在結構加固工程中,可以采用的加固方法有很多,既有傳統(tǒng)的加固方法,也有新型的加固方法,而粘鋼加固和碳纖維加固就是代表性的2種加固方法。粘鋼加固和粘貼碳纖維加固具有相似的加固原理,它們作為加固技術具有較多的優(yōu)勢,而且適用性都很強。那么碳布和粘鋼板加固可以互換嗎?
碳布與粘鋼加固的相似之處,從適用范圍上,碳布與粘鋼同樣可用于受彎構件、大偏心受壓構件與受拉構件,例如在梁底粘貼碳布或者鋼板,均可提高結構承載力,達到加固補強的目的;從原理上來看,碳布與粘鋼都是利用結構膠將碳布或鋼板粘貼至混凝土基材上,令加固材料與基材形成整體共同受力;從施工流程看,兩種方法都受結構膠影響較大,加固前均需要卸載,未進行卸載或卸載不徹底都會產(chǎn)生二次受力,造成加固材料受力滯后。
碳纖維布與鋼板在結構加固中起到的作用,可以等同為增加鋼筋混凝土結構中的配筋率。因此在一定程度上,碳纖維布加固與粘鋼加固可以相互替換。碳布與粘鋼加固既有相似之處,又有不同之處,它們都有各自的優(yōu)勢。
對于粘貼碳纖維布來說,常用的碳纖維布自重僅有200g/㎡和300g㎡兩種類型,其設計厚度也是較為輕薄,一層200g/㎡碳纖維布厚度僅為0.111mm,施工速度約為粘鋼加固的2~3倍。碳纖維加固靈活多樣,不會導致建筑物內(nèi)其他構件的連鎖加固,經(jīng)濟效益高。加固過程中不會改變結構外觀,對原結構損傷較小,結構自重增加較小。施工現(xiàn)場濕作業(yè)工作量少,施工便捷堅固耐用。
粘鋼板加固由于鋼板的物理力學性能為各向同性,在進行受力的時候能夠均勻受力,但是其施工時需要的夾具和施工器械,施工工序膠碳纖維布加固較為繁瑣復雜。對于采用粘鋼加固來說,所粘貼鋼板的寬度不宜大于100mm,當采用手工涂膠粘貼鋼板,鋼板厚度不應大于5mm。采用壓力注膠粘貼鋼板,其厚度不應大于10mm,且需要按照外粘型鋼加固法的焊接節(jié)點構造進行設計。對于普通小荷載結構或者構件,經(jīng)計算其補強所需面積小,粘貼碳纖維布1~2層即可滿足要求時,要先考慮采用粘鋼板加固加固法來進行處理。
在加固工程中,可以采用的加固方法有很多,而且適用性都很強。對于加固方法的選擇,要根據(jù)加固工程的實際情況來決定,任何加固方法都有自己的局限性。所以施工單位需要掌握每種加固工法的優(yōu)勢,將每種加固工法的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來,這樣可以更加高效地完成加固工程。

在之前的文章中,我們多次談到粘鋼加固與粘貼碳纖維布加固都可以提高原有建筑結構的承載力,但這兩種方法對建筑承載力的提升效果如何,我們就不得而知。通過查閱整理相關的技術資料,將粘鋼加固與碳纖維布加固與大家進行分享,希望對大家會有所幫助。
粘鋼和粘貼碳纖維布加固法其加固原理基本相同,都是通過結構膠粘劑將薄鋼板和碳纖維材料粘貼在原構件表面,使之成為一個整體共同受力提高原有構件的承載力。
從施工方面來說,粘鋼或粘貼碳纖維布的厚度不宜太厚。對于粘鋼來說,其粘貼鋼板的加固量對受拉區(qū)和受壓區(qū),分別不應超過3層和4層,并且要保證鋼板的總厚度不應超過10mm;粘貼碳纖維布的加固量對于預成型板來說,不應超過2層,對濕法鋪層的織物不宜超過4層。超過4層時,則應考慮采用碳纖維板進行加固,并采取可靠的加強錨固措施,確保結構安全。
鋼筋混凝土結構構件采用粘鋼或粘貼碳纖維布加固時,其正截面的受彎承載能力提高幅度,不應超過40%,并應驗算其受剪承載力,避免因受彎承載力提高后而導致構件受剪破壞先于受彎破壞;其目的是為了控制加固后構件的裂縫寬度和變形,也是為了強調(diào)“強剪弱彎”設計原則的重要性。
由此看來,粘鋼和粘碳纖維布加固方法并不能無限提高建筑物的承載力,在對建筑物進行加固處理時,我們必須按照混凝土結構加固原則對建筑物進行結構鑒定并依據(jù)鑒定結果選擇合理的加固方案,確保結構安全。

碳纖維材料的加固優(yōu)勢介紹
現(xiàn)在很多加固工程在選擇施工材料時多會選擇碳纖維材料,碳纖維材料和其他多種加固材料有著明顯的不同,相比較而言,碳纖維材料更具有加固優(yōu)勢,存在經(jīng)濟性高、適用面廣、操作步驟簡單等多種優(yōu)勢,基本各類加固工程的施工環(huán)節(jié)都會優(yōu)先選擇并使用該類加固材料,碳纖維加固材料具體有哪些加固優(yōu)勢表現(xiàn)呢?接下來的時間,小編就站在專業(yè)的角度,來為大家詳細解答。
一、施工便利性強,易于掌握施工要點
碳纖維材料主要有兩種,其一是碳纖維板,其二是碳纖維布,目前,在加固工程中,兩種類型的碳纖維材料都比較常用,在施工環(huán)節(jié),使用碳纖維材料易于掌握施工要點,施工操作簡單,施工的便利性強,即使是毫無施工經(jīng)驗的新手施工也能保證加固效果。
二、施工可行性高,不受到周邊環(huán)境的干擾
并不是所有的加固材料適用性均較強的,有些加固材料在某些特定的加固工程并不適用,一旦隨意使用,將會直接影響到加固質量,也會對周邊環(huán)境造成嚴重的影響。碳纖維材料卻不存在這些問題,和其他的加固材料相比,碳纖維材料的優(yōu)勢表現(xiàn)還是十分明顯的,施工可行性相對較高,施工結束后也不會對周邊環(huán)境造成干擾影響,是優(yōu)質的,且客戶較為認可并會時間選擇的加固材料。
三、市場價格較低,降低施工材料成本
和鋼板等加固材料相比,碳纖維材料的市場銷售價格相對較低,使用碳纖維材料加固建筑物,即使需要使用的總量較多,也能有效降低施工成本。
四、實用性較強,加固壽命相對較長
對于客戶來說,當加固工作結束之后,他們不僅會關注加固質量,也會重點關注加固壽命,使用鋼板以及混凝土等施工材料加固建筑物,加固壽命都是十分有限的,然而,碳纖維材料的使用壽命卻高達50年以上,這也是碳纖維材料和眾多加固材料相比較后,所存在的一大優(yōu)勢,對于住宅類使用年限較長的建筑物,在加固時,如果施工現(xiàn)場允許,碳纖維材料可以作為的加固材料。
五、操作步驟簡單,沒有施工難點
對于施工單位來說,雖然他們有著資深的施工經(jīng)驗,不過,不同類別的加固材料所存在的施工難點不同,故而,施工單位在加固施工時所需要掌握的施工要點以及需要注意的施工細則方面都是不同的,碳纖維材料施工時操作步驟簡單,施工難度較低,易于掌握加固施工的整體步驟,有效保證加固質量。
以上幾點就是小編為大家整理的關于碳纖維材料的加固優(yōu)勢所在,其實,碳纖維材料近幾年的應用頻率較高,對于客戶而言,碳纖維材料具有較多的選擇優(yōu)勢,也是值得選購的優(yōu)質加固材料。

碳纖維布加固修復混凝土裂縫
1、引言
碳纖維材料用于混凝土裂縫加固修補的研究始于80年代美、日等發(fā)達國家。目前,隨著我國經(jīng)濟建設的逐步增長,已竣工的工程和在建工程,特別是公建工程隨房屋功能的需要的不同而改變,難以滿足當前規(guī)范使用的需求,結構需進行維修、加固,目前常用的加固方法有很多,如:加大截面法、外包鋼法、粘鋼加固法和碳纖維加固法。前3種的加固方法施工周期長、占地大、功效小。碳纖維布加固是目前設計單位加固設計中常用的一項,它具有強度高、施工速度快、功效高的特點。碳纖維布的抗拉強度能達到3400mpa以上,受力彈性模量在240000mpa以上,延伸率能達到2%,單位面積質量≦300g/㎡。
2、碳纖維布加固混凝土結構的技術特點
碳纖維布加固法是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材料;用環(huán)氧樹脂粘結劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補強的結構上,形成一個新的復合體,使增強粘貼材料與原有鋼筋混凝同受力增大結構的抗裂或抗剪能力,提高結構的強度、剛度、抗裂性和延伸性,達到結構補強和改善結構受力的目的。與加大截面法、外包鋼法、粘鋼加固法相比碳纖維布加固具有明顯的優(yōu)勢:具有節(jié)省空間,施工簡便,不需要現(xiàn)場固定設施,施工質量易保證,基本不增加結構尺寸及自重,耐腐蝕、耐久性能好等特點。另外,采用該工法,可大大提高建筑物的使用壽命,降低加固成本。因此,悍馬碳素纖維作為新型的補強材料,而備受青睞和關注。
(1)抗拉強度高,是同等截面鋼材的7-10倍,能達到提高結構的承載力,改善結構的受力性,達到加固目的。
(2)自身重量輕薄,密度只有普通鋼材的1/4,經(jīng)加固后的原構件基本不會增大自身重量和尺寸。
(3)耐腐濁、耐久性好,可阻抗化學腐濁和惡劣環(huán)境、氣候變化。經(jīng)研究實踐表明在外面的碳纖維布的壽命在30年左右。而表面涂抹水泥砂漿保護層或其他保護材料的碳纖維布壽命在50年左右。
(4)施工方便簡便、施工速度快、基本不占用場地、省時省力施工質量易保證。
(5)適用范圍廣,混凝土構件、鋼結構、木結構均可以加固。特別是對其他加固方法無法進行結構加固的結構碳纖維加固法都可以進行加固施工。像隧道、煙囪、受鹽腐的混凝土、橋梁等??纱蠓忍岣邩嫾某休d力、抗震性能和耐久性能。
3、碳纖維布加固工程實例
3.1概述
廣場6#樓位于該縣老汽車站。一至七層為購物中心,建筑面積43760㎡,集購物、休閑、娛樂為一體。在工程施工至4層結構時由于業(yè)主招商引入某影業(yè)有限公司在a區(qū)6、7層增設電影院。由于影院功能需求影廳高度要達到9米以上,因此影廳內(nèi)7層樓面取消,經(jīng)設計院對a區(qū)重新設計驗算對4層以下及地下室柱、進行加固處理。
3.2加固方案
設計院提出2套加固方案
1、外包鋼加固法:梁部位加固在梁底粘貼6mm厚鋼板,柱加固在柱四角包8mm×l80 mm角鋼4mm×50厚綴板@250焊接灌漿。優(yōu)點:加固材料可控性好,定期保養(yǎng)、油漆是鋼板長期不銹。缺點施工難度大,周期長,增加構件自重,鋼板與混凝土結構不易粘結。
2、碳纖維布加固法:選用碳纖維布的抗拉強度達到3400mpa以上,受力彈性模量在240000mpa以上,延伸率能達到2%,單位面積質量≦300g/㎡。優(yōu)點:施工容易,重量輕、體積小,速度快,碳纖維布與混凝土結構易結合,壽命能達到30~50年。
考慮到時間就是效益,選用碳纖維布加固法進行加固處理,使工程能提前完工,商場提前開業(yè)為業(yè)主提前創(chuàng)造效益。
3.3施工工藝流程
施工準備→混凝土表面處理→找平材料配置→構件表面殘缺修補→底膠配置→涂刷底膠→浸漬樹脂膠配置→粘貼碳纖維布→表面養(yǎng)護。
3.4施工工藝要點
3.4.1、表面處理
1)、混凝土表面如出現(xiàn)剝落、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應予剔除,對于較大面積的劣質層,在剔除后應用聚合物水泥砂漿進行修復。
2)、裂縫部位,如有必要應先進行封閉處理。
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,構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,轉角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀(r3 10mm)。
4)、用吹風機將混凝土表面清理干凈并保持干燥。使用高強度聚合物砂漿修補表面凹陷底部分。
3.4.2、構件表面殘缺系修補
1)、混凝土表面凹陷部位應用刮刀嵌刮整平膠料修補填平,模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應用整平膠料填補,盡量減少高差。
2)、轉角的處理,應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。
3.4.3、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,在規(guī)定時間內(nèi)用完。
2)、用滾桶刷或毛刷將膠均勻涂抹于混凝土構件表面,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。
3.4.4、碳纖維布粘貼
1)、粘貼碳纖維布的氣溫應在10℃以上,按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布,除非特殊要求,碳纖維布長度應在3m以內(nèi)。
2)、按悍馬廠家提供的施工工藝規(guī)定配置浸漬膠,比重稱量正確裝入容器充分攪拌均勻,一次調(diào)和量應在規(guī)定時間內(nèi)用完。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。當需要搭接粘貼時,搭接長度應大于10cm。多層粘貼應重復以上步驟,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)、在外一層碳纖維布的外表面均勻涂抹一層粘貼膠料。
3.4.5、養(yǎng)護
粘貼碳纖維布后,自然養(yǎng)護1-2小時達到初期固化,應保證固化期不受外界干擾和碰撞。碳纖維布粘貼后達到設計值自然養(yǎng)護應在14天左右。
4、加固效果
碳纖維布粘貼完成達到齡期后,請專業(yè)檢測部門對其與混凝土結合強度做了破壞性拉拔試驗,試驗結果拉拔強度超過設計要求,碳纖維布牢固的與混凝土粘結在一起,達到了設計要求。
5、結論
碳纖維布具有輕、薄、高強度、抗腐濁、耐老化等優(yōu)點。很好的與混凝土結構形成一個共同體,使混凝土結構補強的抗拉強度達到一定的目的。
碳纖維布加固法與粘鋼加固法比較費用差不多,但悍馬碳纖維布加固施工方法簡單、速度快捷、功效高、施工場地占用少、工期短,在工期上具有明顯的優(yōu)勢。
碳纖維布加固法效果好,強度高、適用范圍廣、施工質量容易保證、耐腐濁及耐久性好不受環(huán)境條件的影響,采用悍馬碳纖維布加固后基本不增加結構自身的尺寸和重量,能適應各種其它加固無法施工的結構,碳纖維加固在越來越多的領域廣泛應用。
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