某工程碳纖維加固施工方案

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一、工程概況：     1、建設(shè)單位：XXX     2、工程加固說明：     本工程采用UT70—30 東麗碳素纖維布，將抗拉強度極高的碳纖維用環(huán)氧樹脂預浸成為復合增強片材（單向連續(xù)纖維片）；用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑粘貼在要補強的結(jié)構(gòu)上，形成一個新的復合體，使增強貼片與原有鋼筋混凝土共同受力，增大結(jié)構(gòu)的抗拉或抗剪能力，提高強度、剛度、抗裂性和結(jié)構(gòu)的延性。     二、施工方案     1、膠粘劑的配置     1）將原材料按不同配合比稱量準確，分別配置底涂膠料、整平膠料及粘結(jié)膠料。先將稀釋劑加入聚合物主料內(nèi)攪拌均勻，再將填料加入繼續(xù)攪拌至均勻，最后加入固化劑，充分攪拌后即可使用。     2） 配置膠料時應(yīng)注意以下事項：底涂膠料每次配置量以1－2公斤為宜；整平膠料每次配置量以0.5－1公斤為宜；粘結(jié)膠料每次配置量以1－2公斤為宜。     3）所有膠料要求于1小時內(nèi)施工完畢。     2、基底處理     1）混凝土表面如出現(xiàn)剝落、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應(yīng)予剔除，對于較大面積的劣質(zhì)層，在剔除后應(yīng)用聚合物水泥砂漿進行修復。     2）裂縫部位，如有必要應(yīng)先進行封閉處理。     3）用混凝土角磨機、砂輪（砂紙）等工具，去除混凝土表面的浮漿、油污等雜質(zhì)，構(gòu)件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸出部位要磨平，轉(zhuǎn)角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀（R310mm）。     4）用吹風機將混凝土表面清理干凈并保持干燥。使用中國建科院研制生產(chǎn)EC高強度聚合物砂漿修補表面凹陷底部分。     3、涂底膠     1）按一定比例將主劑與固化劑先后置于容器中，用攪拌器攪拌均勻，根據(jù)現(xiàn)場實際氣溫決定用量，并嚴格控制使用時間。     2）用滾桶刷或毛刷將膠均勻涂抹于混凝土構(gòu)件表面，厚度不超過0.4mm，并不得漏刷或有流淌、氣泡，等膠固化后（固化時間視現(xiàn)場氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不小于2小時），再進行下一道工序。     4、用整平膠料找平     1）混凝土表面凹陷部位應(yīng)用刮刀嵌刮整平膠料修補填平，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)用整平膠料填補，盡量減少高差。     2）轉(zhuǎn)角的處理，應(yīng)用整平膠料將其修補為光滑的圓弧，半徑不小于10mm。     3）整平膠料須固化后（固化時間視現(xiàn)場氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不小于2小時），方可再進行下一道工序。     5、粘貼碳纖維布     1）按設(shè)計要求的尺寸裁剪碳纖維布，除非特殊要求，碳纖維布長度應(yīng)在3m以內(nèi)。     2）配置、攪拌粘貼膠料，然后用滾筒刷均勻涂抹于所粘貼部位，在搭接、拐角部位適當多涂抹一些。     3）用特制光滑滾子在碳纖維布表面沿同一方向反復滾壓至膠料滲出碳纖維布外表面，以去除氣泡，使碳纖維布充分浸潤膠料。     多層粘貼應(yīng)重復以上步驟，待纖維表面指觸感干燥為宜，方可進行下一層碳纖維布的粘貼。     4）在最外一層碳纖維布的外表面均勻涂抹一層粘貼膠料。     5）地面恢復：因原地面未配筋，所以用人工攪拌1:2水泥砂漿（摻5％107膠，為保持新舊砼接縫處結(jié)合好，摻用UEA膨脹劑）即可，地面面層用鐵抹壓光恢復。     6、質(zhì)量保證措施：     1）對于砼工程，應(yīng)振搗密實，面層平整，砂漿拌制嚴格按照設(shè)計配比，杜絕偷工減料現(xiàn)象發(fā)生。     2）碳纖維粘貼工程：碳纖維布沿纖維方向的搭接長度不得小于100mm。粘貼碳纖維布應(yīng)盡量避開障礙物，如遇無法清除的障礙物而需截斷時，在截斷部位要予以適當處理，具體措施應(yīng)視不同情況而定。     3）碳纖維材料方面的可靠保證 碳纖維片具有極佳的力學性能，是與它自身的材質(zhì)屬性、成片加工工藝密不可分的。目前，國產(chǎn)碳纖維片與進口碳纖維片之間從質(zhì)量、性能及生產(chǎn)工藝上，都存在著較大的差異，具體表現(xiàn)為：     （1）材料的勻質(zhì)性：碳纖維束只有分布排列均勻，加工成片后才能起到整體均勻受力的作用；若才只得勻質(zhì)性不好，則構(gòu)件受力后導致纖維片局部受力不均，使碳纖維補強的效果不能充分發(fā)揮出來。因此，材料的勻質(zhì)性問題，是目前國產(chǎn)碳纖維片提高質(zhì)量所待解決的關(guān)鍵性問題。     （2）碳纖維片中預浸樹脂的含量：我們用于結(jié)構(gòu)補強的碳纖維片是含有預浸樹脂的。其作用是使纖維之間相互約束、相互粘結(jié)成為共同受力的整體，但其含量過多、浸漬過厚，卻無益于修復、補強。因為碳纖維補強混凝土結(jié)構(gòu)是靠上涂及下涂環(huán)氧樹脂對碳纖維片的反復滲透來完成的。如果纖維片中預浸樹脂的含量過多，則粘貼碳纖維片時樹脂的滲透效果就比較差，直接影響施工質(zhì)量。目前國產(chǎn)材料在控制低預浸樹脂含量方面與國外產(chǎn)品相比仍有較大差距。     （3）碳纖維的段絲率：由于纖維絲很細，只有7μm，極易出現(xiàn)段絲。因此，盡可能地減少纖維絲的斷裂，確保纖維片的連續(xù)性與整體性，是確保最終補強效果的一個重要參數(shù)。這也是國產(chǎn)材料需要解決的一個大問題。國產(chǎn)原絲的雜質(zhì)多，是導致碳纖維強度不高的主要原因之一（間下表）。     國內(nèi)外碳纖維中金屬雜質(zhì)含量比較        （引自[高科技纖維與應(yīng)用]雜志2001年第2期） （單位：10^－6） 生產(chǎn)廠      Na       K        Ca       Mg      Fe                   小  計 日本T300   10-15    1-15      10       2      1-5    24-27 日本T700    7.4     1.0       24.6    3.8     23.5   60.3 日本T800    10.1    3.5      18.5     3.4            35.5          國內(nèi)甲廠    14       26       24       11      53     128 國內(nèi)乙廠    95       22      105       17     101     340 （注：T300為文獻值，其它為實測值）     為確保碳纖維片修復補強混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，本公司使用的碳纖維片是性能質(zhì)量優(yōu)異的日本東麗公司的產(chǎn)品。     7、安全施工及場容：     1）裁剪及使用碳纖維布時應(yīng)盡量遠離電源，尤其是高壓電線及輸電線路。     2）碳纖維布的配套用膠要遠離火源，避免陽光直接照射。     3）現(xiàn)場施工人員應(yīng)穿工作服，同時還須佩戴口罩和手套，施工人員嚴禁在現(xiàn)場吸煙。     4）配置及使用膠的場所必須保持良好的通風。     5）施工所用砂、石子、水泥等材料堆碼整齊，施工完畢后，將施工所產(chǎn)生的垃圾及時清運出現(xiàn)場，作到工完場清。     8、工程驗收：     1）工程驗收時必須有碳纖維及其配套膠料廠家所提供的材料檢驗證明。
     2）每一道工序結(jié)束后均應(yīng)按工藝要求進行檢驗，作好相關(guān)的驗收記、施工結(jié)束后的現(xiàn)場驗收以評定碳纖維布與混凝土之間的粘結(jié)質(zhì)量為主，用小錘等工具輕輕敲擊碳纖維布表面，以回聲來判斷粘結(jié)效果，如出錄，如出現(xiàn)質(zhì)量問題，應(yīng)立即返工。     3）出現(xiàn)空鼓等粘貼不密實現(xiàn)象，應(yīng)采取針管注膠的方法進行補救。若粘結(jié)面積小于90％，則判定為粘結(jié)無效，需重新施工。