碳纖維布加固法是一種利用高強度碳纖維復合材料對建筑結構(如梁、板、柱、墻體等)進行加固補強的技術,具有輕質高強、施工便捷、耐腐蝕等優勢,在廠房、橋梁、建筑等結構加固中廣泛應用。下面加固之家就給大家介紹一下碳仟維布的具體加固方法、操作流程及關鍵要點:
碳纖維布具有極高的抗拉強度(約為普通鋼材的 7-10 倍),通過專用結構膠(通常為環氧樹脂類)將其粘貼在構件受拉或受壓區域,與原結構形成整體受力體系,共同承擔荷載,從而提高構件的承載力、剛度和延性。
1、梁、板加固:提高受彎承載力(如樓板承載力不足、梁跨中撓度超標)、抗剪承載力(如梁端剪力不足)。
2、柱加固:提高軸心受壓、偏心受壓承載力(如柱子配筋不足導致承載力不夠),或改善延性(增強抗震性能)。
3、墻體加固:增強墻體抗剪能力(如砌體墻抗震加固)。
4、其他:修復構件裂縫、加固受腐蝕或損傷的結構(如鋼結構銹蝕后輔助加固)。
1. 施工前準備
材料檢查:碳纖維布(需符合抗拉強度、彈性模量等指標,常見規格有 12K、24K,厚度 0.111mm-0.167mm)、結構膠(分為底膠、找平膠、浸漬膠,需檢測粘結強度、耐老化性,且與碳纖維布兼容)。
現場清理:移除加固區域的障礙物(如設備、管線),確保作業面無障礙;對構件表面進行除塵、除油(可用砂紙打磨或高壓氣吹)。
2. 基層處理(關鍵步驟,直接影響粘結效果)
混凝土表面處理:
若表面有疏松、起砂、裂縫,需先修復:裂縫寬度<0.2mm 時,用底膠封閉;>0.2mm 時,用環氧樹脂砂漿填充。
用角磨機或砂紙打磨表面,去除浮漿、棱角,使表面粗糙(粗糙度以手摸無光滑感為宜),再用吸塵器清理粉塵。
轉角處理:梁、柱的陽角需打磨成圓弧(半徑≥20mm),避免碳纖維布在轉角處受折損傷。
3. 涂刷底膠
按比例混合底膠(A、B 組分),攪拌均勻(攪拌時間約 3-5 分鐘,避免氣泡)。
用滾筒或毛刷將底膠均勻涂刷在處理后的基層表面,確保覆蓋全面,厚度約 0.1-0.2mm。
靜置固化(常溫下約 12-24 小時,具體按膠品說明),固化后表面應干燥、無流淌、無空鼓。
4. 找平處理
若基層表面有凹陷、坑洞或打磨后的不平處,需用找平膠填補:
混合找平膠(A、B 組分),攪拌至無顆粒。
用刮刀將找平膠刮涂在缺陷處,壓實抹平,確保表面平整(誤差≤3mm)。
固化后(常溫約 12-24 小時),用砂紙打磨找平層,使其光滑過渡。
5. 碳纖維布裁剪與粘貼
裁剪:根據設計要求的尺寸(長度、寬度)裁剪碳纖維布,注意纖維方向(受力方向需與構件主應力方向一致,如梁受彎加固時沿梁長方向粘貼);裁剪時避免纖維絲散落(可在通風處操作,佩戴手套)。
浸漬膠調配:按比例混合浸漬膠(A、B 組分),攪拌均勻(約 5 分鐘),靜置 5 分鐘消泡。
粘貼碳纖維布:
用滾筒將浸漬膠均勻涂刷在待粘貼區域(厚度約 0.2-0.3mm),覆蓋范圍略大于碳纖維布尺寸。
將裁剪好的碳纖維布置于涂膠處,用手輕壓使其初步貼合,再用專用滾筒(硬質橡膠滾筒)沿纖維方向用力滾壓:先從中間向兩邊滾,排除氣泡;再沿纖維方向滾動,確保膠液充分浸透碳纖維布(可見布表面有膠液滲出,無空鼓)。
若需多層粘貼(如承載力要求高時),需待前一層碳纖維布固化(約 12 小時)后,重復涂刷浸漬膠并粘貼下一層,且兩層纖維方向可根據設計交叉(如 90° 正交)。
6. 表面防護(可選)
若碳纖維布暴露在室外或易受腐蝕環境(如潮濕、化學腐蝕),需做防護處理:
涂刷防火涂料(滿足耐火極限要求)。
用水泥砂漿或聚合物砂漿覆蓋(厚度≥20mm),避免紫外線照射或機械損傷。
7. 固化與養護
粘貼完成后,在常溫(20-25℃)下自然固化,固化時間約 7 天(若溫度低于 5℃,需采取加熱措施,如覆蓋保溫毯,避免固化不完全)。
固化期間避免擾動、碰撞加固區域,禁止在表面堆放重物。
1、粘結質量:粘貼后需檢查碳纖維布是否空鼓(用小錘輕敲或超聲波檢測),空鼓面積>100cm2 時需切除重貼,<100cm2 時可鉆孔注膠修補。
2、纖維方向:必須與設計受力方向一致,偏差不得超過 5°。
3、搭接要求:沿纖維方向的搭接長度≥100mm,垂直方向搭接≥20mm,確保傳力連續。
4、膠層厚度:浸漬膠需充分浸透纖維布,膠層厚度宜為 0.2-0.3mm,過厚易產生氣泡,過薄影響粘結強度。
優勢:自重輕(約 200-300g/m2),幾乎不增加結構荷載;施工快(無需大型設備,工期比傳統加固縮短 30%-50%);耐酸堿、抗腐蝕,適用潮濕環境。
注意事項:
1、碳纖維布不耐火(超過 60℃強度下降,200℃以上失效),高溫環境需配套防火措施。
2、施工時避免纖維吸入(佩戴口罩),膠品需通風操作(防止甲醛等揮發物)。
3、必須由具備資質的施工團隊操作,方案需經結構工程師審核,符合《混凝土結構加固設計規范》(GB 50367)。
碳纖維布加固法因高效、經濟的特點,成為現代結構加固的主流技術之一,但需嚴格把控材料質量和施工流程,才能確保加固效果的安全性和耐久性。
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