥14 底膠 鋼-鋼拉伸抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（Mpa） ≥14

鋼-鋼不均勻扯離強(qiáng)度（KN/m） ≥20 混合黏度（23℃）（Mpa.s） ≤6000

與混凝土的正拉粘接強(qiáng)度（Mpa） ≥2.5 與混凝土的正拉粘接強(qiáng)度（Mpa） ≥2.5

不揮發(fā)固體物含量（%） ≥99 不揮發(fā)固體物含量（%） ≥99

3.4、材料的運(yùn)輸、存貯與加工

3.4.1、碳纖維運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)避免碳纖維片材的彎折，并進(jìn)行防雨水、防曬等。

3.4.2、碳纖維為導(dǎo)電材料，存貯與加工時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離電器設(shè)備急電源，或采取可靠的防護(hù)措施。

3.4.3、碳纖維片材配套用膠粘劑的原材料應(yīng)密封儲(chǔ)存，保證不要與其他不明液體接觸，防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)致使膠粘劑失效。

3.4.4、碳纖維與膠粘劑的存貯應(yīng)遠(yuǎn)離火源，避免陽(yáng)光直接照射。

3.4.5、碳纖維布的加工下料時(shí)，應(yīng)按照設(shè)計(jì)寬幅與長(zhǎng)度進(jìn)行精確裁減；裁減過(guò)程中應(yīng)保證縱向纖維的完整性，嚴(yán)禁斜切碳纖維布，并防止出現(xiàn)拉絲現(xiàn)象。

3.5、質(zhì)量驗(yàn)收要點(diǎn)

3.5.1、本工程采用碳纖維布重量不大于300g/m2。進(jìn)場(chǎng)必須對(duì)碳纖維原材料產(chǎn)品出廠合格證、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告的性能指標(biāo)進(jìn)行檢查與檢驗(yàn)。

3.5.2、混凝土基面應(yīng)無(wú)疏松界質(zhì)，基面必須打磨，表面清理干凈，干燥無(wú)污物?；嬉笃秸⑦B續(xù)無(wú)凹陷，陰陽(yáng)拐角圓滑平順。

3.5.3、粘碳纖維所用膠體應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)要求配制，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件應(yīng)符合產(chǎn)品要求。

3.5.4、膠粘劑每次應(yīng)少量配制，用完后剩余膠粘劑以及超出膠體的可操作時(shí)間的膠粘劑，不允許再次使用。

3.5.5、碳纖維布纖維受力方向的搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于100mm。

3.5.6、為了保證碳纖維片材能可靠地與混凝土共同協(xié)調(diào)工作，可采取附加的錨固措施。

3.5.7、精細(xì)下料，禁止使用邊緣不齊，棱角內(nèi)凹外凸的碳纖維布條。

3.5.8、碳纖維粘貼的過(guò)程中，必須輥壓到位，保證纖維材料充分浸漬，有效粘貼。

3.5.9、由于結(jié)構(gòu)加固無(wú)正式驗(yàn)收規(guī)范，結(jié)構(gòu)加固的檢驗(yàn)與驗(yàn)收除應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求與《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2006的規(guī)定。

3.5.10、加強(qiáng)碳纖維粘貼的檢驗(yàn)與驗(yàn)收工作。碳纖維布與混凝土之間的粘結(jié)質(zhì)量用小錘敲擊或用手壓碳纖維布表面的方法來(lái)檢驗(yàn)，總有效面積不低于95%。當(dāng)碳纖維布的空鼓面積小于10000mm2時(shí)，可采取針管注膠的方式進(jìn)行補(bǔ)救。空鼓面積大于10000mm2時(shí)，宜將空鼓處的碳纖維片材切除，并重新搭接貼上等量的碳纖維片材，搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于100mm。

4、性能評(píng)價(jià)

4.1、材料性能評(píng)價(jià)

碳纖維的彈性模量與鋼材較為接近，極適合于鋼筋砼結(jié)構(gòu)的加固修復(fù)，同時(shí)，碳纖維的抗拉強(qiáng)度為普通鋼材的10倍，在達(dá)到相同加固效果的情況下，碳纖維的用量比鋼材少得多。

碳纖維重量?jī)H為200-300g/m2，約為3mm厚鋼板的1/100，幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重，不會(huì)引起結(jié)構(gòu)的連鎖補(bǔ)強(qiáng)。

4.2、經(jīng)濟(jì)性能評(píng)價(jià)

與傳統(tǒng)的加固技術(shù)相比，碳纖維加固砼技術(shù)具有良好的經(jīng)濟(jì)性能，雖然表面上看，碳纖維材料價(jià)格相對(duì)要高一些，但實(shí)際用于加固工程時(shí)，其綜合造價(jià)卻較低。碳纖維加固工程不需要大型施工機(jī)具和輔助機(jī)械，節(jié)省了臺(tái)班費(fèi)用；碳纖維屬于輕質(zhì)柔性材料，易于施工，降低了人工費(fèi)用；碳纖維具有良好的耐腐蝕性能，不需要定期維護(hù)，節(jié)省了維護(hù)費(fèi)用；當(dāng)碳纖維批量使用時(shí)，其材料價(jià)格也不斷下降。

4.3、適用范圍評(píng)價(jià)

從受力性能角度，碳纖維具有很高的拉伸強(qiáng)度和疲勞性能，主要適用于砼構(gòu)件受拉區(qū)域的加固。從材料特征角度，碳纖維為柔性卷材，根據(jù)施工需要可加工成U型或圓形，可用于結(jié)構(gòu)梁、柱等的抗壓和抗剪加固，防治及修補(bǔ)墻體中的溫度裂縫，提高磚砌體結(jié)構(gòu)的抗震能力。從實(shí)踐應(yīng)用角度，碳纖維加固砼技術(shù)由于避免了其它加固方法增大結(jié)構(gòu)尺寸、減少建筑使用空間、增加自重、施工周期長(zhǎng)、耐腐蝕性能差等缺點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于房建、橋梁、道路、地下結(jié)構(gòu)、高聳高層結(jié)構(gòu)、工業(yè)廠房等建筑結(jié)構(gòu)的加固。

5、結(jié)語(yǔ)

加固結(jié)構(gòu)作為二次組合結(jié)構(gòu)，是通過(guò)新舊兩部分整體工作，提高建筑的承載能力，與傳統(tǒng)的加大截面法、外包鋼板法、纏繞鋼絲法、預(yù)應(yīng)力法相比，碳纖維加固砼技術(shù)無(wú)須對(duì)砼結(jié)構(gòu)打孔穿洞，不會(huì)造成結(jié)構(gòu)加固損傷，不用擔(dān)心由于結(jié)構(gòu)新舊結(jié)合處應(yīng)力集中而減弱加固效果。與較為先進(jìn)的粘鋼板加固技術(shù)相比，碳纖維加固不需要輔助機(jī)具，施工簡(jiǎn)便，有效粘貼面積易于保證，施工功效較高。與玻璃纖維、尼龍纖維加固技術(shù)相比，由于碳纖維的模量、強(qiáng)度較高，柔韌性、耐腐蝕、抗老化性較好，使得碳纖維加固構(gòu)件的延性改善程度較高，適用范圍較廣，利用年限較長(zhǎng)。

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