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碳纤维及芳纶纤维在桥梁加固中的推广应用

2016-03-13马继超

黑龙江交通科技 2016年12期
关键词:芳纶环氧树脂底层

马继超

(黑龙江省公路勘察设计院,黑龙江 哈尔滨 150080)



碳纤维及芳纶纤维在桥梁加固中的推广应用

马继超

(黑龙江省公路勘察设计院,黑龙江 哈尔滨 150080)

随着社会的发展以及城市化进程的加快,城市的交通网络建设已经称为城市化进程推进的主要阻力之一,由于道路建设总里程数与国民的需要不成比例,使得近几年桥梁与道路的建设正在飞速进行。在桥梁的建设过程中,将其很好的固定可以有效的增加其使用年限。现根据自身多年的工作经验对碳纤维纤维材料性能,补强技术在桥梁结构加固中的应用及施工工艺进行了详细的介绍。

碳纤维;碳纤维补强技术;发展;固定

1 碳纤维片的主要性能

(1)碳纤维片具有良好的机械性能。在一般情况下高强度的碳纤维片可以大幅度增加钢筋屈服荷载,从而有效的降低了钢筋内部的消力,在工程中使用高模量的纤维片可以减少纤维片的使用量。

(2)碳纤维片材质具有良好的耐久性。经过进行相关的工程试验,得知碳纤维片的强度在半个世纪内均不会发生明显的变化,具有较强的稳定性。同时对环氧树脂粘接料进行抗核辐射试验,最终试验结果证实环氧树脂粘接料可以承受核辐射达20年之久,对经过核辐射试验的环氧树脂粘接料进行红外线分光法检测,得出环氧树脂内部结构完整无损伤。

2 在进行桥梁碳纤维加固施工过程中的使用

(1)碳纤维在加固过程中的具体使用。抗弯拉补强。根据桥梁的设计指标在悬臂板梁支座的靠上部位,顺着受力的方向进行纤维片的粘贴,依据施工现场的实际情况确定粘贴碳纤维片的层数,如果在施工需要较强的加固补强效果,则应在施工中使用高弹性模量的碳纤维片。碳纤维片补强加固的主要原理是碳纤维的弹性模量大于钢筋的弹性模量,所以在受力时延伸比钢筋小可以有效的分担钢筋的受力。

(2)中心受压补强。为提高建筑建构中心位置的抗压能力,可以使用碳纤维对建筑结构的中部进行环抱处理,从而使混凝土的约束得到增强。

(3)偏心受压构件。为增强构件的强度,使用碳纤维片对构件受弯拉的侧面按照柱纵向的方位进行粘补。

3 碳纤维片补强的施工顺序

(1)首先要对混凝土构件的表面进行相应的处理。在处理的过程中主要处理以下几个方面:①将混凝土表面疏松、脆裂的部分进行完全清除,要求做到混凝土表面坚实,将钢筋露出;②在清理露出钢筋锈块时,要对有锈的部位进行除锈处理,随后进行防锈处理;③如果混凝土表面的裂缝在0.02 cm以内,使用环氧树脂涂抹进行封闭处理,如果混凝土表面的宽度大于0.02 cm,就要使用关环氧树脂的方法进行处理;④如果混凝土表面出现残缺现象则使用等级高于原有混凝土的砂浆等进行修补,同时要彻底清除混凝图表面的劣化层、浮浆等,要确保被修补部分的绝对干净。

(2)除底层界面剂。在已经处理合格的干净混凝土表面涂抹环氧树脂底层物料,这样可以确保底层环氧树脂渗入到混凝土中,使其粘结力得到显著的增加。

(3)对构件表面的残缺部分进行修补。在底层涂刷环氧树脂底层物质,这样可以使底层环氧树脂物料渗入进混凝土中,以使得粘结力增加。

(4)对修补部位的养护。在对需要修补加固的部位进行碳纤维片粘贴后,要根据当时天气的状况以及温度情况,对修补部位进行一段时间的养护,一般为7~14 d。

(5)对修补部位进行相应的涂刷。在修补作业完成后,需要在碳纤维片的表面进行相应功能颜色的涂刷,从而增强修补加固效果。

4 芳纶纤维加固施工工艺流程

(1)将施工中所能用到的材料运送到施工地点。在进行芳纶纤维加固施工的过程中一般会用到以下材料:芳纶纤维、浸渍树脂以及底胶等。

(2)由于芳纶纤维具有强度高、质量轻、优秀的抗冲击表现、较强的抗腐蚀性、不导电等特性,使其在加固修补中有着重要的应用。在施工的过程中所用到的材料是由芳纶纤维按同一方向排列编织程的芳纶纤维布。

(3)使用浸渍树脂对芳纶纤维进行浸透。经过浸透后的芳纶纤维会组合成板状的整体,并且具有高强度,将其粘贴在混凝土的表面。在正常的情况下用浸透芳纶纤维的树脂属于环氧树脂大类中的一种,是由在常温裂化主剂与硬化剂所组成的混合物。在一般的情况下放在具有良好通风条件、无光照、无水干净的地方进行保存。

5 芳纶纤维布的粘贴作业

(1)打墨线:按照粘贴芳纶纤维布的具体要求,在墩柱的表面划出芳纶纤维粘贴的标准线。

(2)对混凝土表面进行检测。在进行检测的过程中主要查看底胶的表面是否有水分以及灰尘的存在,若存在要及时进行清除。通过指触的方法对底胶含有的有机溶剂进行干燥性检测,如果发现有机溶剂不干燥,要通过升温的办法使底胶快速硬化。

(3)对浸渍树脂进行搅拌。按照相应的搅拌比例将浸渍树脂的主剂以及硬化剂置于拌和的容器中,由人工按同一方向进行均匀拌和,在拌和均匀后,树脂中会有很多气泡出现,应该等到气泡减少到合适的时候再进行应用。

(4)将底层的浸渍树脂涂抹到相应的位置。按照相关的树脂使用标准将浸渍树脂均匀的刷在需要的混凝土表面。

(5)进行芳纶纤维布的粘贴作业。按照相关的图纸对芳纶纤维布进行粘贴,在粘贴的过程中应注意观察是否有气泡以及其他的残留物,并用工具对芳纶纤维布进行滚压,以保证其与混凝土贴合紧密。

(6)进行涂刷外层浸渍树脂。当芳纶纤维被底层树脂浸透以后,在其外面还要刷一层树脂,要沿着芳纶纤维布的编织方向进行均匀的刷涂,在刷涂的同时要对气泡进行完全的清除,最终让芳纶纤维布与里外树脂结合为一个整体。

(7)对已经处理过的部分进行养护。

6 结 语

随着我国道路交通网络的逐渐成型,早期建成的公路已经逐步进入维护改建的阶段,并且有很多正在使用中的主要桥梁需要进行修补扩建,从而满足社会发展,车辆增加的客观条件。碳纤维因其特点突出,施工难度不高、并且坚固耐用受到各施工队伍的广泛认可。为了使碳纤维在今后的道路建设修补方面发挥出更大的优势,我们只有在施工的过程中不断积累经验不断的进行探索,才能使碳纤维更好的服务于我们的生活。

2016-02-29

U445.1

C

1008-3383(2016)12-0168-02

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