CN108756287A - 一种基于预应力碳纤维技术的混凝土梁抗弯加固方法 - Google Patents

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孙慧
李继光
闫有喜
王树伟
周英明
蓝声宁
郑秀梅
许竣
黄莹娜
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    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00—Working measures on existing buildings
    • E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0218—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements

Abstract

本发明公开了土木建筑技术领域的一种基于预应力碳纤维技术的混凝土梁抗弯加固方法，该方法的具体步骤如下：S1：混凝土梁表面处理；S2：配置并涂刷底层树脂；S3：张拉机械固定；S4：碳纤维材料粘贴；S5：碳纤维材料上涂刷浸渍树脂；S6：混凝土梁两端的上锚固钢板；S7：胶体初步固化；S8：撤去张拉机械和混凝土梁两端的固定结构，完成混凝土梁的加固，本发明加固工作效率高、效果好、施工设备少、操作简单、施工周期短，能够在各种形状的结构物表面进行修补，可显著减少人工安装费，并且可以方便的卷折，便于运输和保管，同时碳纤维增强复合材料受力与结构的受拉面，可保护钢筋，有利于提高结构稳定性。

Description

一种基于预应力碳纤维技术的混凝土梁抗弯加固方法
技术领域
本发明公开了一种基于预应力碳纤维技术的混凝土梁抗弯加固方法，具体为土木建筑技术领域。
背景技术
在社会生活中，建筑物因为功能的改变、保护历史价值的需要、设计或施工的缺陷、自然灾害的破坏和长期使用后结构功能逐渐退化等原因往往出现强度、刚度或耐久度不足的情况。对于重要的旧混凝土结构，若全部拆除并重建不仅耗资量大、产生大量的建筑垃圾，而且对正常的生活、交通秩序造成影响。因此，迫切需要对旧的建筑物进行加固和改造，以延长建筑物的使用寿命和保证结构安全。炭纤维片加固既有结构技术作为一种新兴的加固方法已经广泛应用于实际工程，但是该技术仍存在许多局限性，比如对构件正常使用阶段性能的改善十分有限，不能充分利用碳纤维材料的高强性能，造成大量的浪费。为此，我们提出了一种基于预应力碳纤维技术的混凝土梁抗弯加固方法投入使用，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于预应力碳纤维技术的混凝土梁抗弯加固方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于预应力碳纤维技术的混凝土梁抗弯加固方法，该方法的具体步骤如下：
S1：将混凝土梁表面的混凝土进行修复和打磨平整，用水泥填补凹坑和裂缝；
S2：用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土梁上待粘贴碳纤维材料的混凝土表面；
S3：刷涂完成后，在底层树脂凝胶前将碳纤维材料的两端固定于张拉机械上，经过对中、调平后张拉碳纤维布，张拉到位后锁定张拉设备；
S4：将碳纤维材料粘贴在混凝土梁的表面，用滚筒刷压实紧密并挤出气泡；
S5：在底层树脂初凝时配置浸渍树脂，用滚筒刷单向滚动均匀涂覆在碳纤维材料上；
S6：粘贴混凝土梁两端的上锚固钢板，并用螺栓固定；
S7：胶体在常温下养护后进行初步固化，使其达到使用强度；
S8：将张拉机械的锁定装置放松，并撤去张拉机械和混凝土梁两端的固定结构，完成混凝土梁的加固。
优选的，所述步骤S1中，打磨处理后用丙酮清洗混凝土梁的表面并保持干燥，在混凝土梁的转角粘贴处打磨成半径不小于30mm的圆弧状结构。
优选的，所述步骤S2中，底层树脂为聚酰胺树脂、环氧乙烯树脂以及聚丙乙烯树脂的混合物，其中聚酰胺树脂：环氧乙烯树脂：聚丙乙烯树脂＝1.5:0.8:0.6。
优选的，所述步骤S3中，碳纤维材料为NAC-700-30的单向丝束碳纤维布。
优选的，所述步骤S5中，浸渍树脂为三聚氰胺树脂、水溶性树脂、固化剂和稀释剂的混合物，其中三聚氰胺树脂：水溶性树脂：固化剂：稀释剂＝50:15:1:3。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明加固工作效率高、效果好、施工设备少、操作简单、施工周期短，能够在各种形状的结构物表面进行修补，受潮湿和温度的影响小，可显著减少人工安装费，并且可以方便的卷折，便于运输和保管，同时碳纤维增强复合材料受力与结构的受拉面，可保护钢筋，有利于提高结构稳定性。
附图说明
图1为本发明加固方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于预应力碳纤维技术的混凝土梁抗弯加固方法，该方法的具体步骤如下：
S1：将混凝土梁表面的混凝土进行修复和打磨平整，用水泥填补凹坑和裂缝，打磨处理后用丙酮清洗混凝土梁的表面并保持干燥，在混凝土梁的转角粘贴处打磨成半径不小于30mm的圆弧状结构；
S2：用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土梁上待粘贴碳纤维材料的混凝土表面，底层树脂为聚酰胺树脂、环氧乙烯树脂以及聚丙乙烯树脂的混合物，其中聚酰胺树脂：环氧乙烯树脂：聚丙乙烯树脂＝1.5:0.8:0.6；
S3：刷涂完成后，在底层树脂凝胶前将碳纤维材料的两端固定于张拉机械上，经过对中、调平后张拉碳纤维布，张拉到位后锁定张拉设备，碳纤维材料为NAC-700-30的单向丝束碳纤维布；
S4：将碳纤维材料粘贴在混凝土梁的表面，用滚筒刷压实紧密并挤出气泡；
S5：在底层树脂初凝时配置浸渍树脂，用滚筒刷单向滚动均匀涂覆在碳纤维材料上，浸渍树脂为三聚氰胺树脂、水溶性树脂、固化剂和稀释剂的混合物，其中三聚氰胺树脂：水溶性树脂：固化剂：稀释剂＝50:15:1:3；
S6：粘贴混凝土梁两端的上锚固钢板，并用螺栓固定；
S7：胶体在常温下养护后进行初步固化，使其达到使用强度；
S8：将张拉机械的锁定装置放松，并撤去张拉机械和混凝土梁两端的固定结构，完成混凝土梁的加固。
在碳纤维布张拉到位并锁定张拉设备后的持荷阶段，随着时间的增长，在碳纤维材料上设置的监测点的应变会逐渐变下，这是因为：在张拉到位后，在较高的荷载水平下，张拉装置还会发生一定的形变；在张拉过程中碳纤维材料中必然会存在一定的不均匀应力，张拉到位后的持荷过程中碳纤维材料会发生应力重分布，考虑到本发明中张拉设备的反力作用与混凝土梁体，实现自平衡，因而在张拉过程中，梁体的变形已经基本完成，因此，碳纤维材料的内力仍然基本保持不变；碳纤维材料本身有松弛、蠕变特性。在整个碳纤维材料的持荷过程中近张拉端和跨中处碳纤维应力较低，近锚固端处应力较高。从张拉到位的时间t＝0起，前20min内碳纤维材料的应变变化较快，而到后2h便基本稳定，最终在有效张力Ncf1的作用下，测点平均应变标准差σ＝301με，持荷过程中碳纤维材料平均预拉应变变化幅度在理论计算中，忽略操作过程中碳纤维材料的应力变化，仍取张拉到位时碳纤维材料的控制张力Ncf0作为有效的预应力。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种基于预应力碳纤维技术的混凝土梁抗弯加固方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：
S1：将混凝土梁表面的混凝土进行修复和打磨平整，用水泥填补凹坑和裂缝；
S2：用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土梁上待粘贴碳纤维材料的混凝土表面；
S3：刷涂完成后，在底层树脂凝胶前将碳纤维材料的两端固定于张拉机械上，经过对中、调平后张拉碳纤维布，张拉到位后锁定张拉设备；
S4：将碳纤维材料粘贴在混凝土梁的表面，用滚筒刷压实紧密并挤出气泡；
S5：在底层树脂初凝时配置浸渍树脂，用滚筒刷单向滚动均匀涂覆在碳纤维材料上；
S6：粘贴混凝土梁两端的上锚固钢板，并用螺栓固定；
S7：胶体在常温下养护后进行初步固化，使其达到使用强度；
S8：将张拉机械的锁定装置放松，并撤去张拉机械和混凝土梁两端的固定结构，完成混凝土梁的加固。
2.根据权利要求1所述的一种基于预应力碳纤维技术的混凝土梁抗弯加固方法，其特征在于：所述步骤S1中，打磨处理后用丙酮清洗混凝土梁的表面并保持干燥，在混凝土梁的转角粘贴处打磨成半径不小于30mm的圆弧状结构。
3.根据权利要求1所述的一种基于预应力碳纤维技术的混凝土梁抗弯加固方法，其特征在于：所述步骤S2中，底层树脂为聚酰胺树脂、环氧乙烯树脂以及聚丙乙烯树脂的混合物，其中聚酰胺树脂：环氧乙烯树脂：聚丙乙烯树脂＝1.5:0.8:0.6。
4.根据权利要求1所述的一种基于预应力碳纤维技术的混凝土梁抗弯加固方法，其特征在于：所述步骤S3中，碳纤维材料为NAC-700-30的单向丝束碳纤维布。
5.根据权利要求1所述的一种基于预应力碳纤维技术的混凝土梁抗弯加固方法，其特征在于：所述步骤S5中，浸渍树脂为三聚氰胺树脂、水溶性树脂、固化剂和稀释剂的混合物，其中三聚氰胺树脂：水溶性树脂：固化剂：稀释剂＝50:15:1:3。
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