某工程碳纤维加固施工方案

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一、工程概况：     1、建设单位：XXX     2、工程加固说明：     本工程采用UT70—30 东丽碳素纤维布，将抗拉强度极高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强片材（单向连续纤维片）；用环氧树脂粘结剂粘贴在要补强的结构上，形成一个新的复合体，使增强贴片与原有钢筋混凝土共同受力，增大结构的抗拉或抗剪能力，提高强度、刚度、抗裂性和结构的延性。     二、施工方案     1、胶粘剂的配置     1）将原材料按不同配合比称量准确，分别配置底涂胶料、整平胶料及粘结胶料。先将稀释剂加入聚合物主料内搅拌均匀，再将填料加入继续搅拌至均匀，最后加入固化剂，充分搅拌后即可使用。     2） 配置胶料时应注意以下事项：底涂胶料每次配置量以1－2公斤为宜；整平胶料每次配置量以0.5－1公斤为宜；粘结胶料每次配置量以1－2公斤为宜。     3）所有胶料要求于1小时内施工完毕。     2、基底处理     1）混凝土表面如出现剥落、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予剔除，对于较大面积的劣质层，在剔除后应用聚合物水泥砂浆进行修复。     2）裂缝部位，如有必要应先进行封闭处理。     3）用混凝土角磨机、砂轮（砂纸）等工具，去除混凝土表面的浮浆、油污等杂质，构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，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状（R310mm）。     4）用吹风机将混凝土表面清理干净并保持干燥。使用中国建科院研制生产EC高强度聚合物砂浆修补表面凹陷底部分。     3、涂底胶     1）按一定比例将主剂与固化剂先后置于容器中，用搅拌器搅拌均匀，根据现场实际气温决定用量，并严格控制使用时间。     2）用滚桶刷或毛刷将胶均匀涂抹于混凝土构件表面，厚度不超过0.4mm，并不得漏刷或有流淌、气泡，等胶固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2小时），再进行下一道工序。     4、用整平胶料找平     1）混凝土表面凹陷部位应用刮刀嵌刮整平胶料修补填平，模板接头等出现高度差的部位应用整平胶料填补，尽量减少高差。     2）转角的处理，应用整平胶料将其修补为光滑的圆弧，半径不小于10mm。     3）整平胶料须固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2小时），方可再进行下一道工序。     5、粘贴碳纤维布     1）按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布，除非特殊要求，碳纤维布长度应在3m以内。     2）配置、搅拌粘贴胶料，然后用滚筒刷均匀涂抹于所粘贴部位，在搭接、拐角部位适当多涂抹一些。     3）用特制光滑滚子在碳纤维布表面沿同一方向反复滚压至胶料渗出碳纤维布外表面，以去除气泡，使碳纤维布充分浸润胶料。     多层粘贴应重复以上步骤，待纤维表面指触感干燥为宜，方可进行下一层碳纤维布的粘贴。     4）在最外一层碳纤维布的外表面均匀涂抹一层粘贴胶料。     5）地面恢复：因原地面未配筋，所以用人工搅拌1:2水泥砂浆（掺5％107胶，为保持新旧砼接缝处结合好，掺用UEA膨胀剂）即可，地面面层用铁抹压光恢复。     6、质量保证措施：     1）对于砼工程，应振捣密实，面层平整，砂浆拌制严格按照设计配比，杜绝偷工减料现象发生。     2）碳纤维粘贴工程：碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm。粘贴碳纤维布应尽量避开障碍物，如遇无法清除的障碍物而需截断时，在截断部位要予以适当处理，具体措施应视不同情况而定。     3）碳纤维材料方面的可靠保证 碳纤维片具有极佳的力学性能，是与它自身的材质属性、成片加工工艺密不可分的。目前，国产碳纤维片与进口碳纤维片之间从质量、性能及生产工艺上，都存在着较大的差异，具体表现为：     （1）材料的匀质性：碳纤维束只有分布排列均匀，加工成片后才能起到整体均匀受力的作用；若才只得匀质性不好，则构件受力后导致纤维片局部受力不均，使碳纤维补强的效果不能充分发挥出来。因此，材料的匀质性问题，是目前国产碳纤维片提高质量所待解决的关键性问题。     （2）碳纤维片中预浸树脂的含量：我们用于结构补强的碳纤维片是含有预浸树脂的。其作用是使纤维之间相互约束、相互粘结成为共同受力的整体，但其含量过多、浸渍过厚，却无益于修复、补强。因为碳纤维补强混凝土结构是靠上涂及下涂环氧树脂对碳纤维片的反复渗透来完成的。如果纤维片中预浸树脂的含量过多，则粘贴碳纤维片时树脂的渗透效果就比较差，直接影响施工质量。目前国产材料在控制低预浸树脂含量方面与国外产品相比仍有较大差距。     （3）碳纤维的段丝率：由于纤维丝很细，只有7μm，极易出现段丝。因此，尽可能地减少纤维丝的断裂，确保纤维片的连续性与整体性，是确保最终补强效果的一个重要参数。这也是国产材料需要解决的一个大问题。国产原丝的杂质多，是导致碳纤维强度不高的主要原因之一（间下表）。     国内外碳纤维中金属杂质含量比较        （引自[高科技纤维与应用]杂志2001年第2期） （单位：10^－6） 生产厂      Na       K        Ca       Mg      Fe                   小  计 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          国内甲厂    14       26       24       11      53     128 国内乙厂    95       22      105       17     101     340 （注：T300为文献值，其它为实测值）     为确保碳纤维片修复补强混凝土结构的质量，本公司使用的碳纤维片是性能质量优异的日本东丽公司的产品。     7、安全施工及场容：     1）裁剪及使用碳纤维布时应尽量远离电源，尤其是高压电线及输电线路。     2）碳纤维布的配套用胶要远离火源，避免阳光直接照射。     3）现场施工人员应穿工作服，同时还须佩戴口罩和手套，施工人员严禁在现场吸烟。     4）配置及使用胶的场所必须保持良好的通风。     5）施工所用砂、石子、水泥等材料堆码整齐，施工完毕后，将施工所产生的垃圾及时清运出现场，作到工完场清。     8、工程验收：     1）工程验收时必须有碳纤维及其配套胶料厂家所提供的材料检验证明。
     2）每一道工序结束后均应按工艺要求进行检验，作好相关的验收记、施工结束后的现场验收以评定碳纤维布与混凝土之间的粘结质量为主，用小锤等工具轻轻敲击碳纤维布表面，以回声来判断粘结效果，如出录，如出现质量问题，应立即返工。     3）出现空鼓等粘贴不密实现象，应采取针管注胶的方法进行补救。若粘结面积小于90％，则判定为粘结无效，需重新施工。