碳纤维布加固框架梁的原理与施工技术探讨

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1、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

2、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

3、，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

4、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

5、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。碳纤维布的主要力学指标抗拉强（Mpa）弹性模（Mpa）延伸率（%）技术规程指标≥3000≥2.1×105≥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

6、形成所需要的底层树脂、找平树脂、粘结树脂。①底层树脂底层树脂作用是增强表面混凝土与找平材料或粘结树脂界面粘结强度；②找平树脂找平树脂是使表面平整度符合规定要求，并与底层树脂及粘浸树脂具有可靠的粘结强度；③粘结树脂粘结树脂是粘贴碳纤维布的主要粘结材料，其作用是使碳纤维布与混凝土得到充分的粘结，使其共同承受结构的作用。配套树脂粘结材料的主要力学性能指标：正拉粘结强度（Mpa）剪切强度（Mpa）拉伸强度（Mpa）弯曲强度（Mpa）底层树脂找平树脂技术规程指标≥2.5，且大于混凝土抗拉强度的1.2倍///粘结树脂技术规程指标同底层树脂≥10

7、≥30≥404、施工准备（1）、主要材料：底胶、粘着胶、碳纤维布。（2）、辅助材料：低速搅拌器、专用滚筒、角向磨光机、剪刀、凿子、刮板、吹风机、榔头、量具等。（3）、搭设脚手架：按安全规程要求搭设好脚手架，高度以满足施工要求和施工方便。5、施工程序表面处理→修补找平→定位、下料→胶料配制→粘贴碳纤维布→表面防护→检验、验收。6、施工方法（1）、表面处理：清理粘贴部位混凝土表层，打磨平整，并用MA砂浆修补，平整度应达到5mm/m；框架梁、柱节点转角粘贴处须打磨成圆弧状，圆弧半径不小于20mm。表面打磨后用吹风机吹净，并用PT剂清洗干净

8、。（2）、修补找平：被加固的框架梁混凝土保护层部分疏松，应清除直至露出结构层；局部裂纹、蜂窝用MA砂浆修补表层修复平整。（3）、胶料配制：按称量比例调制粘结胶，调制前对A、B两组按规定比例分别搅拌，混入后再充分搅拌。（4）、粘贴碳纤维