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碳纖維加固技術中心

1,工程概述

　　某市醫院外科住院大樓工程為十一層鋼筋砼框架結構,砼設計強度地下室至六層為C40,六層以上為C30。

　　一至三層砼施工完畢后,由于種種原因,砼標準養護的試塊28天強度未達到設計要求,經檢測單位回彈,取芯檢測仍未達到設計要求,回彈結果詳見下表。

　　某市醫院外科住院大樓工程回彈結果表

　　

　　

　　設計人員根據回彈結果對結構局部框架梁,柱驗算表明,結構不能滿足設計要求,必須加固處理。

　　2,加固方案的選擇和加固計算

　　2.1加固方案的選擇

　　項目經理部組織設計等多家相關單位對多種加固方案進行分析比較,鑒于碳纖維布加固具有強度高（強度約為普通鋼材的10倍）,耐腐蝕性及耐久性好,自重輕（約300g/m2）,易于裁剪,適用范圍廣,施工簡便（不需大型施工機械及周轉材料）,施工工期短等優點,最終確定采用碳纖維布加固。

　　2.2加固計算

　　2.2.1碳纖維布加固砼梁抗彎驗算

　　碳纖維布加固砼梁抗彎驗算

　　

　　

　　2.2.2碳纖維布加固砼梁上端支座抗剪驗算

　　碳纖維布加固砼梁上端支座抗剪驗算

　　

　　

　　2.3加固設計圖紙

　　2.3.1梁柱加固平面布置圖（見附圖一）。

　　2.3.2梁柱加固詳圖（見附圖二）。

　　3,碳纖維布加固材料技術指標

　　所有材料的選用均參照《混凝土結構加固設計規范》GB50367－2006的技術要求。

　　3.1碳纖維布

　　選用上海怡昌碳纖維材料有限公司生產的同固牌碳纖維布及碳纖維布粘貼專用膠。碳纖維布規格：200g/m2,幅寬10～60cm,厚度0.167mm,碳纖維布的主要技術指標如下：

　　彈性模量≥2.4×105MPa

　　抗拉強度≥3400MPa

　　延伸率≥1.77%

　　3.2粘貼用膠（底膠,修補膠,面膠）技術指標粘貼用膠主要技術指標如下：

　　3.2.1底膠

　　拉伸剪切強度≥14 MPa

　　正拉粘結強度≥2.5MPa

　　3.2.2修補膠

　　抗拉強度≥30MPa

　　抗彎強度≥40MPa

　　正拉粘結強度≥2.5MPa

　　3.2.3面膠

　　抗拉強度≥40MPa

　　拉伸剪切強度≥14 MPa

　　受控彈性模量≥2500 MPa

　　彎曲強度≥40MPa

　　正拉粘結強度≥2.5MPa

　　延伸率≥1.5%

　　4,施工工藝

　　4.1施工工藝流程如下：

　　

　　

　　4.2碳纖維布粘貼的構造要求

　　4.2.1采用粘貼碳纖維織物加固工藝的砼承重結構構件其砼強度等級不應低于C15。

　　4.2.2砼構件粘貼部位的含水率不應大于4%,環境溫度不應小于5℃,否則應采取一定的處理措施。

　　4.2.3砼粘貼表面需進行打磨處理,應達到平整度5mm/m,構件轉角粘貼處要打磨成圓弧狀,圓弧半徑應不小于20mm。

　　4.2.4碳纖維布粘貼采用連續法施工工藝,允許搭接,搭接長度不小于10cm,碳纖維布在加固區段外的錨固長度規定如下：

　　對受拉區,不應小于200d,且不應少于600mm；對受壓區,不應小于180d,且不應少于480mm。（d為高強度復合纖維增強布的厚度）。

　　4.3施工準備

　　4.3.1量測記錄梁的實際尺寸,砼表面的凹凸或破損狀況,表面龜裂狀況,現構件上的附屬物情況,周圍有無水,粉塵,外來物之污染。同時對影響梁加固的障礙物進行清除,確保梁底有30cm以上作業空間。

　　4.3.2粘貼定位

　　根據圖紙內容在需加固的砼梁,柱表面定位,保證粘貼的準確性。

　　4.4砼表面機械打磨

　　4.4.1根據定位打磨梁底,梁面,柱周圍待粘貼砼表面,用角向手提砂輪機安裝金剛石磨片打磨,使碳纖維布能平滑地貼附于梁,柱表面,以避免碳纖維布折角處造成應力集中。

　　4.4.2待底面打磨平整后,將待粘貼面清理干凈。

　　4.5基面處理

　　用麻布將待貼布砼表面揩凈,并充分干燥。

　　4.6涂刷底膠

　　4.6.1按膠水配比甲：乙＝３：1（重量比）,配制攪拌均勻。

　　4.6.2用涂料輥筒將纖維膠均勻涂刷在砼表面。

　　4.7批補修補

　　4.7.1手摸不粘手時,即可涂刷修補（約2小時）。

　　4.7.2按修補膠配比甲：乙＝３：1（重量比）,最取各組分配制粘貼用膠,攪拌均勻。

　　4.7.3對于特別不平處在加固前用批刀將修補材料滿批在砼表面,手摸無高低不平為止,填補時需將小槽處碎砼及浮屑清除掉并用麻布擦拭干凈。

　　4.8涂刷面膠

　　4.8.1手摸不粘手即可涂刷面膠（約2小時）。

　　4.8.2按面膠配比甲：乙＝３：1（重量比）,量取配制,并攪拌均勻。

　　4.8.3用涂料輥筒將面膠均勻涂刷在處理好的砼表面上,抹成厚為1mm左右的纖維粘結劑,且應為中間厚邊緣薄。

　　4.9按設計圖紙要求裁剪碳纖維布

　　4.9.1砼表面處理完后,先根據位置放樣剪切碳纖維布。

　　4.9.2剪切時沿碳纖維布軸向裁剪,并卷好。

　　4.10粘貼碳纖維布

　　4.10.1將裁剪成料的碳纖維布粘貼在面膠上,并應拉緊,壓實,趕平,不能留有氣泡和皺褶,邊放布邊用專用輥筒沿碳纖維布方向壓布輥實,來回滾壓,擠出氣泡使樹脂充分漫漬碳纖維布,直到面膠浸透布并滲到布外層為止,等待固化。

　　4.10.2施工過程中必須使得每束纖維布不打折,均處于拉緊狀態。每層粘貼質量自檢合格后,方可再貼下一層碳纖維布,同時重復以上步驟。

　　4.10.3粘貼完后,再在表面用毛輥筒涂刷一層碳纖維粘結劑,自然固化。最后檢查粘貼是否密實。

　　4.11表面處理

　　確保粘貼密實后,在外表層均勻灑上一層細砂,以利今后粉刷。如無粉刷則此工序可省略。

　　5,質量檢驗及驗收標準

　　5.1纖維產品應按設計圖紙要求選用,技術指標必須符合有關規定,所用纖維產品應有產品質保書及復檢報告。

　　5.2粘結膠料應按設計要求選用,符合基本性能要求,所用膠料產品應有質保書及復檢報告。

　　5.3施工質量檢驗及驗收標準

　　

　　

　　5.4檢測報告

　　

　　

　　6,結論

　　通過對某市醫院外科住院大樓工程的炭纖維布的施工實踐,碳纖維布加固鋼筋混凝土結構技術具有裁剪簡便,施工方便,工期短,質量可靠等優點。工程自2012年11月12日加固完畢后至盡,使用良好。

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