變電站混凝土構(gòu)件裂縫的修復(fù)加固

摘 要:現(xiàn)澆砼構(gòu)件易產(chǎn)生裂縫，從而影響到建筑結(jié)構(gòu)的安全性與建筑的使用壽命，因此要采用相應(yīng)的修復(fù)加固措施。傳統(tǒng)的補(bǔ)強(qiáng)方法多采用加大混凝土截面或者采用粘鋼混凝土，相比這些傳統(tǒng)的方法，碳纖維則有著明顯的優(yōu)勢。本文針對變電站混凝土構(gòu)件裂縫的修復(fù)加固展開討論，著重分析利用碳纖維進(jìn)行修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)的方法。

關(guān)鍵詞:現(xiàn)澆砼構(gòu)件 修復(fù)措施 碳纖維

中圖分類號:文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)07(b)-0055-02

1 引言

目前，變電建的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，多采用現(xiàn)澆砼樓板以及樓蓋，其目的是為了保證變電站建筑結(jié)構(gòu)具有良好的整體性與抗震性。但是有些建筑，尤其是主控樓的現(xiàn)澆砼樓板，在施工過程中或者竣工驗(yàn)收時(shí)會(huì)出現(xiàn)裂縫問題，而且加載越多的設(shè)備裂縫擴(kuò)展就越嚴(yán)重，不僅會(huì)對建筑的美觀與使用壽命，而且其結(jié)構(gòu)安全性也無法得到保證。

相關(guān)砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中做了明確的規(guī)定:對于結(jié)構(gòu)構(gòu)件而言，在選擇其裂縫等級與最大裂縫寬度限值時(shí)，要參照實(shí)際的環(huán)境與結(jié)構(gòu)類別來確定。盡管允許結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在相應(yīng)的裂縫，但是其寬度是有明確限制的，而且在設(shè)計(jì)與施工過程中要采取有效的措施，將產(chǎn)生裂縫問題的機(jī)率降至最低，盡可能保證結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)裂縫，或者將裂縫的數(shù)量與寬度控制在最低水平。堅(jiān)決制止出現(xiàn)有害裂縫，以提高工程質(zhì)量。如果出現(xiàn)裂縫問題則要引起重視，并采用有效有修復(fù)加固措施。

2 碳纖維的特性

傳統(tǒng)的補(bǔ)強(qiáng)方法多采用加大混凝土截面或者采用粘鋼混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，與這些傳統(tǒng)的方法相比，碳纖維的優(yōu)勢十分明顯，比如節(jié)省空間，施工簡便，無需現(xiàn)場固定設(shè)備等，而且慢碳纖維補(bǔ)強(qiáng)基本上不會(huì)增加結(jié)構(gòu)的自重與尺寸，并且有良好的耐腐蝕性與耐久性。采用該工法可以大幅提升建筑的使用壽命，控制加固成本，所以作為工程構(gòu)件裂縫補(bǔ)強(qiáng)材料，碳素纖維受到越來越多的關(guān)注?？偨Y(jié)起來碳纖維的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:第一，較高的抗拉強(qiáng)度，幾乎是同等截面鋼材的十倍;第二，重量輕，其密度還不到普通鋼材的1/4;第三，良好的耐久性，不易受到化學(xué)腐蝕、氣候變化以及惡劣環(huán)境的侵害;第四，便于施工，節(jié)約人工，且質(zhì)量可以得到有效保證;第五，較廣泛的應(yīng)用范圍，無論是混凝土構(gòu)件或者是鋼構(gòu)件，還是木結(jié)構(gòu)均適用，而且構(gòu)件的承載能力、耐久性以及抗震性均可得到大幅提升。表1為碳纖維布及樹脂物理性表。

3 碳纖維加固施工工藝流程

4 材料

可以滿足國家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定的碳纖維回固材料有以下幾種:碳纖維單向織物布復(fù)合材，200g，250g，300g，以及碳纖維條形板;S玻璃布，(玄武巖布)，單向織物(布)復(fù)合材，300～450g;E玻璃纖維單向織物(布)300～450g;改性環(huán)氧樹脂，用于粘貼纖維布。

碳纖維加固材料為高強(qiáng)度、碳纖維單向排列的材料，經(jīng)過微量的樹脂浸滲可以作為修復(fù)混凝土的材料，其抗拉強(qiáng)度是普通鋼筋的十倍，而且自重輕、彈性好、強(qiáng)度高，具有較強(qiáng)的耐久性。

5 質(zhì)量要求

采用碳纖維加固材料進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)，其質(zhì)量要求如下:第一，包括膠粘劑在內(nèi)的所有進(jìn)場的碳纖維材料均要與相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相符，并附帶出廠合格證，以滿足工程加固補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)要求;第二，在運(yùn)輸、儲(chǔ)存過程中，碳纖維材料不得受到擠壓或受到直接日曬與雨淋，以免損壞碳纖維，膠結(jié)材料要儲(chǔ)存于陰涼密閉的場所;第三，要委派專人針對每道工序的施工質(zhì)量進(jìn)行全程指導(dǎo)與監(jiān)控，完成一道工序要經(jīng)過技術(shù)人員的確認(rèn)，質(zhì)量合格后才能進(jìn)入下道工序;第四，涂刷底層涂料時(shí)要保證均勻性，不得存漏涂、漏刷現(xiàn)象，如果氣溫條件不符合施工要求，則嚴(yán)禁施工，涂料在添加了溶劑稀釋后，使用時(shí)間不能超出規(guī)定期限，如果相對濕度低于85%，溫度在7℃以下，混凝土表面的含水率低于8%，且不存在結(jié)露現(xiàn)象，則要采用改性環(huán)氧樹脂;第五，修補(bǔ)構(gòu)件表面殘缺時(shí)，要用環(huán)氧膩?zhàn)訉?gòu)造物表面的小孔與內(nèi)角修補(bǔ)平整，如果表面在涂刮膩?zhàn)雍笕匀徊粔蚱秸?，可以用砂紙打?第六，粘貼碳纖維時(shí)要注意，按照規(guī)定裁切碳纖維材料，保證粘貼時(shí)的氣溫、空氣濕度以及構(gòu)件表面的含水率等參數(shù)與設(shè)計(jì)要求相符，底層涂料與膩?zhàn)右_(dá)到指觸干燥的程度，樹脂表面要固化硬結(jié);粘結(jié)過程中，樹脂的類型與施工環(huán)境氣溫相適應(yīng)，主劑與固化劑以及固化促進(jìn)劑，要按照規(guī)定的比例準(zhǔn)確稱量，裝入容器中充分?jǐn)嚢?，要在?guī)定的時(shí)間內(nèi)用完一次的調(diào)和量;第七，在粘貼過程中要保證上涂與下涂滲浸入的碳纖維束處于良好的狀態(tài)，碳纖維粘結(jié)嚴(yán)實(shí);每平方米直徑在10mm以上、30mm以下的空鼓不超過10個(gè)視為合格，超出10個(gè)以上則不合格需要修補(bǔ);如果空鼓的直徑大于30mm，即使只有一個(gè)也不能視作合格，要進(jìn)行修補(bǔ);順著纖維的方向搭接長度至少大于20cm，各層之間的搭接部位要錯(cuò)開，不得位于同一直線，層間錯(cuò)開50cm以上，保證碳纖維材料的規(guī)格、粘貼位置、長度與寬度以及纖維方向和層數(shù)等參數(shù)，與規(guī)定要求相符。

6 效益分析

采用碳纖維加固法，只要保證設(shè)計(jì)的合理性，其成本比普通的粘貼鋼板相比并無太大差別，但是碳纖維加固法的施工卻更加方便，且工作效率高，現(xiàn)場無需采用固定設(shè)施，并且占用的施工場地少，所以無論是工期或者施工條件，其優(yōu)勢均十分明顯。

碳纖維加固材料的抗拉強(qiáng)度是同等截面鋼材的7～10倍。在混凝土結(jié)構(gòu)中利用碳纖維材料進(jìn)行修復(fù)加固補(bǔ)強(qiáng)是一種新發(fā)展出來的方法，通過該方法使得碳纖維與混凝土結(jié)構(gòu)形成一個(gè)共同體，將碳纖維強(qiáng)大的抗拉性能充分的發(fā)揮出來，最終提高構(gòu)件的承載能力與剛度，該技術(shù)以其顯著的優(yōu)勢在混凝土結(jié)構(gòu)抗震補(bǔ)強(qiáng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。

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