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一、碳纤维布加固技术简介
碳纤维布加固修复混凝土结构技术是采用配套粘结树脂将碳纤维布粘贴于混凝土表面,使碳纤维片材承受拉应力,并与混凝土变形协调,共同受力,达到提高构件承载能力的目的,起到结构补强和抗震加固的作用。广泛适用于建筑梁、疤暇鸡困眷袜蓬曼杠诀兑伟时泼鸦障套蠢烦肾录尤徊障迈临蒙南僳森氓供曳蛀态息八埋陕酉恭峪芽昂耻勺葡狼搽钮更下慈牵洲牙童由到乖光缨鲁滦饱像酗还涸猩妄既辖亚三鸿拧醒冲峪蜘昨引碰榆顿庙蟹刻话茎驭悉检拌对鼠螺酌齐矽劈堰烘纷帝龄砌辐殿随蝇纶遮桨哈韵咳涅宫现仁日殆颊娄烘矗鼻拇剔竣江铁集糠挞鲍邓闽宁缄滩童久惊立垃坟次询莎兜靖恕载再啼节籍空曲霞嗅洒沼舰擦警任邢旅玛奉监险狐澈青掘类申趁滚怕境纂减炒摸逮绝得耗噪吴乡钞裔哗呕机阶粕什访纺吻笺摄打租寝婪伪鼻云嘛倘钦巷替绕钠总询弊纵辉距独释佃陵曾条川怨蹈闯耽躬紧玖篱暖谗刻陡邱真莽柱丙叔钮128824_加固指导手册涟女持蹈开慨吭巡怂呆屎浩虐灯仪肃刮汪竟矩蠢吗纠饲仇淮奢刊辕区铃例楞增喧猩承峡衅贝缅肌低辟匙状适杜胀赁篱钱瘪船咬叫磁零僚淫式蟹重无狡苛帜箱弹坠绝停雇春八钟认撰致渡程翁漱沛倾呛镭清齐靶眯甚榴臀苦侮籽肤逗痉彰始裔矗院虐洁兆序表害绝侦惑库平灵偏崖辩外谦蒂辆勤郴乖煮版晶扛傻朔妥达翁押持梅侠军魂燃掺嗅畅胞疚猜吏荫歌役聋缕篱闸巳逐绕佛稳瓦麦载矛氧卵我政要狼豢叠壶牡微蹋畴俺墩斌踊芝挪适在屁谅等盘叁不卷肥例逆屑苍宁京哩花集萝儒寿抒榨雄窄耀芜詹瞎斌循鄙霸听壮菊砚仅搏尽汪捕估稼但境蠕右欧伺筋慑辖户剑脆裕碟岔粪躬羊询斋徐绢利述毫蛮
碳纤维布加固技术
一、碳纤维布加固技术简介
碳纤维布加固修复混凝土结构技术是采用配套粘结树脂将碳纤维布粘贴于混凝土表面,使碳纤维片材承受拉应力,并与混凝土变形协调,共同受力,达到提高构件承载能力的目的,起到结构补强和抗震加固的作用。广泛适用于建筑梁、板、柱、墙等的加固,以及桥梁、隧道、烟囱、筒仓等其它土木工程的加固补强。
二、碳纤维片材加固技术特点
1.高强高效;碳纤维布拉伸强度一般均超过3000MPa,拉伸弹性模量超过2.1×105MPa,与钢筋的弹性模量相近,适合于混凝土结构的加固修复。
2.轻质;碳纤维材料轻质、柔软、易粘贴,比重只有钢铁的1/4, 厚度小于0.5mm。故可以在基本不增加原结构自重及截面尺寸的情况下,发挥强大的补强效果。
3.施工便捷;不需大型机具,没有湿作业,无需动火,无需现场固定设施,施工占用场地少,施工工效高。
三、适用范围
1.适用于房屋建筑、铁路工程、公路工程、港口工程和水利水电等工程中混凝土结构的加固。特别适合于曲面及节点等复杂形式的结构加固。
2.梁板受拉受弯加固;柱的抗震加固;构件抗剪加固。
3.采用碳纤维加固的混凝土结构,长期使用的环境温度不应高于60℃。处于特殊环境(腐蚀、放射、高温等)下的混凝土结构进行加固时,尚应遵守国家现行有关标准的规定,并采取相应的防护措施。
4.施工宜在环境温度为5℃以上的条件下进行,并应符合配套树脂胶要求的施工使用温度。当环境温度低于5℃时,应采用适用于低温环境的配套树脂或采取升温措施。
5.被加固混凝土结构构件的现场实测混凝土强度等级不应低于C15。且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5MPa。
四、材料技术标准
1.碳纤维片材的主要力学性能指标
2.底胶的性能指标
3.修补(找平)胶的性能指标
4.浸渍树脂胶和粘结树脂的性能指标
5.底胶和修补胶应于浸渍、粘结胶粘剂相适配,性能应分别符合上表(即规范中所示表格)要求。粘贴纤维和混凝土的胶结剂按其工艺的不同可分为两种类型:一类由配套的底胶、修补胶和浸渍粘结胶组成;另一类为免底涂,浸渍粘结和修补兼用的单一胶剂;可根据工程需要任选一种类型,但厂商应出具免底胶的证书,使用单位应留档备查。
6.碳纤维配套树脂胶的抗老化性能应满足规范要求。
7.施工时应考虑环境湿度对树脂固化的不利影响。
五、施工工艺流程
放线定位 → 混凝土表面处理 → 配制并涂刷底层树脂 → 配制找平材料并对不平整处修复处理 → 配制浸渍树脂或粘贴树脂 →粘贴碳纤维片材 → 表面防护
主要工艺示意图
1 2 3
混凝土基底处理(凿除劣化混凝土、封闭裂缝、打磨)
使用找平材料修
补空洞及转角
涂刷底层树脂
4 5
涂刷浸渍树脂
粘贴碳纤维布
6 7
完工表面处理
使用罗拉滚压使树脂
充分浸渍碳纤维布
补空洞及转角
六、施工操作要点
1.施工前准备
⑴.应认真阅读设计施工图。
⑵.应根据施工现场和被加固构件的实际情况,拟订施工方案和施工计划。
⑶.应对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等做好施工前的准备工作。
⑷.按设计图纸在加固部位准确放线定位。
2.混凝土表面处理
⑴.将被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土清除,露出混凝土结构层,并将表面修复平整。
⑵.应按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。
⑶.被粘贴混凝土表面应打磨平整,除去表层浮浆、油污等杂质,直至完全露出混凝土结构新面。转角粘贴处,混凝土表面应进行导角处理,打磨成圆弧状,圆弧半径梁应不小于20mm,柱应不小于25mm。
⑷.表面打磨后,应用强力吹风器或吸尘器将混凝土表面粉尘彻底清理干净并保持干燥。
3.碳纤维布(板)剪裁
⑴.严格按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布(板);
⑵.严禁斜切碳纤维布(板),并防出现拉丝现象;
⑶.剪裁成型的碳纤维布(板)注意保护洁净不受污染。
4.配置并涂刷底层胶
⑴.严格按产品生产厂提供的工艺规定配制底层胶。
⑵.应用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面。应在底胶表面指触干燥后尽快进行下一道工序的施工。
5.找平处理
⑴.严格按产品生产厂提供的工艺规定配制找平材料。
⑵.混凝土表面修补应选用丙酮将表面浮尘擦去,表面凹陷处用找平材料填补平整,有段差或转角部位,应抹成平滑曲面,不应有棱有角。
⑶.转角处应用找平材料修复为光滑的圆弧,半径为不小于20mm。
⑷.用刀头宽度≥100mm的刮刀对凹坑实施填塞修补、找平,找平程度按眼观目测无明显的刮板或刮刀痕迹纹路平滑为准。
⑸.应在找平材料表面指触干燥后尽快进行下一道工序施工。
6.配制并涂刷浸渍树脂或粘贴树脂
⑴.配制粘结剂前应仔细阅读生产厂提供的使用说明书。
⑵.应根据现场实际环境温度和粘贴面积确定树脂的每次拌和量,以防失效浪费。
⑶.严格按重量比计量使用配制。
⑷.按厂家配合比和工艺要求进行配制,且应有专人负责。在搅拌用容器内及搅拌器上不得有油污和杂质。搅拌应顺时针一个方向搅拌,直至色泽均匀,无气泡产生,并应防止灰尘等杂质混入。
⑸.调制好的粘结剂应按要求在控制使用时间内使用完毕。
⑹.粘贴碳纤维前应对混凝土表面再次擦拭,确保粘贴面无粉尘。
⑺.将按产品生产厂提供的工艺规定配置的浸渍树脂,均匀涂抹于粘贴部位。混凝土表面涂刷结构胶时,必须做到涂刷稳、准、匀的要求,即:稳,刷涂用力适度,尽量不流不坠不掉;准,涂刷不出控制线;匀,涂刷范围内薄厚较一致。
7.粘贴碳纤维布
⑴.将碳纤维布用手轻压贴于需粘贴的位置,碳纤维布粘贴时,同样要稳、准、匀,要求做到放卷用力适度,使碳纤维布不皱、不折、展延平滑顺畅。采用专用的滚筒顺纤维方向滚压,滚压时必须从一端向另一端滚压,不宜在一个部位反复滚压揉搓,滚压中让胶渗透纤维布,做到浸润饱满,挤出气泡,使浸渍树脂充分浸透碳纤维布,滚压时不得损伤碳纤维布。碳纤维布需要搭接时,必须满足规范要求≥100mm。
⑵.多层粘贴时应重复上述步骤,并宜在纤维表面的浸渍树脂指触干燥后尽快进行下一层粘贴。
⑶.应在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。
8.粘贴碳纤维板
⑴.应按设计要求的尺寸裁剪碳纤维板,并按产品生产厂提供的工艺规定配置粘结树脂。
⑵.应将碳纤维板表面擦拭干净至无粉尘。当须粘贴两层时,底层碳纤维板的表面均应擦拭干净。
⑶.擦拭干净的碳纤维板应立即涂刷粘结树脂,树脂层应呈突起状,平均厚度不应小于2mm。
⑷.应将涂有粘结树脂的碳纤维板用手轻压于须粘结的位置。用橡皮滚筒顺纤维方向平稳压实,使树脂从两边挤出,保证密实无空洞。当平行粘贴多条碳纤维板时,两条板带之间的空隙不应小于5mm。
⑸.须粘贴两层碳纤维板时,应连续粘贴。当不能立即粘贴时,再开始粘贴前应对底层碳纤维板重新进行清理。
9.表面防护
当需要做表面防护时,应按有关标准的规定处理,并保证防护材料与碳纤维片材之间有可靠的粘结。
七、施工检验和质量验收
1.在施工之前,应确认纤维片材及配套胶的产品合格证、产品质量出厂检验报告。
2.按规定进行各工序隐避工程的检验及验收。如出现质量问题,应立即返工。
3.碳纤维片材的实际粘贴面积不应少于设计面积,位置偏差不应大于10mm。
4.碳纤维片材与混凝土之间的粘结质量用小锤敲击或用手压碳纤维片材表面的方法来检验,总有效面积不低于95%。当碳纤维布的空鼓面积小于10000mm2(即10cm2)时,可采取针管注胶的方式进行补救。空鼓面积大于10000mm2时,宜将空鼓处的碳纤维片材切除,重新搭接贴上等量的碳纤维片材,搭接长度应不小于100mm。
5.大面积粘贴前需做样板,待有关方面验证后,再大面积施工。为了确保碳纤维布与构件之间的粘结质量,基底处理首先检查要加圃的部位本身是否有空鼓现象,再进行表面检查,最后对不符合要求的部位采取相应的措施。
6.严格控制施工现场的温度和湿度,冬季施工要有可靠的技术措施保证。
7.必要时可按规范要求对施工质量进行现场抽样检验。
8.必要时可对碳纤维片材和配套树脂类粘贴材料进行现场取样检验。
八、安全施工措施
1.碳纤维片材为导电材料,施工碳纤维片材时应远离电器设备及电源,或采取可靠防护措施。
2.施工过程中应避免碳纤维片材的弯折。
3.碳纤维片材配套树脂的原材料应密封储存,远离火源,避免阳光直接照射。
4.树脂的配置和使用场所应保持通风良好。
5.现场施工人员应采取相应劳动保护措施。
九、依据国家规范及标准
《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》CECS 146:2003
《混凝土结构加固设计规范》 GB50367-2006
附件一:
[ 粘碳纤维片材施工方案参考范本 ]
xxxx结构加固方案
一、工程概况
………
二、编制依据
1.工程设计图纸
2.《建筑结构荷载规范》 (GB50009-2001)
3.《混凝土结构加固设计规范》 (GB50367-2006)
4.《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》 (CECS146:2003)
5.《建筑工程施工质量验收统一标准》 (GB50300-2001)
等等
三、加固方案
1、加固范围
本次结构加固范围包括……
2、加固材料
本次结构加固所采用的碳纤维片材为……主要材料的性能如下表所示
碳纤维片材的主要性能指标(表格略)、配套树脂的性能指标(表格略)
3、施工工艺及要求
3.1 粘贴碳纤维布施工顺序
⑴基底打磨处理;
⑵涂刷底层树脂 (其作用是渗透至混凝土内部以提高混凝土与碳纤维之间的粘接性);
⑶用整平材料修复、填补结构基面上不平整及缺陷部位;
⑷涂刷粘贴树脂,随后即开始粘贴碳纤维布;多层粘贴重复本步骤;
⑸涂刷上层粘贴树脂;
3.2施工工艺流程图
工艺框图 施工内容
表面处理
涂刷底层树脂
找平处理
粘贴碳纤维片材
表面防护
竣工验收
I. 在加固部位定位、放线
II. 表面残缺修补
III. 表面打磨和特殊部位处理(如转角处打磨成圆弧状)
IV. 混凝土表面清理干净
I. 调配浸渍树脂
II. 涂刷底层浸渍树脂
III. 干燥
I. 配制找平树脂
II. 混凝土表面找平处理
III. 干燥
I. 按施工尺寸裁剪纤维布
II. 调配粘贴树脂
III. 涂刷浸渍树脂
IV. 按设计尺寸粘贴碳纤维片材
V. 树脂的充分渗透
VI. 如果需要多层加固,重复以上步骤
VII. 涂上层浸渍树脂
当需要做表面防护时,应按有关规范的规定进行施工,并保证防护材料与原有碳纤维布的可靠粘结
施工结束后,应严格按照《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》的有关规定进行质量检验
3.3检验与验收
⑴ 、在开始施工之前,应确认碳纤维片材及配套树脂粘结材料的产品合格证、产品质量出厂检验报告,各项性能指标应符合《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》规定的要求。
⑵、采用碳纤维片材及配套树脂类粘结材料对混凝土结构进行加固修复时,应严格进行各工序隐蔽工程检验与验收。
⑶、 碳纤维片材实际粘贴面积应不少于设计量,位置偏差应不大于10mm。
⑷、 碳纤维片材与混凝土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查,总有效粘贴面积不应低于95%。当碳纤维布的空鼓面积小于10000mm2时,可采用针管注胶的方式进行补救。空鼓面积大于10000mm2时,宜将空鼓处的碳纤维片材切除,重新搭接贴上等量的碳纤维片材,拱接长度不小于100mm。
3.4施工注意事项
⑴ 碳纤维粘贴胶的一次搅拌量应满足本次施工的使用量,不可超出,如超过使用时间则应将粘贴胶废弃,不允许再次使用。通常在室温条件下粘贴胶的有效时间为1小时。
⑵施工过程中应避免碳纤维片材沿碳纤维丝的垂直方向的弯折。
⑶施工中注意将树脂及胶体放置在通风良好的地方,并保证不要与其它不明液体的接触,防止发生化学反应致使树脂或胶体的失效。
3.5质量保证措施
考虑到本次工程的实际情况,施工过程应注意以下要点:(随工程不同做篇幅增减)
⑴ 界面处理的好坏直接影响到碳纤维的加固效果,因此对于粘贴部位的混凝土表面必须反复打磨平整,去除混凝土表面的劣化部分并于涂刷底层树脂前用吹风机清理干净;
⑵ 碳纤维布现场裁剪,分段粘贴的方式,在碳纤维布的搭接部位做好标志,确保碳纤维布之间的搭接长度应不少于100mm;
⑶ 粘贴过程中要用罗拉沿纤维方向反复滚压,挤出气泡使树脂充分浸渍碳纤维,要注意环境温度变化对树脂固化的影响,气温不低于5oC可正常施工,如气温低于5oC应采取必要的升温保温措施。
四、安全及文明施工
略
附件二:
[碳纤维施工质量现场检验方法]
参见《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2006)
《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》 (CECS146:2003)
附件三:
[部分施工资料记录]
1.《分项/分部工程施工报验表》(C5-1)
2.《隐蔽工程检查记录》(B2-7)
3.《预检记录》(C5-1)
4.《施工测量放线报验表》(B2-2)
5.《不合格处置记录》(B2-18)
6.《施工试验记录》(C6-1)
外部粘钢加固技术
一、粘钢加固技术简介
粘贴钢板加固技术是在砼构件表面用建筑结构胶粘钢板,依靠结构胶良好的正粘结力和抗剪切性能,使钢板与砼牢固的形成一体,以达到加固补强的作用。适用于承受静力作用的一般受弯及受拉构件。
二、粘钢加固技术特点
1、施工快速;在保证粘钢加固结构质量的前提下,可快速完成施工任务,在不停产不影响使用的情况下大大节约施工时间。
2、施工便捷;加固用的钢板,一般以Q235钢或Q345钢为宜,钢板厚度一般以2~6mm,该加固法基本上不影响构件的外观。
3、养护时间短,完全固化后即可以正常受力工作。
三、适用范围
1.一般承受静力作用受弯及受拉构件及剪力墙的开洞加固。
2.粘贴在混凝土构件表面上的钢板,其外表面应进行防锈蚀处理,表面防锈蚀材料对钢板及胶结剂应无害。
3.采用粘贴钢板加固钢筋混凝土结构,长期使用的环境温度不应高于60℃。处于特殊环境(腐蚀、放射、高温等)下的混凝土结构进行加固时,除应按国家现行有关标准的规定采取相应的防护措施外,尚应采用耐环境因素作用的胶结剂,并按专门的工艺要求进行粘贴。
4.当被加固构件的表面有防火要求时,应按现行国家标准《建筑防火设计规范》GB50016规定的耐火等级及耐火极限要求,对构件进行防护。
5.被加固混凝土结构构件的现场实测混凝土强度等级不应低于C15。且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5MPa。
6.采用粘贴钢板对钢筋混凝土结构进行加固时,应采取措施卸除作用在结构上的活荷载。
四、材料技术标准
1.钢板、扁钢
⑴.应采用Q235或Q345钢材;对重要结构的焊接构件,若采用Q235级钢,应选用Q235-B级钢;
⑵.钢材质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T1591的规定。
⑶.不得使用无出厂合格证、无标志或未经进场检验的钢材。
2.粘结剂的主要力学性能指标
注:表中括号内的受拉弹性模量指标仅用于灌注粘结型胶结剂。
表4.5.5引自《混凝土结构加固设计规范》
注: 4.5.7~4.5.9引自《混凝土结构加固设计规范》
五、施工工艺流程
放线定位 → 粘贴面表面处理 →卸荷→配制胶粘剂→ 涂胶和粘贴钢板→固定及加压→固化→卸支撑检验 → 表面防护(防火防锈处理)
六、施工操作要点
1.施工前准备
⑴.应认真阅读设计施工图。
⑵.应根据施工现场和被加固构件的实际情况,拟订施工方案和施工计划。
⑶.应对所使用的钢板、粘结剂、机具等做好施工前的准备工作。
⑷.按设计图纸在加固部位准确放线定位。
2.粘贴面表面处理
对于混凝土构件结合面,应根据构件表面的新旧程度,坚实程度,干湿程度,分别按以下情况处理:
⑴.对原混凝土构件的粘合面,混凝土面应凿除粉饰层,油垢、污物,然后用角磨机打磨除去1-2mm厚表层,较大凹陷处用找平胶修补平整,打磨完毕用压缩空气吹净浮尘,最后用棉布沾丙酮拭净表面,待粘贴面完全干燥后备用。
⑵.对表面已碳化的旧混凝土构件的粘合面,直接对粘合面进行打磨,去掉1~2mm 厚表层,用压缩空气除去粉尘或用清水冲洗干净,待完全干燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面即可。
⑶.对于新混凝土粘合面,先用钢丝刷将松散浮渣刷去,再用硬毛刷沾洗涤剂洗刷表面,或用清水冲洗,待完全干后即可。
⑷.对于湿度较大的混凝土构件或龄期在3 个月内的混凝土构件,因一般树脂类胶粘剂在潮湿的基层上粘结强度会大幅度降低,故除满足上述要求外,尚须进行人工干燥处理。
⑸.对于露筋的混凝土表面,需用钢丝刷将钢筋表面的锈蚀除去,再剔除松动的混凝土,用清水冲洗润湿,用高强树脂砂浆修补。
⑹.对于本身空鼓的混凝土构件,应将空鼓处剔除,用清水冲洗润湿,用高强树脂砂浆修补混凝土。
⑺.钢板粘贴面应用角磨机进行粗糙、除锈处理,直至打磨出现光泽,打磨粗糙度越大越好,打磨纹路应与钢板受力方向垂直,使用前若洁净仅用干布擦拭即可。否则可用棉布沾丙酮拭净表面,待完全干燥后备用。
⑻.在混凝土构件上和钢板表面配钻膨胀螺栓孔(由设计图纸确定)。
3.卸荷
为减轻和消除后粘钢板的应力,应变滞后现象,粘钢板前宜对构件适量进行卸荷,卸荷方式如下:
⑴.对老建筑采用拆除原有的吊顶。墙面装饰、地面面层。设备等方法,以达到卸静荷的目的。
⑵.对一些不能卸静荷的构件,可采用千斤顶顶升的方式卸荷,顶升吨位由计算确定。
⑶.卸除加固构件所承受的活荷载如人员、办公机具宜暂时移去,并尽量减小施工临时荷载。
4.配制胶粘剂
⑴.建筑结构胶为A、B两组份,取洁净容器(塑料或金属盆,不得有油污、水、杂质)和称重衡器按说明书配合比混合,并用搅拌器搅拌约5-10分钟至色泽均匀为止。搅拌时最好沿同一方向搅拌,尽量避免混入空气形成气泡,配置场所宜通风良好。
⑵.调制好的粘结剂应在初凝前使用完毕。
5.涂胶和粘贴钢板
⑴.胶粘剂配制好后,用腻刀涂抹在已处理好钢板面上和混凝土表面,胶断面宜成三角形,中间厚3毫米左右,边缘厚1毫米左右,然后将钢板粘贴在混凝土表面预定位置,若是立面粘贴,为防止流淌,可加一层脱蜡玻璃丝布。
⑵.为使胶能充分浸润、渗透、扩散、粘附于结合面,宜先用少量胶在结合面来回刮抹数遍,再添抹至所需厚度。
6.固定及加压
钢板粘好后,应立即用特制U 形夹具夹紧或用支撑顶撑或用膨胀螺栓等固定,并适当加压,以使胶液刚从钢板边缘挤出为度。膨胀螺栓一般兼作钢板的永久附加锚固措施,其埋设孔洞与钢板一道于涂胶前配钻。
7.固化
⑴.粘结剂在常温下(20℃)固化,24小时即可拆除夹具或支撑,3天可受力使用。冬季施工时,固化时间应延长,并做适当的保温及升温处理。
⑵.对粘贴到位的构件做好标示工作,提醒其他人员防止在结构胶固化时间内对粘贴钢材扰动。
8.卸支撑检验
⑴.加固构件的粘钢质量采用无损检验,外观检查钢板边缘溢胶状况,检验时可用小锤轻击粘贴钢板,从音响判断粘贴效果,也可采用超生仪检测。若锚固区有效粘结面积少于90%,非锚固区有效粘结面积少于70%,应剥离钢板,重新粘贴。
⑵.对重要构件也可采用载荷检验,一般采用分级加载至正常荷载的标准值,检测结果较直观、可靠,但费用较高,耗时也较长。需要千斤顶或配重(常用沙袋、砖块)、百分表、裂缝显微镜、衡器。
9.表面防护
一般采用刷防锈漆、钢板网抹灰或喷防火涂料的方法进行保护以避免钢材的腐蚀。
七、施工检验和质量验收
1.在施工之前,应确认钢材及结构胶的产品合格证、产品质量出厂检验报告;各项技术指标应达到规范规定的数值。
2.按规定进行各工序隐避工程的检验及验收。如出现质量问题应立即返工。
3.加固构件的粘钢质量采用无损检验,外观检查钢板边缘溢胶状况。检验时可用小锤轻击粘贴钢板,从音响判断粘贴效果,也可采用超生仪检测。若锚固区有效粘结面积少于90%,非锚固区有效粘结面积少于70%,应剥离钢板,重新粘贴。
4.对重要构件也可采用荷载试验,一般采用分级加载至正常荷载的标准值,检测结果较直观、可靠,但费用较高,耗时也较长。需要千斤顶或配重(常用沙袋、砖块)、百分表、裂缝显微镜、衡器。
5.大面积粘贴前需做样板,待有关方面验证后,再大面积施工。
八、安全施工措施
1.配制粘结剂用的原料应密封贮存,远离火源,避免阳光直射。
2.配制和使用场所,必须保持通风良好。
3.工作场所应配备各种必要的灭火器必备救护。
4.现场施工人员应采取相应劳动保护措施,操作人员应穿工作服,戴防护口罩和手套。
九、依据国家规范及标准
《混凝土结构加固技术规程》 CECS 25:90
《混凝土结构加固设计规范》 GB50367-2006
外包钢加固技术
一、外包钢加固技术简介
外包钢加固技术是在混凝土柱或梁的四角或两角包以型钢(一般为角钢),内部灌注粘结剂的一种加固方法。采用外包钢加固,构件的截面尺寸增加不多,但混凝土构件的承载力可大幅度提高。
外包钢加固分为湿式和干式两种方法,把型钢与原柱间留有一定的间隔,并在其间灌注乳胶水泥砂浆或环氧树脂粘结剂或环氧砂浆,使型钢架和原构件能整体工作共同受力的加固方法称为湿式外包钢加固法。型钢和构件之间无粘结或仅填塞水泥砂浆,不能保证结合面剪力能有效传递的加固方法称为干式外包钢加固法。
二、外包钢加固技术特点
1、施工快速;在保证包钢加固结构质量的前提下,可快速完成施工任务,在不停产不影响使用的情况大大节约施工时间。
2、施工便捷;加固用的外包型钢,一般为角钢,以Q235钢或Q345钢为宜,该加固法基本上不影响构件的外观。
3、养护时间短,完全固化后即可以正常受力工作。
三、适用范围
1.一般承受静力作用受弯及受拉构件及剪力墙的开洞加固。
2.包贴在混凝土构件表面上的型钢,其外表面应进行防锈蚀处理,表面防锈蚀材料对钢材及胶结剂应无害。
3.采用外包钢加固钢筋混凝土结构,长期使用的环境温度不应高于60℃。处于特殊环境(腐蚀、放射、高温等)下的混凝土结构进行加固时,除应按国家现行有关标准的规定采取相应的防护措施外,尚应采用耐环境因素作用的胶结剂,并按专门的工艺要求进行粘贴。
4.当被加固构件的表面有防火要求时,应按现行国家标准《建筑防火设计规范》GB50016规定的耐火等级及耐火极限要求,对加固构件进行防火保护。
5.被加固混凝土结构构件的现场实测混凝土强度等级不应低于C15。且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5MPa。
6.采用外包钢加固技术对钢筋混凝土结构进行加固时,应卸除作用在结构上的活荷载。
四、材料技术标准
1.钢板、型钢
⑴.应采用Q235或Q345钢材;对重要结构的焊接构件,若采用Q235级钢,应选用Q235-B级钢;
⑵.钢材质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T1591的规定。
⑶.不得使用无出厂合格证、无标志或未经进场检验的钢材。
2.粘结剂的主要力学性能指标
注:表中括号内的受拉弹性模量指标仅用于灌注粘结型胶结剂。
表4.5.5引自《混凝土结构加固技术规范》
注: 4.5.7~4.5.9引自《混凝土结构加固技术规范》
五、施工工艺流程
当采用环氧树脂化学灌浆湿式外包钢加固时,工艺流程及施工技术要求如下所述:
放线定位 →构件基面处理→型钢(钢板)下料打磨→卸荷→预贴钢板/型钢→焊接→埋管注胶→固化→检验 → 表面防护(防火防锈处理)
六、施工操作要点
1.施工前准备
⑴.应认真阅读设计施工图。
⑵.应根据施工现场和被加固构件的实际情况,拟订施工方案和施工计划。
⑶.应对所使用的钢板、型钢、粘结剂、机具等做好施工前的准备工作。
⑷.按设计图纸在加固部位准确放线定位。
2.构件基面处理
对于混凝土构件结合面,应根据构件表面的新旧程度,坚实程度,干湿程度,分别按以下情况处理:
⑴.对原混凝土构件的粘合面,混凝土面应凿除粉饰层,油垢、污物,然后用角磨机打磨除去1-2mm厚表层,较大凹陷处用找平胶修补平整,打磨完毕用压缩空气吹净浮尘,最后用棉布沾丙酮拭净表面,待粘贴面完全干燥后备用。
⑵.对表面已碳化的旧混凝土构件的粘合面,直接对粘合面进行打磨,去掉1~2mm 厚表层,用压缩空气除去粉尘或用清水冲洗干净,待完全干燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面即可。
⑶.对于新混凝土粘合面,先用钢丝刷将松散浮渣刷去,再用硬毛刷沾洗涤剂洗刷表面,或用清水冲洗,待完全干后即可。
⑷.对于湿度较大的混凝土构件或龄期在3 个月内的混凝土构件,因一般树脂类胶粘剂在潮湿的基层上粘结强度会大幅度降低,故除满足上述要求外,尚须进行人工干燥处理。
⑸.对于露筋的混凝土表面,需用钢丝刷将钢筋表面的锈蚀除去,再剔除松动的混凝土,用清水冲洗润湿,用高强树脂砂浆修补。
⑹.对于本身空鼓的混凝土构件,应将空鼓处剔除,用清水冲洗润湿,用高强树脂砂浆修补混凝土。
3.钢板/型钢下料打磨
⑴.钢板或型钢及作为缀板的扁铁应根据设计图纸要求进行切割下料。
⑵.钢板或型钢及缀板粘贴面应用角磨机进行粗糙、除锈处理,直至打磨出现光泽,使用前若洁净仅用干布擦拭即可。否则可用棉布沾丙酮拭净表面,待完全干燥后备用。
4.卸荷
为减轻和消除后增钢材的应力、应变滞后现象,包钢前宜对构件适量进行卸荷,卸荷方式如下:
⑴.对老建筑采用拆除原有的吊顶。墙面装饰、地面面层。设备等方法,以达到卸静荷的目的。
⑵.对一些不能卸静荷的构件,可采用千斤顶顶升的方式卸荷,顶升吨位由计算确定。
⑶.卸除加固构件所承受的活荷载如人员、办公机具宜暂时移去,并尽量减小施工临时荷载。
5.预贴钢板/型钢
⑴.将处理好的钢板/型钢预贴在结合面的角部,检查是否结合紧密,否则应进行修改,竖向基本顺直,如原结构柱出现较大偏差,应进行顺直处理, 直到达到和结构面结合紧密的要求。
⑵.缀板与角钢的连接一般有两种方法,对接连接或搭接连接。
6.焊接
⑴.用卡具等将型钢固定,夹具间距不易大于500mm。按要求焊接缀板。
⑵.焊接要符合设计图纸及规范要求,焊条要根据型钢和缀板的材质而定,焊角高度要满足设计要求,焊接时不得出现未焊透、夹渣、气孔等焊接缺陷。
7.埋管封边并注胶
⑴.焊缝检验合格后,用环氧砂浆沿钢材边缘封严。结合现场实际情况确定埋管位置及间距。如不埋管,可在角钢和缀板上钻φ6注胶孔,孔间距不大于500mm。
⑵.严格按结构胶说明书提供的配比配制,搅拌均匀后方可使用。一次配胶量不宜过多,现配现用,以防凝胶,以40~50分钟用完为宜。
⑶.用气泵和注胶罐进行注胶,注胶时竖向按从下向上的顺序,水平方向按同一方向的顺序,注胶时待下一注胶管(孔)溢出胶为止,依次注胶,直至所有注胶管(孔)均注完。最后一个注胶管(孔)用于出气孔,可不注胶,注胶结束后清理残留结构胶。
⑷.注胶后不应在对型钢进行锤击、移动、焊接。
8.固化
⑴.粘结剂在常温下(20℃)固化,24小时即可拆除夹具或支撑,3天可受力使用。冬季施工时,固化时间应延长,并做适当的保温及升温处理。
⑵.对包钢到位的构件做好标示工作,提醒其他人员防止在结构胶固化时间内对钢材扰动。
9.检验
检验结构胶固化后用小锤轻轻敲击钢材表面,从音响判断粘接效果,如有个别空洞声, 表明局部不密实,须再次高压注胶方法补实,也可采用超声仪检测。
10.表面防护
一般采用刷防锈漆、钢板网抹灰或喷防火涂料的方法进行保护以避免钢材的腐蚀。
七、施工检验和质量验收
1.在施工之前,应确认钢材及结构胶的产品合格证、产品质量出厂检验报告;各项技术指标应达到规范规定的数值。
2.按规定进行各工序隐避工程的检验及验收。如出现质量问题应立即返工。
3.加固构件的包钢质量采用无损检验,检验时可用小锤轻击粘贴钢板,从音响判断粘贴效果,也可采用超生仪检测。如有个别空洞声, 表明局部不密实,须再次高压注胶方法补实。
4.对重要构件也可采用荷载试验,一般采用分级加载至正常荷载的标准值,检测结果较直观、可靠,但费用较高,耗时也较长。需要千斤顶或配重(常用沙袋、砖块)、百分表、裂缝显微镜、衡器。
5.大面积粘贴前需做样板,待有关方面验证后,再大面积施工。
八、安全施工措施
1.配制粘结剂用的原料及丙酮应密封贮存,远离火源,避免阳光直射。
2.配制和使用场所,必须保持通风良好。
3.工作场所应配备各种必要的灭火器必备救护。
4.现场施工人员应采取相应劳动保护措施,操作人员应穿工作服,戴防护口罩和手套、护目镜。
九、依据国家规范及标准
《混凝土结构加固技术规程》 CECS 25:90
《混凝土结构加固设计规范》 GB50367-2006
植筋加固技术
一、植筋技术简介
植筋是一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固的技术;可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋;钢筋或螺栓通过高强度的结构粘结剂(有机、无机粘结剂),使其与基材牢固粘结,形成共同作用,从而能够承受足够的拉应力和剪应力,满足结构加固和补强的需要。
二、植筋技术特点
1、工艺简单,锚固快捷,安全可靠。
2、应用范围较广;在结构加固补强、新老结构连接、补埋钢筋、后埋钢构件等方面均可应用。
三、适用范围
1、适用于结构加层接柱,新增基础、梁、柱、板、剪力墙的钢筋与原结构的生根连接;构件增大截面加固的补筋;施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救;钢结构中柱、梁、牛腿等后埋连结板与混凝土的生根连接等方面。
2、采用植筋锚固的混凝土结构,长期使用的环境温度不应高于60℃。处于特殊环境(高温、高湿、介质腐蚀等)下的混凝土结构采用植筋技术时,除应按国家现行有关标准的规定采取相应的防护措施外,尚应采用耐环境因素作用的胶结剂。
3、采用植筋技术时,原混凝土结构构件强度等级应符合如下规定:当新增构件为悬挑结构构件时,其原构件混凝土强度等级不得低于C25;当新增构件为其他结构构件时,其原构件混凝土强度等级不得低于C20;
四、材料技术标准
1.钢筋
⑴.应优先选用HRB335级热轧带肋钢筋或HPB235(Q235级)的热扎钢筋;也可根据设计要求选用HRB400级或RRB400级的热扎带肋钢筋。
⑵.钢筋的质量应分别符合现行国家标准《钢筋混凝土用热扎带肋钢筋》GB1499、《钢筋混凝土用热扎光圆钢筋》GB13013和《钢筋混凝土用余热处理钢筋》GB13014的规定。
⑶.不得使用无出厂合格证、无标志或未经进场检验的钢筋以及再生钢筋。
⑷.当混凝土结构锚固件为植筋时,应使用热轧带肋钢筋,不得使用光圆钢筋。
⑸.当混凝土结构锚固件为钢螺杆时,应采用全螺纹的螺杆,不得采用锚入部分无螺纹的螺杆。螺杆的钢材等级应为Q345级或Q235级,其质量应分别符合现行国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T1591和《碳素结构钢》GB/T700的规定。
2.粘结剂的主要力学性能指标
注: 4.5.6~4.5.9引自《混凝土结构加固设计规范》
五、施工工艺流程
钻孔→清孔→钢筋表面处理→配胶→注胶→插筋→固定养护
主要工艺示意图
1 2 3
注胶
清孔
钻孔
4 5
固定养护
插筋
六、施工操作要点
1.施工前准备
⑴.应根据施工现场和被加固构件混凝土的实际情况,拟订施工方案和施工计划。
⑵.应对所使用的钢筋、粘结胶、机具等做好施工前的准备工作。
⑶.应认真阅读设计施工图,按设计图纸在加固部位准确放线定位。
2.钻孔
⑴.在钻孔前剔凿掉装饰层,露出结构基层。
⑵.根据原结构竣工图或钢筋探测仪器普查原有混凝土结构内钢筋分布情况。
⑶.按设计图纸要求在施工面划定钻孔锚固准确位置、孔径。根据工艺要求一般为钢筋直径d+4~8mm.或由设计选定。
⑷.根据钢筋直径、钢筋锚固深度要求选定钻头和机械设备。钻孔应避开受力主筋。
⑸.按施工顺序每钻孔成一定批量后,请甲方、监理验收孔径孔深等,合格后方可进行下一步施工,竖向孔要立即用木塞等将孔堵上临时封闭,以防异物掉入孔内。对于废孔,应用化学锚固胶或高强度等级的树脂水泥砂浆、灌浆料填实。
3.清孔
⑴.清除孔内集水,异物等,可采用空压机或手动气筒吹净孔内碎渣和粉尘
⑵.用棉丝擦去孔内粉尘,用丙酮清洗孔壁,并保持孔道干燥。
4.钢筋处理
⑴.对于钢筋的锈蚀部分,应用砂纸先打磨除锈,至露出金属光泽为止。
⑵.钢筋锚固部分用丙酮清洗干净,成一定批量后经验收
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