碳纤维材料用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美、日等发达国家。我国的这项技术起步很晚,但随着我国经济建设和交通事业的飞速发展,现有建筑中有相当一部分由于当时设计荷载标准低造成历史遗留问题,一些建筑由于使用功能的改变,难以满足当前规范使用的需求,亟需进行维修、加固。目前常用的加固方法有很多,如:加大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法、碳纤维加固法等。碳纤维加固修补结构技术是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技术。
碳纤维布加固施工要点:(一)混凝土表面处理 1、将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净。 2、对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分,进行修补、复原。 3、裂缝修补:缝宽小于0.2mm的裂缝,用环氧树脂进行表面涂刷密封;大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。 4、打磨:将构件表面凸出部分(混凝土构件交接部位、模板的接槎等)打磨平整,修复后的构件表面尽量平顺。 5、清洗打磨过的构件表面,并使其充分干燥。混凝土表面要求洁净、干燥、无油污。 (三)刷碳纤维胶 将配好的碳纤维加固胶,用滚筒或毛刷均匀涂刷于需要粘结的砼表面,胶表干以后,可视具体情况进行多次涂刷,不得漏刷或有流淌、气泡。 (四)粘贴碳纤维 粘贴碳纤维加固布之前,首先应确认粘贴表面干燥。气温在-10℃以下,大雨天或相对湿度RH>95%时,如无有效措施不得施工。为防止碳纤维受损,在碳纤维布运输、储存、裁切和粘贴过程中。应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断.
适用范围 广泛适用于梁、板、柱等构件及曲面、节点的结构补强及抗震加固; 钢筋混凝土构件的裂缝加固; 满足结构承受动静载荷的需求,如桥梁桥墩、立交横梁、桥板、桥面; 构件的抗弯、抗剪、抗压加固,结构体系的抗震及砌体结构的加固。
功碳纤维布优点
1、施工质量易于保证
因为碳纤维布柔软,即使加固在表面不平整的物体,也保证100%的有效粘贴,。如粘贴表面局部有气泡,可轻易地用注射器注射粘贴剂的方法将空气赶跑,这在粘贴钢板是很难做到的。
2、 施工便捷
没有湿作业,无需大型施工机具,无需现场固定设施。碳纤维布可任意剪裁,施工简单,工期短。
3、厚度薄、重量轻
粘贴后每平方米重量小于1.0kg(含粉剂重量),一层碳纤维布厚度仅0.111 mm /0.167mm,修补后基本不增加自得和外形尺寸。
我国早在上世纪六七十年代就开始了碳纤维的研究工作,几乎与世界同步。经过30多年的努力,已经研制出接近日本东丽公司T300水平的碳纤维产品,但产量和品质都远不能满足国内需求,与国外差距甚远。与国际先进水平相比,国产碳纤维的突出问题是碳纤维强度低,均匀性和稳定性都较差,发展水平比发达国家落后了近20年~30年,而且生产规模小,技术设备落后,生产效益不理想。 目前全球碳纤维产能约3.5万吨,我国市场年需求量6500吨左右,属于碳纤维消费大国,但我国碳纤维2007年产量仅200吨左右,而且主要是低性能产品,没有形成规模化产业,绝大部分依赖进口,价格非常昂贵,比如标准型T300市场价格每千克曾高达4000元~5000元。由于缺少具有自主知识产权的技术支撑,国内企业目前尚未掌握完整的碳纤维核心关键技术。 我国碳纤维的质量、技术和生产规模与国外差距很大,其中高性能碳纤维技术更是被日本及西方国家垄断和封锁。因此碳纤维要真正实现国产化需要一个漫长的过程。由于市场短缺,近年来国内出现了“碳纤维热”,众多科研院所和企业纷纷启动了碳纤维研究或千吨级产业化项目。虽然当前国内市场对碳纤维产品需求较大,但盲目发展低于档次品类存在很大风险,尤其现有产品研发停滞不前,不能开发出新型配套系列产品,这些千吨级项目实施后,市场产能出现过剩趋势将成为必然。 国内企业不再照搬国外现成的技术,关键设备也在加快研发,某些关键设备的研发已取得了突破性成果,而且原材料供应充足。我国碳纤维产业技术特点十分明显,技术多元化越来越受到重视。从2000年开始,我国已放弃了硝酸法原丝技术,采用以二甲基亚砜为溶剂的一步法湿法纺丝技术。目前,国产碳纤维百分级产品能与日本东丽的T700相媲美。