本工程大范圍使用碳纖維材料加固梁、柱,其主要施工工藝如下所述。
一、材料要求
1、混凝土承重結(jié)構(gòu)加固使用的碳纖維復(fù)合材料,本工程建議采用:碳纖維布采用日本進口東麗品牌,采用規(guī)格300g/m2碳纖維布 (或同等性能的進口品牌,使用前經(jīng)設(shè)計單位認可)。其基本性能應(yīng)符合下表的要求。
碳纖維復(fù)合材料安全性及適配性檢驗合格指標
2、粘貼碳纖維織物加固混凝土結(jié)構(gòu)時,應(yīng)使用與基材及碳纖維有良好適配性的粘結(jié)劑,本工程建議采用:新加坡進口美瑞品牌(或同等性能的進口品牌,使用前經(jīng)設(shè)計單位認可),粘結(jié)劑(膠)的基本性能符合下表的要求。
粘貼碳纖維底膠的主要性能指標
粘貼碳纖維修補膠的主要性能指標
碳纖維復(fù)合材料浸漬/粘結(jié)用膠安全性檢驗合格標準
二、施工要求
1、一般要求
粘貼碳纖維片材加固修復(fù)結(jié)構(gòu)應(yīng)由熟悉該技術(shù)施工工藝的專業(yè)施工隊伍完成,并應(yīng)有加固修復(fù)方案和施工技術(shù)措施。
2、施工工序:
(1)施工準備
(2)表面處理
(3)配制并涂刷底層樹脂
(4)配制找平材料并對不平整處修復(fù)處理
(5)配制并涂刷浸漬樹脂或粘貼樹脂
(6)粘貼碳纖維片材
(7)表面防護
3、混凝土基底處理
將混凝土構(gòu)件表面殘缺、破損部分剔鑿、清除干凈并達到結(jié)構(gòu)密實部位。檢查外露鋼筋是否銹蝕,如有銹蝕,需進行必要的除銹處理。
對經(jīng)過剔鑿、清理和露筋的構(gòu)件殘缺部分,用高于原構(gòu)件混凝土強度的環(huán)氧砂漿進行修補、復(fù)原,達到表面平整。
將構(gòu)件表面凸出部分(混凝土構(gòu)件交接部位、模板的段差等)打磨平整。修整后的段差要平順。
棱角的部位,用磨光機磨成圓角。圓角半徑最小不得小于20mm。
清洗打磨過的構(gòu)件表面,并使其充分干燥。
施工前應(yīng)按設(shè)計圖紙在需加固部位放線、定位。
4、涂底涂樹脂
把底涂樹脂的主劑和固化劑按規(guī)定比例稱量準確后放入容器內(nèi),用攪拌器拌合均勻。一次調(diào)和量應(yīng)以在可使用時間內(nèi)用完為準。超過可使用時間不得再用。
在底涂樹脂中嚴禁添加溶劑。含有溶劑的毛刷或用溶劑弄濕了的滾筒不得使用。
用滾筒刷均勻地涂抹底涂樹脂。
底涂樹脂固化后,在構(gòu)件表面有凝結(jié)凸起時,要用砂紙磨光。磨光后若露出混凝土基面,應(yīng)再補涂底涂樹脂。
5、構(gòu)件表面的殘缺修補
構(gòu)件表面凹陷部位(蜂窩、麻面、小孔等)應(yīng)用找平樹脂填平,修復(fù)至表面平整。
內(nèi)角、段差、起拱等要用找平樹脂填補,使之平順。在殘缺修補中使用找平樹脂時,要在氣溫5℃以上,相對濕度RH<85%的條件下施工。膩子涂刮后,表面仍存在的凹凸糙紋,應(yīng)再用砂紙打磨平整。
6、粘貼碳纖維片
確認粘貼表面干燥。氣溫在5℃以下,相對濕度RH>85%時,如無有效措施時不得施工。
防止碳纖維片受損。碳纖維片在運輸、儲存、裁切和粘貼過程中,嚴禁彎折。因此,貼片前應(yīng)用鋼直尺與壁紙刀按規(guī)定尺寸裁切碳纖維片,每段長度一般以不超過6米為宜。
碳纖維片裁切時應(yīng)預(yù)先在裁切位置粘貼寬膠帶,在寬膠帶正中位置進行裁切,以使裁切后碳纖維片的斷頭齊整不脫絲。
碳纖維片縱向接頭必須搭接10cm以上。該部位應(yīng)多涂粘結(jié)樹脂。碳纖維片橫向不需要搭接。
粘結(jié)樹脂的主劑和固化劑應(yīng)按規(guī)定的比例稱量準確,裝入容器,用攪拌器攪拌均勻。一次調(diào)和量應(yīng)以在可使用時間內(nèi)用完為準。
下涂:貼片前用滾筒刷均勻地涂抹粘結(jié)樹脂,稱為下涂。涂量是根據(jù)施工部位及施工面的粗糙程度而變化的。拱起部分、拐角部分、碳纖維片搭接部位以及殘缺修補處要多涂一些,但是必須涂抹均勻。
貼片時,在碳纖維片和樹脂之間不應(yīng)殘留空氣形成氣泡造成空鼓。為此,可用羅拉(專用工具)沿著纖維方向在碳纖維片上滾壓多次,對角隅處應(yīng)向著角隅滾壓,對拱起的部位要向相反的方向滾壓,以去除氣泡,使粘結(jié)樹脂均勻地充分滲浸入碳纖維片的碳纖維束中。
上涂:碳纖維片施工30分鐘(根據(jù)干燥程度)后,用滾筒刷均勻涂抹粘結(jié)樹脂,稱為上涂。上涂時和步驟4.4.4.7一樣,用脫泡羅拉沿碳纖維方向用力滾壓多次,使碳纖維片內(nèi)部補充、滲浸粘結(jié)樹脂。
進行空鼓檢查,并進行處理。
7、養(yǎng)護
粘貼碳纖維片后,需自然養(yǎng)護24小時達到初期固化,并應(yīng)保證固化期間不受干擾。
在每道工序以后樹脂固化之前,宜用塑料薄膜等遮擋以防止風(fēng)沙或雨水侵襲。
碳纖維片粘貼后達到設(shè)計強度所需自然養(yǎng)護的時間:
平均氣溫在10℃以下時,需要2周;
平均氣溫在10℃以上20℃以下時,需要1~2周;
平均氣溫高于20℃時,需要1周。
在此期間應(yīng)防止貼片部分受到硬性沖擊。
8、質(zhì)量要求
所有進場材料,包括碳纖維片材和膠結(jié)材料,應(yīng)符合質(zhì)量標準,并具有產(chǎn)品出廠合格證,其各種性能指標及技術(shù)參數(shù)均應(yīng)符合本工程加固補強設(shè)計要求,適合現(xiàn)場溫度、濕度條件。
碳纖維片材在運輸、儲存中不得受擠壓,以免碳纖維受損。也不得直接日曬和雨淋。膠結(jié)材料應(yīng)陰涼密閉儲存。
各工序的施工質(zhì)量,由工長(或班組長)負責(zé)指導(dǎo)、監(jiān)督。每一工序完成后督促操作小組自檢,確認合格并提請技術(shù)員檢查認可后才能進行下道工序,否則必須返修至合格為止。貼片前及以后,還要由技術(shù)員請業(yè)主代表或監(jiān)理人員檢查,作貼片數(shù)量與質(zhì)量的簽認。不貼片的部位,最后一道工序也要業(yè)主代表或監(jiān)理人員簽認。
三、檢驗和驗收
1、施工開始前,應(yīng)確認碳纖維片材和粘結(jié)劑、底層樹脂,找平材料的產(chǎn)品合格證、質(zhì)量檢驗報告,各項性能應(yīng)滿足要求。
2、材料性能抽樣檢驗。對不同批次進場的材料,按照相關(guān)的驗收規(guī)范進行碳纖維及膠黏材料的性能抽樣檢驗。
3、施工質(zhì)量檢驗及驗收標準列于下表。
施工質(zhì)量檢驗及驗收標準
4、粘結(jié)質(zhì)量不符合要求割除修補時,應(yīng)沿空鼓邊沿,將空鼓部分的碳纖維割除,以每邊向外緣擴展100mm大小之同樣碳纖維材料,用同樣粘結(jié)劑,補貼在原處。
5、驗收時可按相關(guān)規(guī)范規(guī)定對施工質(zhì)量進行現(xiàn)場抽樣檢驗。
四、安全注意事項
1、碳纖維為導(dǎo)電材料,施工時應(yīng)使其遠離電氣設(shè)備,或采取可靠保護措施。
2、各種粘結(jié)劑應(yīng)在其說明書規(guī)定的環(huán)境溫度中密封儲存,并遠離火源,且避免日光直射。
3、粘結(jié)劑的配制應(yīng)在室內(nèi)進行,其操作環(huán)境及施工現(xiàn)場均應(yīng)保持良好通風(fēng)。
4、施工人員應(yīng)帶防護面罩、手套和著工作服。
5、各種粘結(jié)劑材料不得沾染生活水源。廢棄物不得倒入下水道,應(yīng)按環(huán)保要求集中處理。