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摘 要:现浇砼构件易产生裂缝,从而影响到建筑结构的安全性与建筑的使用寿命,因此要采用相应的修复加固措施。传统的补强方法多采用加大混凝土截面或者采用粘钢混凝土,相比这些传统的方法,碳纤维则有着明显的优势。本文针对变电站混凝土构件裂缝的修复加固展开讨论,着重分析利用碳纤维进行修复补强的方法。
关键词:现浇砼构件 修复措施 碳纤维
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)07(b)-0055-02
1 引言
目前,变电建的建筑结构设计中,多采用现浇砼楼板以及楼盖,其目的是为了保证变电站建筑结构具有良好的整体性与抗震性。但是有些建筑,尤其是主控楼的现浇砼楼板,在施工过程中或者竣工验收时会出现裂缝问题,而且加载越多的设备裂缝扩展就越严重,不仅会对建筑的美观与使用寿命,而且其结构安全性也无法得到保证。
相关砼结构设计规范中做了明确的规定:对于结构构件而言,在选择其裂缝等级与最大裂缝宽度限值时,要参照实际的环境与结构类别来确定。尽管允许结构构件存在相应的裂缝,但是其宽度是有明确限制的,而且在设计与施工过程中要采取有效的措施,将产生裂缝问题的机率降至最低,尽可能保证结构不出现裂缝,或者将裂缝的数量与宽度控制在最低水平。坚决制止出现有害裂缝,以提高工程质量。如果出现裂缝问题则要引起重视,并采用有效有修复加固措施。
2 碳纤维的特性
传统的补强方法多采用加大混凝土截面或者采用粘钢混凝土进行补强,与这些传统的方法相比,碳纤维的优势十分明显,比如节省空间,施工简便,无需现场固定设备等,而且慢碳纤维补强基本上不会增加结构的自重与尺寸,并且有良好的耐腐蚀性与耐久性。采用该工法可以大幅提升建筑的使用寿命,控制加固成本,所以作为工程构件裂缝补强材料,碳素纤维受到越来越多的关注。总结起来碳纤维的优势体现在以下几个方面:第一,较高的抗拉强度,几乎是同等截面钢材的十倍;第二,重量轻,其密度还不到普通钢材的1/4;第三,良好的耐久性,不易受到化学腐蚀、气候变化以及恶劣环境的侵害;第四,便于施工,节约人工,且质量可以得到有效保证;第五,较广泛的应用范围,无论是混凝土构件或者是钢构件,还是木结构均适用,而且构件的承载能力、耐久性以及抗震性均可得到大幅提升。表1为碳纤维布及树脂物理性表。
3 碳纤维加固施工工艺流程
4 材料
可以满足国家标准相关规定的碳纤维回固材料有以下几种:碳纤维单向织物布复合材,200g,250g,300g,以及碳纤维条形板;S玻璃布,(玄武岩布),单向织物(布)复合材,300～450g;E玻璃纤维单向织物(布)300～450g;改性环氧树脂,用于粘贴纤维布。
碳纤维加固材料为高强度、碳纤维单向排列的材料,经过微量的树脂浸渗可以作为修复混凝土的材料,其抗拉强度是普通钢筋的十倍,而且自重轻、弹性好、强度高,具有较强的耐久性。
5 质量要求
采用碳纤维加固材料进行补强修复,其质量要求如下:第一,包括胶粘剂在内的所有进场的碳纤维材料均要与相应的质量标准相符,并附带出厂合格证,以满足工程加固补强的设计要求;第二,在运输、储存过程中,碳纤维材料不得受到挤压或受到直接日晒与雨淋,以免损坏碳纤维,胶结材料要储存于阴凉密闭的场所;第三,要委派专人针对每道工序的施工质量进行全程指导与监控,完成一道工序要经过技术人员的确认,质量合格后才能进入下道工序;第四,涂刷底层涂料时要保证均匀性,不得存漏涂、漏刷现象,如果气温条件不符合施工要求,则严禁施工,涂料在添加了溶剂稀释后,使用时间不能超出规定期限,如果相对湿度低于85%,温度在7℃以下,混凝土表面的含水率低于8%,且不存在结露现象,则要采用改性环氧树脂;第五,修补构件表面残缺时,要用环氧腻子将构造物表面的小孔与内角修补平整,如果表面在涂刮腻子后仍然不够平整,可以用砂纸打磨;第六,粘贴碳纤维时要注意,按照规定裁切碳纤维材料,保证粘贴时的气温、空气湿度以及构件表面的含水率等参数与设计要求相符,底层涂料与腻子要达到指触干燥的程度,树脂表面要固化硬结;粘结过程中,树脂的类型与施工环境气温相适应,主剂与固化剂以及固化促进剂,要按照规定的比例准确称量,装入容器中充分搅拌,要在规定的时间内用完一次的调和量;第七,在粘贴过程中要保证上涂与下涂渗浸入的碳纤维束处于良好的状态,碳纤维粘结严实;每平方米直径在10mm以上、30mm以下的空鼓不超过10个视为合格,超出10个以上则不合格需要修补;如果空鼓的直径大于30mm,即使只有一个也不能视作合格,要进行修补;顺着纤维的方向搭接长度至少大于20cm,各层之间的搭接部位要错开,不得位于同一直线,层间错开50cm以上,保证碳纤维材料的规格、粘贴位置、长度与宽度以及纤维方向和层数等参数,与规定要求相符。
6 效益分析
采用碳纤维加固法,只要保证设计的合理性,其成本比普通的粘贴钢板相比并无太大差别,但是碳纤维加固法的施工却更加方便,且工作效率高,现场无需采用固定设施,并且占用的施工场地少,所以无论是工期或者施工条件,其优势均十分明显。
碳纤维加固材料的抗拉强度是同等截面钢材的7～10倍。在混凝土结构中利用碳纤维材料进行修复加固补强是一种新发展出来的方法,通过该方法使得碳纤维与混凝土结构形成一个共同体,将碳纤维强大的抗拉性能充分的发挥出来,最终提高构件的承载能力与刚度,该技术以其显著的优势在混凝土结构抗震补强中得到越来越广泛的应用。
参考文献
[1] 魏永红.碳纤维在洪湖立交桥梁加固工程中的应用[J].深圳土木与建筑,2009(5).
[2] 王骞.碳纤维片材加固技术在住宅楼梁体加固工程中的应用[J].陕西建筑,2011(9).
关键词:现浇砼构件 修复措施 碳纤维
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)07(b)-0055-02
1 引言
目前,变电建的建筑结构设计中,多采用现浇砼楼板以及楼盖,其目的是为了保证变电站建筑结构具有良好的整体性与抗震性。但是有些建筑,尤其是主控楼的现浇砼楼板,在施工过程中或者竣工验收时会出现裂缝问题,而且加载越多的设备裂缝扩展就越严重,不仅会对建筑的美观与使用寿命,而且其结构安全性也无法得到保证。
相关砼结构设计规范中做了明确的规定:对于结构构件而言,在选择其裂缝等级与最大裂缝宽度限值时,要参照实际的环境与结构类别来确定。尽管允许结构构件存在相应的裂缝,但是其宽度是有明确限制的,而且在设计与施工过程中要采取有效的措施,将产生裂缝问题的机率降至最低,尽可能保证结构不出现裂缝,或者将裂缝的数量与宽度控制在最低水平。坚决制止出现有害裂缝,以提高工程质量。如果出现裂缝问题则要引起重视,并采用有效有修复加固措施。
2 碳纤维的特性
传统的补强方法多采用加大混凝土截面或者采用粘钢混凝土进行补强,与这些传统的方法相比,碳纤维的优势十分明显,比如节省空间,施工简便,无需现场固定设备等,而且慢碳纤维补强基本上不会增加结构的自重与尺寸,并且有良好的耐腐蚀性与耐久性。采用该工法可以大幅提升建筑的使用寿命,控制加固成本,所以作为工程构件裂缝补强材料,碳素纤维受到越来越多的关注。总结起来碳纤维的优势体现在以下几个方面:第一,较高的抗拉强度,几乎是同等截面钢材的十倍;第二,重量轻,其密度还不到普通钢材的1/4;第三,良好的耐久性,不易受到化学腐蚀、气候变化以及恶劣环境的侵害;第四,便于施工,节约人工,且质量可以得到有效保证;第五,较广泛的应用范围,无论是混凝土构件或者是钢构件,还是木结构均适用,而且构件的承载能力、耐久性以及抗震性均可得到大幅提升。表1为碳纤维布及树脂物理性表。
3 碳纤维加固施工工艺流程
4 材料
可以满足国家标准相关规定的碳纤维回固材料有以下几种:碳纤维单向织物布复合材,200g,250g,300g,以及碳纤维条形板;S玻璃布,(玄武岩布),单向织物(布)复合材,300～450g;E玻璃纤维单向织物(布)300～450g;改性环氧树脂,用于粘贴纤维布。
碳纤维加固材料为高强度、碳纤维单向排列的材料,经过微量的树脂浸渗可以作为修复混凝土的材料,其抗拉强度是普通钢筋的十倍,而且自重轻、弹性好、强度高,具有较强的耐久性。
5 质量要求
采用碳纤维加固材料进行补强修复,其质量要求如下:第一,包括胶粘剂在内的所有进场的碳纤维材料均要与相应的质量标准相符,并附带出厂合格证,以满足工程加固补强的设计要求;第二,在运输、储存过程中,碳纤维材料不得受到挤压或受到直接日晒与雨淋,以免损坏碳纤维,胶结材料要储存于阴凉密闭的场所;第三,要委派专人针对每道工序的施工质量进行全程指导与监控,完成一道工序要经过技术人员的确认,质量合格后才能进入下道工序;第四,涂刷底层涂料时要保证均匀性,不得存漏涂、漏刷现象,如果气温条件不符合施工要求,则严禁施工,涂料在添加了溶剂稀释后,使用时间不能超出规定期限,如果相对湿度低于85%,温度在7℃以下,混凝土表面的含水率低于8%,且不存在结露现象,则要采用改性环氧树脂;第五,修补构件表面残缺时,要用环氧腻子将构造物表面的小孔与内角修补平整,如果表面在涂刮腻子后仍然不够平整,可以用砂纸打磨;第六,粘贴碳纤维时要注意,按照规定裁切碳纤维材料,保证粘贴时的气温、空气湿度以及构件表面的含水率等参数与设计要求相符,底层涂料与腻子要达到指触干燥的程度,树脂表面要固化硬结;粘结过程中,树脂的类型与施工环境气温相适应,主剂与固化剂以及固化促进剂,要按照规定的比例准确称量,装入容器中充分搅拌,要在规定的时间内用完一次的调和量;第七,在粘贴过程中要保证上涂与下涂渗浸入的碳纤维束处于良好的状态,碳纤维粘结严实;每平方米直径在10mm以上、30mm以下的空鼓不超过10个视为合格,超出10个以上则不合格需要修补;如果空鼓的直径大于30mm,即使只有一个也不能视作合格,要进行修补;顺着纤维的方向搭接长度至少大于20cm,各层之间的搭接部位要错开,不得位于同一直线,层间错开50cm以上,保证碳纤维材料的规格、粘贴位置、长度与宽度以及纤维方向和层数等参数,与规定要求相符。
6 效益分析
采用碳纤维加固法,只要保证设计的合理性,其成本比普通的粘贴钢板相比并无太大差别,但是碳纤维加固法的施工却更加方便,且工作效率高,现场无需采用固定设施,并且占用的施工场地少,所以无论是工期或者施工条件,其优势均十分明显。
碳纤维加固材料的抗拉强度是同等截面钢材的7～10倍。在混凝土结构中利用碳纤维材料进行修复加固补强是一种新发展出来的方法,通过该方法使得碳纤维与混凝土结构形成一个共同体,将碳纤维强大的抗拉性能充分的发挥出来,最终提高构件的承载能力与刚度,该技术以其显著的优势在混凝土结构抗震补强中得到越来越广泛的应用。
参考文献
[1] 魏永红.碳纤维在洪湖立交桥梁加固工程中的应用[J].深圳土木与建筑,2009(5).
[2] 王骞.碳纤维片材加固技术在住宅楼梁体加固工程中的应用[J].陕西建筑,2011(9).