专题3桥梁维修加固用材料.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,重庆交通大学,yaoguowen,常用维修加固技术,裂缝修补,粘贴钢板加固,粘贴碳纤维复合材料加固,植筋锚固,支座更换,主要内容,维修加固常用材料,修补胶，聚合物水泥注浆料,钢板，焊接材料，胶黏剂，锚栓,碳纤维布、碳纤维板，修补胶，底胶，浸渍胶、粘贴胶,钢筋，胶黏剂,材料性能、质量要求,材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,第一部分,材料性能、质量要求,裂缝修补材料,粘贴钢板加固材料,粘贴,CFRP,加固材料,植筋锚固材料,重庆交通大学,yaoguowen,材料品种、规格、性能，满足国家、行业标准的规定，并满足设计要求,检查品种、级别、包装、出厂日期、,产品性能检测报告,等,主要性能指标按照标准要求进行复检,纤维复合材料要采用与之配套的树脂类修补胶、黏结胶、表面防护材料,纤维材料与胶黏剂配伍的安全性和适配性试验,新材料需要通过相关管理部门组织的技术鉴定,鼓励符合要求的新材料进入市场,严禁使用无出厂合格证、无标志或未经进场检验的材料,O,、材料选用原则,重庆交通大学,yaoguowen,裂缝修补方法,表面封闭法：,0.15mm,自动低压渗注法：,0.11.5mm,压力灌注法：,0.15mm,裂缝修补胶，聚合物水泥注浆料,浆液黏度小，渗透性、可灌性好,固化后,收缩性小,，固化时间可调节，灌浆工艺方便，固化后无有害化学物质残留,一、裂缝修补材料,自动低压渗注、压力灌注用修补胶性能指标,一、裂缝修补材料,胶体抗拉强度,20 MPa,GB/T 2568,胶体抗拉弹性模量,1500 MPa,GB/T 2568,胶体抗压强度,50 MPa,GB/T 2569,胶体抗弯强度,30 MPa,，不得呈脆性（碎裂状）破坏,GB/T 2570,钢,-,钢拉伸抗剪强度,10 MPa,GB/T 7124,不挥发物含量,99%,GB/T 2793,可灌注性,产品说明书规定压力 下，注入宽度为,0.1mm,的裂缝,现场试灌注，,固化后钻芯取样检验,重庆交通大学,yaoguowen,聚合物水泥注浆料性能指标,一、裂缝修补材料,浆体劈裂抗拉强度,5 MPa,GB 50367,浆体抗压强度,40 MPa,GB/T 2569,浆体抗折强度,10 MPa,GB 50367,注浆料与混凝土正拉黏结强度,2.5 MPa,且混凝土破坏,GB 50367,重庆交通大学,yaoguowen,修补材料性能试验方法,GB/T 2568-1995,：树脂浇铸体拉伸性能试验方法,GB/T 2569-1995,：树脂浇铸体压缩性能试验方法,GB/T 2570-1995,：树脂浇铸体弯曲性能试验方法,GB/T 7124-2008,：胶粘剂拉伸剪切强度测定（刚性材料对刚性材料）,GB/T 2793-1995,：胶粘剂不挥发物含量的测定,GB 50367-2006,：混凝土结构加固设计规范,附录,G,：富填料胶体、聚合物砂浆体劈裂抗拉强度测定方法,附录,H,：高强聚合物砂浆体抗折强度测定方法,附录,F,：粘接材料粘合加固材与基材的正拉粘接强度试验室测定方法及,评定标准,一、裂缝修补材料,重庆交通大学,yaoguowen,修补材料性能试验方法,可灌注性：,现场试验，灌注固化后钻芯取样检验,若仅用于表面封闭，可以不做此项检验,注浆效果：,修补胶达到,7d,固化期时，钻芯取样检验，观察混凝土界面的黏结情况及饱满程度,芯样采用,劈裂抗拉强度测定方法,，沿裂缝,方向施加劈力，要求破坏发生在混凝土部,分（内聚破坏），或者发生在界面上的破,坏面积小于破坏面总面积的,15%,一、裂缝修补材料,重庆交通大学,yaoguowen,钻取芯样,取样部位由设计单位确定,取样数量按裂缝注射或注浆的分区确定，每区,2,个芯样,芯样骑缝钻取，避开内部钢筋,芯样直径,50mm,取芯孔洞立即用强度高一等级的小石子混凝土填实,一、裂缝修补材料,重庆交通大学,yaoguowen,粘贴钢板加固方法,涂胶法,压力注胶法,钢板，焊接材料，胶黏剂,钢板：,Q235-B,、,Q345-C,（可焊性好），工厂下料,焊接部位避开结构最大应力区域,焊接材料：,型号与钢板强度对应,宜采用低氢型焊条，保证焊缝良好的抗疲劳性能,二、粘贴钢板加固材料,重庆交通大学,yaoguowen,粘贴钢板用胶黏剂,A,级胶：用于,重要,结构或构件的加固,B,级胶：用于,一般,结构或构件的加固,胶黏剂：人工合成的高分子材料，紫外老化、湿热老化等问题 不可避免,A,、,B,级别之分：,以,韧性、耐湿热老化,性能指标为主，,而不是强度指标,二、粘贴钢板加固材料,重庆交通大学,yaoguowen,二、粘贴钢板加固材料,胶体抗拉强度,30 MPa,25 MPa,GB/T 2568,胶体抗拉弹性模量,3500,（,3000,）,MPa,胶体抗弯强度,45 MPa,35 MPa,GB/T 2570,不得呈脆性（碎裂状）破坏,胶体抗压强度,65 MPa,GB/T 2569,胶体伸长率,1.3%,1.0%,GB/T 2568,钢,-,钢拉伸抗剪强度标准值,15 MPa,12 MPa,GB/T 7124,钢,-,钢不均匀扯离强度,16 kN/m,12 kN/m,GJB 94,钢,-,钢黏结抗拉强度,33 MPa,25 MPa,GB/T 6329,与混凝土正拉黏结强度,2.5 MPa,，混凝土内聚破坏,GB 50367,不挥发物含量,99%,GB/T 2793,A,级胶,B,级胶,重庆交通大学,yaoguowen,粘贴钢板用胶黏剂性能试验方法,GB/T 6329-1996,：胶粘剂对接接头拉伸强度的测定,GJB 94-1986,：胶粘剂,-,不均匀扯离强度试验方法（金属与金属）,湿热老化性能检验,GB 50367-2006,：混凝土结构加固设计规范,附录,L,：结构用胶粘剂湿热老化性能测定方法,温度,50,C,，湿度,98%,，重要构件,90d,，一般构件,60d,钢,-,钢黏结拉伸抗剪强度降低百分比：,A,级胶,10%,，,B,级胶,15%,不能用不饱和聚酯树脂、醇酸树脂：耐潮湿性、耐老化性差,对不熟悉的胶黏剂及质量有怀疑的胶黏剂，坚持进行见证抽样的湿热老化检验，且不得以其它人工老化试验代替,二、粘贴钢板加固材料,重庆交通大学,yaoguowen,粘贴钢板用胶黏剂性能试验方法,毒性检验：完全固化后达到“,实际无毒,”的卫生等级,GB 18583-2001,：室内装饰装修材料 胶粘剂中有害物质限量,防止施工人员伤害，环境污染,严禁乙二胺作为改性环氧树脂固化剂：毒性大、脆性,严禁掺加挥发性有害溶剂和非反应性稀释剂：人体健康、环境卫生、胶黏剂安全性和耐久性,厂商须提供胶黏剂施工和使用环境的要求：温度、湿度,拌制胶黏剂工作量大时，要带口罩，注意通风，及时洗手,使用强光灯泡、碘钨灯照亮时，采取灯管加罩保护的安全措施，以防止灯管爆炸而引起火灾,胶黏剂避免阳光直接照射,二、粘贴钢板加固材料,重庆交通大学,yaoguowen,CFRP,，碳纤维增强复合材料,碳纤维布，,Sheet,碳纤维板，,Plate,碳纤维密度,1.62.18g/cm,3,，抗拉强度,17GPa,，弹性模量,100800GPa,，单丝直径,57,微米，每束,1K24K,根单丝,三、粘贴,CFRP,片材加固材料,片材，,Laminate,丝束 布材 板材 棒材,重庆交通大学,yaoguowen,碳纤维布、碳纤维板,连续纤维，,尤其注意杜绝短纤维束型板材,必须选用聚丙烯腈基（,PAN,基）纤维：安全性、耐久性好,不得使用沥青基（,PITCH,）碳纤维、粘胶基（,RAYON,）碳纤维、玄武岩纤维、石英纤维,12k,的小丝束纤维：性能稳定，变异系数,5%,1218k,的小丝束纤维：试验数据少，工程经验不足，不用,严禁使用大丝束纤维：抗拉强度变异系数,1518%,，可靠性差,优选单向、慎选双向、禁选多向纤维布,三、粘贴,CFRP,片材加固材料,重庆交通大学,yaoguowen,碳纤维布、碳纤维板,碳纤维布规格：,200300g/m,2,胶黏剂浸润性、渗透性、垂流度，仰贴、侧贴质量,碳纤维板规格：厚度,12mm,，纤维体积含量不低于,60%,，以,6070%,为佳,GB/T 9914.3-2001,：增强制品试验方法 第,3,部分 单位面积质量,GB/T 3366-1996,：碳纤维增强塑料纤维体积含量试验方法,单位面积纤维质量必须经专门试验确认，误差,5%,厂商提供的纤维制品密度，须出具独立检验或鉴定机构的抽样检测证明文件,三、粘贴,CFRP,片材加固材料,重庆交通大学,yaoguowen,碳纤维布、碳纤维板型号,碳纤维布,CFR,S,1,200,600,产品代号,纤维排列方向，,1,单向,2,双向,单位面积质量,g/m,2,宽度，,mm,碳纤维板,CFR,P,1,65,15,100,产品代号,纤维排列方向，,1,单向,2,双向,纤维体积含量，,%,厚度，,0.1mm,宽度，,mm,三、粘贴,CFRP,片材加固材料,重庆交通大学,yaoguowen,三、粘贴,CFRP,片材加固材料,CFRP,外观要求,表面干净，无灰尘和其它污染,无破洞、夹杂杂物,缺维、脱维、断维及缺经、脱经、断经现象每,100m3,处,纤维排列均匀、顺直，无歪斜、弯起、起皱现象,外观检验,在光线明亮的场所，距离,1m,，对样本进行检验,重庆交通大学,yaoguowen,三、粘贴,CFRP,片材加固材料,CFRP,力学性能指标,项目,类别,抗拉强度,MPa,弹性模量,GPa,伸长率,%,弯曲强度,MPa,与砼正拉,黏结强度,层间剪切,强度,MPa,布材,I,级,3400,240,1.7,-,2.5 MPa,混凝土内聚破坏,45,II,级,3000,210,1.5,-,35,板材,I,级,2400,160,1.7,700,50,II,级,2000,140,1.5,600,40,纤维布：纤维净截面积,=,计算厚度,X,实测宽度,纤维板：板截面面积,=,实测板厚,X,实测宽度,高强度,I,级、高强度,II,级，避免,超高强,的说法,高模量碳纤维,重庆交通大学,yaoguowen,三、粘贴,CFRP,片材加固材料,CFRP,力学性能试验方法,GB/T 3354-1999,：定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法,GB/T 3356-1999,：单向纤维增强塑料弯曲性能试验方法,GB 50367-2006,：混凝土结构加固设计规范,附录,D,：纤维复合材层间剪切强度测定方法,附录,E,：粘接材料粘合加固材与基材的正拉粘接强度,现场测定,方法及 评定标准,重庆交通大学,yaoguowen,三、粘贴,CFRP,片材加固材料,纤维复合材料与胶黏剂的适配性试验,抗拉强度标准值,纤维复合材料与混凝土正拉黏结强度（侧贴、仰贴条件）,层间剪切强度,纤维与胶黏剂“配伍”问题，直接关系到加固的成败,进场前须进行纤维与胶黏剂配伍的安全性和适配性试验,施工过程中如果纤维或胶黏剂发生改变，须重新进行安全性和适配性试验,重庆交通大学,yaoguowen,粘贴,CFRP,用胶黏剂,黏结胶的性能是保证,CFRP,与混凝土共同工作的关键，也是两者之间传力途径中的薄弱环节,黏结胶应有足够的刚度和强度保证碳纤维与混凝土间剪力的传递，同时应有足够的韧性，不会因混凝土开裂导致脆性粘结破坏,由于旧桥加固均在野外，黏结胶能在一般气候条件下固化，且固化时间合适（一般保证有,3,小时左右），对组分含量不敏感，具有适宜的流动性和粘度，固化收缩率小,黏结胶具有良好的耐久性能，特别是耐湿热老化性能,三、粘贴,CFRP,片材加固材料,重庆交通大学,yaoguowen,粘贴,CFRP,用胶黏剂,修补胶：混凝土表面修复找平,底胶：基底处理，与混凝土形成复合体,浸渍胶：碳纤维布,粘贴胶：碳纤维板,A,级胶：用于,重要,结构或构件的加固,B,级胶：用于,一般,结构或构件的加固,A,、,B,级别之分：,以韧性、耐湿热老化性能指标为主，,而不是强度指标,三、粘贴,CFRP,片材加固材料,重庆交通大学,yaoguowen,胶体抗拉强度,30 MPa,GB/T 2568,胶体抗弯强度,40 MPa,不得呈脆性（碎裂状）破坏,GB/T 2570,胶体抗压强度,65 MPa,GB/T 2569,与混凝土正拉黏结强度,2.5 MPa,混凝土内聚破坏,GB 50367,三、粘贴,CFRP,片材加固材料,修补胶性能指标,重庆交通大学,yaoguowen,钢,-,钢拉伸抗剪强度标准值,14 MPa,10 MPa,GB/T 7124,与混凝土正拉黏结强度,2.5 MPa,，混凝土内聚破坏,GB 50367,不挥发物含量,99%,GB/T 2793,混合后初黏度（,23,C,时）,6000 mPa,s,GB/T12007.4,三、粘贴,CFRP,片材加固材料,底胶性能指标,A,级胶,B,级胶,GB/T12007.4-1989,：环氧树脂粘度测定方法,免底涂型胶黏剂,使用前必须对其技术特性进行检验,重庆交通大学,yaoguowen,三、粘贴,CFRP,片材加固材料,浸渍胶、粘贴胶性能指标,A,级胶,B,级胶,胶体抗拉强度,40 MPa,30 MPa,GB/T 2568,胶体抗拉弹性模量,2500 MPa,1500 MPa,胶体抗弯强度,50 MPa,40 MPa,GB/T 2570,不得呈脆性（碎裂状）破坏,胶体抗压强度,70 MPa,GB/T 2569,胶体伸长率,1.5%,GB/T 2568,钢,-,钢拉伸抗剪强度标准值,14 MPa,10 MPa,GB/T 7124,钢,-,钢不均匀扯离强度,20 kN/m,15 kN/m,GJB 94,与混凝土正拉黏结强度,2.5 MPa,，混凝土内聚破坏,GB 50367,不挥发物含量,99%,GB/T 2793,重庆交通大学,yaoguowen,三、粘贴,CFRP,片材加固材料,浸渍胶、粘贴胶性能指标,耐久性检验：,人工加速老化试验,：在规定的环境条件下，经,2000h,的加速老化后，进行正拉粘结强度试验，粘结强度不明显降低,GB/T14522-93,：机械工业产品用塑料、涂料、橡胶材料人工气候加速实验方法,湿热老化性能检验,：,GB 50367-2006,混凝土结构加固设计规范,附录,L,：结构用胶粘剂湿热老化性能测定方法,温度,50C,，湿度,98%,，重要构件,90d,，一般构件,60d,钢,-,钢黏结拉伸抗剪强度降低百分比：,A,级胶,10%,，,B,级胶,15%,重庆交通大学,yaoguowen,三、粘贴,CFRP,片材加固材料,碳纤维板粘贴胶,建议不用,B,级胶,仰面、立面粘贴：涂抹厚度,3mm,时，流挂,1mm,碳纤维布浸渍胶、碳纤维板粘贴胶,不能用不饱和聚酯树脂、醇酸树脂：耐潮湿性、耐老化性差,严禁乙二胺作为改性环氧树脂固化剂,严禁掺加挥发性有害溶剂和非反应性稀释剂,首选改性环氧树脂胶：,国际公认,优质树脂、高性能固化剂、添加剂改性,重庆交通大学,yaoguowen,四、植筋锚固材料,钢筋,热轧带肋钢筋，,不得使用光圆钢筋,优先选用,HRB 335,级热轧钢筋或,HPB 235,级热轧钢筋,不得使用再生钢筋,重庆交通大学,yaoguowen,四、植筋锚固材料,植筋用胶黏剂：属于富填料型,管装式、机械注入式,必须采用专用改性环氧胶、改性乙烯基酯胶、改性氨基甲酸酯胶,填料在工厂制胶时添加，,严禁施工现场掺入,不得以水泥和微膨胀剂为主要成分配置植筋胶,重庆交通大学,yaoguowen,植筋用胶黏剂性能指标,胶体劈裂抗拉强度,8.5 MPa,7.0 MPa,GB 50367,胶体抗弯强度,50 MPa,40 MPa,GB/T 2570,胶体抗压强度,60 MPa,GB/T 2569,钢,-,钢（钢套筒法）拉伸抗剪强度标准值,16 MPa,13 MPa,GB 50367,约束拉拔条件下带肋钢筋与混凝土的黏结强度,C30,25 L=150mm,11 MPa,8.5 MPa,GB 50367,C30,25 L=125mm,17 MPa,14 MPa,不挥发物含量,99%,GB/T 2793,A,级胶,B,级胶,四、植筋锚固材料,重庆交通大学,yaoguowen,植筋用胶黏剂性能试验方法,GB 50367-2006,：混凝土结构加固设计规范,附录,J,：富填料粘接材料拉伸空间强度测定方法（钢套筒法）,附录,K,：约束拉拔条件下胶粘剂粘接钢筋与基材混凝土的粘接,强度测定方法,四、植筋锚固材料,重庆交通大学,yaoguowen,第二部分,材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,黏结胶粘合钢板、碳纤维布、碳纤维板与混凝土的正拉粘接强度,试验室测定,现场测定,胶黏剂湿热老化性能,聚合物水泥注浆料浆体抗折强度,CFRP,拉伸性能,CFRP,层间剪切强度,植筋用胶黏剂拉伸抗剪强度（钢套筒法）,植筋用胶黏剂胶体劈裂抗拉强度,约束拉拔条件下带肋钢筋与混凝土粘接强度,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,黏结胶粘合钢板、碳纤维布、碳纤维板与混凝土的正拉粘接强度,试验室测定,方法,试验设备,拉力试验机，夹持器,试件夹具,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,正拉粘接强度,试验室测定,方法,试件制备,混凝土试块,胶黏剂粘贴试件,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,正拉粘接强度,试验室测定,方法,试验过程,试件组装,匀速加载,1.53min,内破坏,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,正拉粘接强度,试验室测定,方法,试验结果,正拉粘接强度,破坏模式,内聚破坏：正常,层间破坏,混合破坏,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,黏结胶粘合钢板、碳纤维布、碳纤维板与混凝土的正拉粘接强度,现场测定,方法,试验设备,数显式粘结强度检测仪,钢标准块：方形,4040mm,圆形直径,50mm,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,正拉粘接强度,现场测定,方法,试件制备,粘贴质量检验：根据构件、粘贴面积取样,适配性检验：仰贴，,12,C,、,35,C,各,3,个试件，每个试件,5,个检验点,表面处理,切割预切缝,粘贴钢标准块,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,正拉粘接强度,现场测定,方法,试验过程,安装仪器,匀速加载,11.5min,内破坏,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,正拉粘接强度,现场测定,方法,试验结果,正拉粘接强度,破坏模式,内聚破坏：正常,层间破坏,混合破坏,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,胶黏剂湿热老化性能测定方法,设备：可程式恒温恒湿试验机,试件,钢,-,钢拉伸剪切试件,3,组,5,个，两组老化试验，一组对照,试验过程,温度：,50C,，湿度,95100%,30d,时进行一组试验,重要构件,90d,，一般构件,60d,时进行第二组试验,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,胶黏剂湿热老化性能测定方法,试验结果,钢,-,钢拉伸剪切试验,抗剪强度降低百分率,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,聚合物水泥注浆料浆体抗折强度测定方法,试件,3030120mm,棱柱形试件,试验装置,试验结果,1.52min,内破坏,抗折强度,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,CFRP,拉伸性能测定方法,试件：,23012.5mm/25mm,抗拉强度,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,纤维复合材料层间剪切强度测定方法,试样成型模具：一对,40030025mm,光洁钢板,试样制备,碳纤维布：,300200mm,，,200g/m,2,规格,14,片，,300g/m,2,规格,10,片,湿法铺层,施压成型：厚度,40.2mm,养护：,144h,，室温,碳纤维板：抽样裁剪成,300mm,长，,3,片,胶粘叠合,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,纤维复合材料层间剪切强度测定方法,试件制作,金刚石车刀切割，每组,5,个,长度,301mm,，宽度,60.5mm,，厚度,40.2mm,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,纤维复合材料层间剪切强度测定方法,试验过程,加载压头半径,30.1mm,，跨度,200.3mm,加载速度,12mm/min,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,纤维复合材料层间剪切强度测定方法,试验结果,层间剪切强度,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,植筋用胶黏剂拉伸抗剪强度测定方法（钢套筒法）,试件,直径,12mm,的带肋钢筋,剪切面长度,36mm,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,植筋用胶黏剂拉伸抗剪强度测定方法（钢套筒法）,试验结果,将底座换成钢螺杆,夹持、加载,11.5min,内破坏,拉伸抗剪强度,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,植筋用胶黏剂胶体劈裂抗拉强度测定方法,试验设备,劈拉装置,试件,直径,20mm,，长度,40mm,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,植筋用胶黏剂胶体劈裂抗拉强度测定方法,试验结果,11.5min,内破坏,劈裂抗拉强度,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,约束拉拔条件下带肋钢筋与混凝土粘接强度测定,试验装置,约束拉拔式粘结强度检测仪,约束钢板：圆形，直径不小于,180mm,植筋用混凝土块体,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,约束拉拔条件下带肋钢筋与混凝土粘接强度测定,试件,热轧带肋钢筋，公称直径,25mm,植筋深度：,C30,砼块体,150mm,试验结果,植筋、养护,拉拔试验,粘接强度,五、材料性能检测方法,重庆交通大学,yaoguowen,谢 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