碳纤维片材（cfrp）加固修复混凝土特种结构

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1、碳纤维片材（CFRP）加固修复混凝土特种结构碳纤维片材(CFRP)加固修复混凝土特种结构李荣岳清瑞国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心100088)Diagr~andRehabilitationofIndustrialBlI蛐IlgEngineeringReseamhCeII【er);7>I.2摘要本文介绍了碳纤维片材加固修复混凝土结构新技术的主要技术优势和国内外应用情况,表明此种结构加固技术是一种也很适用于特种结构加固,补强的新技术.为国内在特种结构的加固度改建工程中应用此种技术提供参考

2、.关键词墨堑丝苎盐竺旦苎苎竺苎缸壤土}墨构^B踟^L1Th/spaperpres.er~Ⅱmethodofm垤~bonfUk.rre/n一脚d.Somepractit~d佣inspecialslllzctttr~帆alsointroduced.删at?temptsmadetothe,衄Ithis蛔由inthe删瑚epro-c如.KEYWORI~Carbonfibe~,~forcedplastics(CFRP)StrengthenSpecialstrttctttres前言碳纤维加固修复混凝土结构新技

3、术是近几年来在国际上兴起的一种新型,高效的结构加固技术.它是利用改性环氧树脂类胶结材料将碳纤维布状片材(GFRP)粘贴于混凝土表面,从而达到对结构补强加固及改善受力性能的目的.该项技术在日本,美国等发达国家已广泛应用,在建筑物,桥梁,特种结构物等各类土木工程中均有大量成功应用的实例我国于近2年引进该项技术,开展了一系列研究开发及工程试点工作,已引起土木建筑领域广泛的重视.一,技术特点传统的混凝土特种结构物以及普通混凝土结构物的加固通常采用以下几种方法:加大截面法,增设支点加固法,预应力加固法,外包

4、钢加固法等等.上述几种方法各有优劣.均受到一定使用条件的限制.总体来说,因加固后的结构为2次组合结构,为了保证新旧两部分整体工作,共同受力,传统的加固方法均是在对原结构有一定损伤的情况下,来实现新旧两部分的连接.此外加固对结构的外观及使用空间均有一定的影响,且施工特种结构第n卷20呻年第3期时的湿作业,大型设备等均对环境及生产有不同程度的影响.尤其对于烟囱,水池,筒仓,管道等特种结构物来说,往往直接暴露于大气环境中,或受高温,腐蚀介质的作用,急需更为有效,便捷,耐久的结构加固技术.碳纤维片材加固新

5、技术与传统加固方法相比,具有明显的优越性,主要体现在以下几个方面.1.材料性能好碳纤维片材是碳纤维丝单向排列的布状织物,目前国内尚无可用于结构加固的定型产品,工程应用中所使用的多为日本进口的碳纤维片材,其主要性能指标如表l.可见,碳纤维片材的抗拉强度为普通钢材的lO倍以上,弹性模量与钢为同一数量级,每平米重量约为3mm厚钢板的1/1O0.碳纤维片材主要性能指标裹1号重量lf'rs-Cl一20l200lo.ilif'rs-C1.30l300lo.I63,抗拉强度:弹性模量(加】且)(ⅦDa)3550

6、J2.35xI35501235xtOs用于粘贴碳纤维片材的配套树脂,分为底层涂料FP,整平材料,授渍树脂FR——47——3种,均为双组份,现场搅拌而成.目前国内已研制开发出通用型配套树脂,各项性能指标均达到日本同类产品的水平.3种树脂的主要性能指标和作用见表2.配套树脂的性能及作用裹2粘度拉伸强度压墙强度拉伸势切正拉牯接(-8)(慨】f哑强度(蛐)强度(蛐)作甩夏^辊鼍土丧层强他混鼍土表i咖嘲≥5强麈.提高强女土噩寮纤维同轱蕞性对固劣化,错位{引起的混鼍土}≥∞≥10面不平整进行乎,倒甫赴理时_朴

7、庇圈夏状充丹夏连包裹窜,呻0障丝.使碗并爿螂30≥∞≥10与巍疆土牯接在一起最复音整捧.共局量力2.良好的施工性能碳纤维片材成品为卷材,可据所需尺寸现场随意剪裁.其轻质柔软,易贴附,基本不增加结构自重及截面尺寸,可广泛用于粱,板,柱等各种结构构件的补强加固,适用于特种结构中环状构件,壳体,球体等各种结构形状及曲面的加固.施工的主要步骤如图1.I_—■土埘打■魁Iz■庶帮P用■早村辩FE拉平4.●a曩■肭5.峙■坪■片材6.参晨牯贴时I复4.5步7.面8根据需羹进抒衰面整悔囤1施工工序与传统的加固方

8、法相比,碳纤维加固施工极为便捷,没有湿作业,不需大型机具,无——48——需附加锚固措施,不损伤原有结构,施工工期短,且施工时对环境的影响小.即使与目前较为先进的粘钢板加固技术相比,碳纤维加固的有效粘接面积更易保证.施工时通过专用工具将气泡赶出,树脂从碳纤维丝间充分渗透,有效粘贴面积可达95%以上.即使是局部出现了空鼓,也可采用针管注胶的方式进行补救.可见,碳纤维片材加固技术从多个环节加I控制,充分保证了粘贴质量,这正是粘贴类加固方法有效发挥作用的关键.囤2碳耋F维片材抗拉强度加速老