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浅议碳纤维布加固 “短命”问题

2023-07-27 10:24:06

浅议碳纤维布加固 “短命”问题

外贴碳纤维布加固技术是利用胶粘剂(常用环氧树脂) 将碳纤维布在现场浸渍并粘贴至被加固结构表面,以提高结构承载力的一种加固技术。由于碳纤维具有轻质、高强、耐腐蚀等优势,施工流程简单,逐渐成为主流加固技术之一。

 

但是,随着该技术不断实践,在工程中发现部分加固年限较短( 5~10年) 的桥梁结构出现外贴碳纤维布断裂或剥离等质量问题,远未达到规范规定的加固后设计使用年限要求,严重影响结构安全。碳纤维布加固提前失效,出现“短命”问题的原因是什么?

 

碳纤维布加固技术是通过在被加固构件表面粘贴碳纤维布以改善结构受力状态,实现结构有效加固的关键在于施工质量, 即碳纤维布与界面的可靠粘结

 

首先我们要明白,碳布施工属于手糊工艺,讲究的是“三份材料、七分工艺”,工人的操作水平至关重要。但在实际操作中,受工程单价、施工人员素质、管理水平的影响要解决这个问题并不容易。

 

1 首先,劳务施工单价过低,由于行业链条较长,甲方---总包---总包项目部---专业公司---专业公司项目部---包工头---施工人员,层层扒皮,很多地方单价到工人手里已经低到25元/平方米。

 

碳布粘贴施工是一个高风险的项目,环境还很恶劣,打磨时尘土飞扬,粘布时化学气味和胶滴满全身,个别工人还有过敏体质,无法施工。工人为了赚到钱,只能加快施工速度、牺牲工程质量。

 

2、无谓的加固设计造成了大家对碳布加固效果的质疑,无需加固的项目也因利益的原因进行加固,先选就是粘贴碳布,造成碳布加固成为鸡肋。

 

3、胶黏剂的质量问题

我们看一种材料好坏,不应只看它的力学指标,更应该看的施工工艺性能

配套胶粘剂(浸渍胶)混合后黏度、触变性也是重要指标,若浸渍胶黏度过小,可能从碳纤维布中析出,滴落;若浸渍胶黏度过大,则不利于对碳纤维布充分浸透且易夹带气泡。浸渍胶黏度对温度比较敏感,低温时不利于对碳纤维有效浸润,影响加固效果。

因此选择粘度合适、触变性合适的胶黏剂是关键。

 

4、施工中气泡、尺寸变化的处理

初步粘贴完成后,碳布随着胶的浸渍,会出现气泡,和长度的细微变化,且浸渍越好,出现气泡的现象就越明显,因此碳布粘贴后,在胶黏剂指触干燥前,应用刮板刮除气泡,适当张紧加力。

 

 

 

此外,碳纤维片材与混凝土界面的粘结性能受多种现场施工工序影响,比如基面的处理、环氧胶粘剂的刚度、基面平整度等多因素的影响,比如基面平整度差,致使碳纤维弯曲,产生垂直应力,导致碳纤维拔出、断裂等破坏。碳纤维布加固效果发挥的限制因素较多,需要保证碳纤维在加固过程中的顺直,充分浸胶,胶粘剂与界面的有效粘结等,而这些要求在实践环节达到,难度还是非常大的。

 

因此要解决此问题,建议如下

1、设计人员要认真负责,不做无必要的加固;

2、提高管理人员素质,做好工序检查,了解工艺特点;

3、施工完成按规范要求做好拉拔检测,不合格的必须返工;

4、合理的单价;

 

 


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