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碳纤维片材加固钢结构施工工艺及验收

2019-08-16 00:10:42

粘贴碳纤维加固修复钢结构施工过程及施工质量对加固效果影响很大,因此必须按规程进行施工。工艺流程有以下5个步骤:

1.粘结件的处理

(1)钢结构裂纹尖端处理:钢结构如存在宏观裂纹,应在可见裂纹尖端2mm左右的区域钻止裂孔,以消除裂尖的应力奇异性。

(2)钢结构表面处理:在需粘贴碳纤维的部位略大的范围内,对钢结构表面粘贴区域先用粗砂纸打磨,清除表面的防护材料、氧化层、表面污染物和其他杂质,然后用细砂纸交叉打磨粘结区域,达到一定的表面粗糙度,再用脱脂棉纱醮丙酮或酒精溶液后擦洗打磨表面,去除油污及污染物,晾置干燥,用粘结剂浸润表面。

(3)钢结构缺陷区域处理:在腐蚀坑或开裂处填充环氧胶泥,与周围区域形成均匀的表面。应注意环氧胶泥与金属材料的热膨胀系数匹配,否则在温差作用下会对钢结构缺陷处产生不利的温度应力。

2.碳纤维表面处理

采用碳纤维加固修复钢结构时,只需要用于净的布将碳纤维布表面的灰尘擦净即可.对于碳纤维板,可在粘贴面线涂一层薄薄的粘贴胶,待指触干燥后再进行粘贴施工。  

3.涂抹粘结胶

将粘结胶按适当比例混和并搅拌均匀,将配制好的粘结剂用排刷涂抹在构件的粘贴部位,涂刷粘结剂时要求胶层厚度均匀、无气泡,胶层厚度一般控制在0.1~0.3mm之间。若厚度不均匀或有气泡,则反复用刷子多刷几次。注意粘贴胶要在规定的时间内使用。  

4.铺贴碳纤维片材

将准备好的碳纤维片材按照基准线进行铺贴,要求碳碳纤维片材平整,用力紧压,赶走胶层中的气泡。若为碳纤维布,应在补强片表面涂浸渍树脂,并用滚筒顺着碳纤维布的纤维方向反复滚压,以使粘结剂充分浸润碳纤维布。滚压时不得损伤碳纤维布,在接近碳纤维布端部时应从中间向两端滚压,以免碳纤维布鼓起,而且在滚压时,应用力按住碳纤维布,以防止其滑动。当多层铺设时,应尽量使铺层方向与主应力方向一致。若为碳纤维板时,则应在碳纤维板上涂抹粘贴胶时使中间较两边略厚,粘贴时稍用力按压,使粘贴胶从两侧溢出,以使粘贴胶密实、不留空鼓。根据需要,在碳纤维片材端部缠绕碳纤维布条锚固或机械锚固。  

5.表面防护

根据结构的实际要求进行表面防护处理,如喷涂防锈漆、防火涂料和装饰材料等,并应保证防护材料与碳纤维片材之间可靠粘结。

6.检验与验收

碳纤维片材实际粘贴面积应不小于设计量,位置偏差不大于10mm。碳纤维片材与钢结构之间的粘结质量可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维片材表面的方法来检验,要求在缺陷应力影响区域内不能有空鼓。

碳纤维片材加固钢结构可以在避免传统加固方法的缺陷的基础上,提高原有结构的刚度和承载能力,特别是可以显著提高疲劳损伤钢结构的疲劳寿命,延缓疲劳裂纹的扩展,因此碳纤维片材加固钢结构是一种很有前途的加固方法,并将广泛应用于实际工程。