天津南开区碳纤维加固施工方案施工队伍

时间：2021-04-22

作者：天津正祥科技有限公司

碳纤维布及配套树脂

（含正祥Z10浸渍树脂）

一．概述

碳纤维片材加固修复混凝土结构是一项新的应用外粘高性能复合材料加固结构的技术。碳纤维片材加固**配套树脂类粘接材料分为底胶、找平腻子、浸渍树脂三部分，适用于使用碳纤维布加固修复混凝土结构技术，配套使用有利于充分发挥这一加固技术的优点。

二．用途

n 可广泛应用于工业与民用建筑的梁、柱、板、墙等构件及铁路公路桥梁、遂道、高架道路、烟囱等构筑物的结构补强和抗震加固。可用于曲及节点等复杂形式的结构加固；

n 底胶：增强混凝土基底强度，提高粘结力；

n 找平腻子：将涂刷过底胶的混凝土表面抹平，修补圆弧；

n Z10浸渍树脂：浸透碳纤维，同时将浸透后的碳纤维粘贴于找平后的混凝土表面。

三．特点

n 高强、高效：碳纤维拉伸强度**过3550MPa，拉伸弹性模量**过2.35*(10的5次方)MPa，与钢筋的弹性模量相近，适合于混凝土结构的加固修复。

n 施工便捷：碳纤维比重只有钢铁的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状况下，发挥强大的补强效果。

n 补强功能：抗震加固时，提供更大的侧向位移能力、提高韧性及强度；
增加（桥）梁、板、柱抗压、抗剪、抗弯曲能力用于**负载补强；
保护混凝土及钢筋免受处界环境（潮湿、腐蚀性介质）侵蚀；
抑止裂缝成长，提高劣化混凝土强度及韧性，延长使用寿命。

n 耐久性：优良的抗紫外线及环境老化。

四．性能

试验项目		配套树脂
底胶正拉粘结强度		2.5MPa以上(混凝土破坏)
找平腻子正拉粘结强度		2.5MPa以上(混凝土破坏)
Z10 浸渍树脂	正拉粘结强度	2.5MPa以上(混凝土破坏)
	拉伸强度	30MPa以上
	拉伸弹性模量	3000MPa以上
	伸长率	3%以上
	压缩强度	70MPa以上
	拉伸剪切强度	10MPa以上
	脂弯曲强度	40MPa以上
20型碳纤维布	20型加固修复结构用碳纤维布。单位面积质量每平方米不低于200克，设计厚度0.111mm。
30型碳纤维布	30型加固修复结构用碳纤维布。单位面积质量每平方米不低于300克，设计厚度0.167mm

五．用法

n 1．施工准备：按照加固设计图纸弹线确定加固位置；

n 2．混凝土表面处理：打磨混凝土表面除去表层灰浆，使用吹风机吹去浮灰；

n 3．配制并涂刷底胶：底胶主剂 : 固化剂=2 : 1 的质量比在容器内使用电动搅拌机械混合2～3分钟，直至颜色均匀后,使用滚刷均匀涂抹在打磨处理后的加固位置；

n 4．并涂刷找平腻子：底胶指触干燥后,配制找平腻子并对不平整处修复处理。找平腻子主剂 : 固化剂=2 : 1的质量比混合均匀后,使用铲刀或刮板将涂刷过底胶的混凝土表面坑凹处抹平,直角处修补成圆弧；

n 5．配制并涂刷Z10浸渍树脂：找平腻子指触干燥后，配制并涂刷Z10浸渍树脂。将Z10浸渍树脂主剂 : 固化剂=2 : 1的质量比在容器内使用电动搅拌机械混合2～3分钟，直至颜色均匀后，使用滚刷均匀涂抹在找平后的加固位置；

6．粘贴碳纤维布：涂刷Z10浸渍树脂后立即将碳纤维布按设计位置粘贴并使用脱泡罗拉滚压，确保Z10浸渍树脂浸透碳纤维布。待树脂干燥后，再在表面涂刷一层Z10浸渍树脂，保护碳纤维布。

（三）配合比的设计、调整和确定
（1）配合比的计算
1试配强度确定
fcu，o≥fcu，k+1.645σ=35+1.645×5.0=43.2MPa
式中:fcu,o——混凝土配制强度(MPa)；
fcu，k——混凝土设计强度等级值(MPa)；
σ——混凝土强度标准差(MPa)，此处σ=5.0MPa(依据JGJ55—2011《普通混凝土配合比设计规程》表4.0.2)。
2胶凝材料强度确定
根据表5.1.3选取粉煤灰和矿粉影响系数，矿粉、粉煤灰双掺，各掺20%，影响系数：粉煤灰掺量15%，影响系数取0.8，矿粉掺量20%取0.98，掺膨胀剂28天强度为水泥强度的95%。则胶凝材料强度为：49.0×0.85×0.98×0.95＝38.8MPa；
3混凝土水胶比计算
W/B＝ɑa×fb/(fcu,0+ɑa×ɑb×fb)
＝0.53×38.8/(43.2+0.53×0.20×38.8) ＝0.43
式中：W/B——混凝土水胶比；
aa，ab——回归系数；粗骨料为碎石，依据JGJ55－2011《普通混凝土配合比设计规程》表5.1.2，此处取：aa=0.53、ab=0.20；
fcu，o——混凝土配制强度(MPa)，由上述计算可知，fcu，o=43.2MPa；
fb——胶凝材料28d抗压强度(MPa)，由试验可知fb=37.5MPa。
4混凝土用水计算
m′w0＝（180-90）/20×5+210＝232.5kg/m3
式中:mwo——计算配合比每立方米混凝土的用水量(kg/m3)；
m'wo——未掺外加剂时推定的满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量(kg/m3)；
β——外加剂的减水率(%)，β=25%，利用《规程》中公式5.2.2计算掺外加剂时的混凝土用水量如下：
m′w0＝mw0×（1-β）（5.2.2）
掺外加剂用水量：232.5×（1－25%）＝174kg/m3。
5胶凝材料用量计算
mbo＝mwo/W/B＝405kg/m3
mfo＝mbo×βf＝61kg/m3
mko＝mbo×βk＝81kg/m3
mpo＝mbo×βp＝32kg/m3
mco＝mbo－mfo－mko－mpo=231kg/m3
式中：mbo——每立方米混凝土胶凝材料用量(kg/m3)；
W/B——混凝土水胶比;
Mwo——计算配合比每立方米混凝土的用水量(kg/m3
mfo——每立方米混凝土粉煤灰用量(kg/m3)；
βf——粉煤灰掺合料掺量(%)；
βk——粉煤灰掺合料掺量(%)；
mpo——每立方米混凝土膨胀剂用量(kg/m3)；
βp——膨胀剂掺量(%)，为βp=8%；
mco——每立方米混凝土水泥用量(kg/m3)。
6砂率计算
依据JGJ55－2011《普通混凝土配合比设计规程》表5.4.2和实际生产经验，βs=42%。
7按重量法计算粗、细骨料用量
mwo+mbo+mgo+mso+mao=mcp
βs=mso/(mgo+mso)×**
式中:βs——砂率(%)，βs=42%；
mgo——每立方米混凝土粗骨料用量(kg/m3)；
mso——每立方米混凝土细骨料用量(kg/m3)；
mcp——每立方米混凝土拌合物假定质量(kg/m3)，取2400kg/m3；
mao——每立方米混凝土外加剂用量(kg/m3)，经计算可知，mao=7.3kg/m3；
mbo——每立方米混凝胶材用量(kg/m3)，
经计算，mso=762kg/m3，mgo=1052kg/m3。
8确定基准配合比
按计算配合比进行试拌，检验混凝土拌合物的坍落度及粘聚性、保水性均符合施工规范要求。则基准混凝土配合比见表1。
水泥
粉煤灰
矿粉
水
减水剂
砂
石
膨胀剂
231
61
81
174
8.1
762
1052
32

（2）配合比的调整
采取三个不同的配合比，其中一个应为上述确定的试拌配合比，另外两个配合比的水胶比宜较试拌配合比分别增加或减少0.05，用水量与试拌配合比相同，砂率可分别增加和减少1%（以上两种方案配合比调整略）
（3）配合比校正
当混凝土拌合物表观密度实测值与计算值之差的**值不**过计算值的2％时，调整的配合比可维持不变；当二者之差**过2％时，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数δ。

15900287102

词条
词条说明
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