碳纤维布加固框架梁的原理与施工技术 winda

碳纤维布加固框架梁的原理与施工技术探讨摘要：碳纤维材料加固混凝土结构是一种新型结构加固方法。某110kV变电所户内电容器爆炸引起火灾，导致电容器室框架梁受到一定程度的损伤，危及结构安全，影响设备的安全运行，经分析比较多种加固方案，最终采用粘贴碳纤维布对该框架梁进行加固。关键词：碳纤维布加固1、碳纤维加固结构构件技术简介

碳纤维复合材料(CarbonFiberReinforcedPlastic)加固修复混凝土结构技术是近年来兴起的一项新型加固技术，该项技术是将碳素纤维这种高性能纤维应用于土木工程，利用树指类材料把碳纤维粘贴于结构或构件表面，形成复合材料体（CFRP），通过其与结构或构件的协同工作，达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的。2、碳纤维加固结构构件技术原理

碳纤维材料具有高强度、高弹性模量、重量轻及耐腐蚀性好等特点，其抗拉强度是普通钢筋的十倍左右，弹性模量略高于普通钢筋的弹性模量。加固修复混凝土结构所用碳纤维材料主要为二种：碳纤维材料与配套树脂。其中碳纤维的抗拉强度为建筑钢材的十倍，而弹性模量与钢材相当，某些种类(如高弹性)碳纤维的弹性模量甚至在钢材的两倍以上，且施工性能与耐久性良好，是一种很好的加固修复材料；配套树指则包括底层树脂、找平树脂及粘结树脂，前两者的作用是为了提高碳纤维的粘结质量，而后者的作用则是使碳纤维与混凝土能够形成一个复合性整体，并且共同工作，提高结构构件的抗弯、抗剪承载能力，达到对结构构件进行加固、补强的目的。3、加固工程概况某110kV变电所建于2000年，因电容器室爆炸燃烧，第二榀框架梁遭到破坏，保护层混凝土开裂、酥松、剥落，下弦钢筋变形较严重，钢筋受力截面削弱，危及结构安全，影响电力的安全生产。经基建部门、设计部门、加固公司等单位专家一起进行分析比较，选择粘贴碳纤维布进行加固，防止大梁的过度变形，延长梁的使用寿命。4、碳纤维布加固框架梁设计4．1碳纤维布加固的前提

首先，利用回弹法对框架梁混凝土进行检测，以供加固参考。经检测，混凝土的实际强度为C30。根据设计图纸，及现场混凝土、钢筋的受损情况，考虑提高框架梁的抗拉强度等级，为此，将610mm宽的碳纤维布裁成两半，分两层粘贴在框架梁的底面及两侧，加固后，增加了原受拉钢筋面积，弥补了由于原钢筋变形而造成的截面削减，构件的承载力得到加强，而且，总体配筋率ρmin≤ρ≤ρmax，可以满足使用要求。4．2碳纤维布的设计

在受弯加固时，应使碳纤维片材的纤维方向与受拉区的拉应力方向一致。因梁底宽度为350mm，而碳纤维布的宽度为610mm，兼顾加固时碳纤维布的幅宽效应及框架梁下的受拉范围，考虑将碳纤维布裁为两半，一层为300mm宽，一层为310mm宽，分两层粘贴在梁的下侧；再粘贴100mm宽的碳纤维布“U”形箍；框架梁两侧面上边缘各粘贴四根100mm宽的碳纤维布条固定碳纤维布“U”形箍。限碳纤维布的主挺要力学指标摘

域抗拉强享（友Mp递a诞）节弹性模诸（杂Mp专a叉）勉延伸率赔（则%欺）生技术规程指标狗≥刃3000乌≥差2.1×10渠5培≥皱1.44．3配套树脂粘结材料的设计

配套树脂分别由主剂和固化剂配制而成，分为适合于冬天及夏天使用的冬用型和夏用型。主剂和固化剂分别包装，在现场使用时，应按工艺要求、按照规定的比例混合均匀，以形成所需要的底层树脂、找平树脂、粘结树脂。啄①负底层树茧脂习壮猎底层树脂作用歇是增强表面混燕凝土与找平材眠料或粘结树脂下界面粘结强度需；钓②莲找平树酬脂妇屋成找平树脂是使躲表面平整度符嚼合规定要求，服并与底层树脂桂及粘浸树脂具团有可靠的粘结断强度；怨③贷粘结树种脂欲告辉粘结树脂是粘构贴碳纤维布的吼主要粘结材料逆，其作用是使华碳纤维布与混亏凝土得到充分司的粘结，使其麻共同承受结构戚的作用。魂配套树脂粘结闲材料的主要力利学性能指标：充

服

项正拉粘结强度林（政Mp古a秒）在剪切强度

泳（素Mp陶a愁）齿拉伸强度

意（拉Mp他a泰）魄弯曲强度

蓄（顾Mp型a通）饱底层树脂虏找平树脂塔技术规程指标廊≥应2.侨5需，且大于混凝币土抗拉强度性的爷1.干2泉倍战/剖/滩/敌粘结树脂恭技术规程指标萌同底层树脂葵≥痕10运≥郊30展≥清40属4典、彼研施工准备雄（撇1胃）、主要材料眼：底胶、粘着个胶、碳纤维布捧。斑（励2滚）、辅助材料疾：低速搅拌器事、专用滚筒、叮角向磨光机、误剪刀、凿子、腔刮板、吹风机日、榔头、量具剂等。妇（适3门）、搭设脚手够架：峡解付按安全规程要录求搭设好脚手骨架，高度以满模足施工要求和溉施工方便。率5聋、搞留施工程序挪执疫表面处飞理秤→幕修补找肉平畜→蛇定位、下额料阿→搬胶料配着制岗→叛粘贴碳纤维泄布船→习表面防闻护抗→罚检验、验收。款6千、伏躲施工方法完（挽1板）、表面处理透：清理粘贴部盟位混凝土表层瓦，打磨平整，漂并敬用敬M播A测砂浆修补，平态整度应达密到维5mm/欢m昂；框架梁、柱弯节点转角粘贴锯处须打磨成圆对弧状，圆弧半寺径不小虑于智20m地m交。表面打磨后款用吹风机吹净附，并飞用朋P闲T养剂清洗干净。比（分2滔）、修补找平谦：被加固的框扩架梁混凝土保代护层部分疏松绍，应清除直至求露出结构层；夹局部裂纹、蜂执窝奸用告M饺A双砂浆修补表层虑修复平整。霜（巷3须）、胶料配制淡：按称量比例储调制粘结胶，畏调制前筒对页A探、裳B价两组按规定比盾例分别搅拌，猎混入后再充分淋搅拌。半（泡4乱）、粘贴碳纤抽维布：按设计首要求的尺寸裁末剪碳纤维布，更将配制好的粘表结胶均匀涂抹脆在粘贴部份的哭混凝土面层上丑；铺贴碳纤维露布，并用滚筒庭沿碳纤维布纤既维方向多次滚谣压，使粘结胶岁充分浸透纤维驶中。多（出5当）、表面防护宋：在粘贴好的辟碳纤维布最后减一层均匀涂抹置一道粘结胶。玻（毛6串）、检验：粘砖贴完工后，按唉规程进行检验浪。吩7著、倘故施工要求伐（摊1鼻）、表面处理池：混凝土表面市应露出结构，至本体洁净。构器件转角应成圆乏弧状，半径不斧小评于辛20m赛m工。许（耗2剩）、修补找平恒：经表面处理暮后的粘贴面平韵整度应达冤到气5mm/沟m梦，有段差转角袄部位、凹凸部握位应碌用笼M扒A绑砂浆找平，抹傲成平滑曲面。舞（仍3回）、胶料配制豪：胶料应严格掏按比例配制，贷调胶使用的工智具应为低速搅亚拌器，搅拌应责充分均匀，配拢制搅拌后的胶亩料应无沉淀、依色差气泡，并借应防止灰尘杂榆质混入胶料。贺（当4粥）、粘贴碳纤根维布：应按设得计要求裁剪碳颠纤维布，不得萝损伤横向织物烤面，涂抹粘结挑胶应均匀，铺蛛贴应平整无气吵泡。垃（嘉5壶）、表面防护自：在粘贴好的狭碳纤维布上应背涂抹粘结胶一郑道，进行防护秩，涂抹应均匀滨充分，不应漏笨涂。详（边6园）、检验：粘冠贴完工经固化称后，进行检验丘。密实度可用佳小锤敲击构件叠粘贴表面，通赛过不同声音判助别密实情况。保密实度应达到锯相关规定，否品则应重新修补纵后再检验。逐8动、腾竖质量检验及验令收标准历（油1饼）、纤维产品怪应按设计图纸唤要求选用，技得术指标必须符材合有关规定，援所用纤维产品言应有产品质保竖书。屿（绞2押）、粘结胶料演应按设计要求晃选用，符合基有本性能要求，损所用胶超料产品应有产多品质保书。弹（坝3筝）、施工质量比检验及验收标按准。撒序号爆检验项目械合格标准修检验方法饱频数编1透粘贴位置茄与设计要求位察置比较，中心陈偏迈差爆≤告10m蛮m气。邻钢尺测量削全部脑2益粘贴量塌≥冈设计数量焰实测计算舰全部掀3镰粘贴质量盈（甩1乘）羊

洁旦单个空鼓面献积渗<100mm乐2粗割除修补。绵（料2扯）缠

旱续空鼓面积站总本粘贴面涛积榜<贵5万％。疲锤击法或其它劲方法畅全部或抽样7、结论扩典纺根据加固原理盲可知，在施工汇前必须选择合羽适的粘结剂，绸认真查看材料茧的质保书及使祝用说明，掌握美材料的各有关繁参数，以确保惑它有足够的强承度，能保证碳版纤维丝共同工蜂作，同时又确们保碳纤维布与浇结构共同工作崭；在施工过程角中，参照使用典说明，每道胶化都必须处理好授，特别是粘贴裙碳纤维布的胶盟，应尽可能让现胶充分地渗入钳到碳纤维丝之倒间（细部空鼓钉处，可用针筒卷注射胶），确可保相互共同工刻作。通过对除某菠110k配V盘变电所工程实贺例的施工操作车，深深体会到主碳纤维结构加顶固技术简介中颂介绍的各项优有点，该工程施唯工时，在确保堂安全的前提下尸，仅使用了简予单的脚手架，润而且，碳纤维绘布裁剪非常方陵便，可以根据兽形状及尺寸随缝意裁剪，在各欺种支架的遮挡哈处可以随意穿饼过，施工非常辽方便；另外，薪从隙200暮5卖年俗4孤月普2数8任日加固后到现吵在，恼一切使用良好仓；该工程从开城工到结束霜仅介7倡天（包括搭、魔拆脚手），工忍程总费用仅设为厦16772.竖0丸0洁元。逃由此可见，碳睁纤维材料加固由结构技术的优躺点很明显，应询用前景很光明斧。8、探讨担兔校粘贴碳纤维结阔构加固技术是颂一种新型的加驳固技术，已经漏得到较为广泛宵的应用，并已骄产生较大的经峡济效益；在混络凝土结构的加遭固中，碳纤维俊布主要是分担宜钢筋的受力，适即碳纤维布的樱主要作用是提送高结构构件的跨抗拉强度和抗珠变形能力，减叠少裂缝的开展血，那么在正常非使用状态中，球碳纤维布与钢寨筋混凝土一起赶各发挥了多少敌作用呢？它们果的应力状态如期何呢？在其它调结构构中，碳飞纤维布能否也危起到加强抗拉兴强度的作用呢或？这些问题有暴待工程技术人为员进一步研究钥、开发。参考文献：戒[1].