碳纖維加固在變電站改造中的應(yīng)用

甄小艾

摘 要：當(dāng)前，在變電站改造工程中，已經(jīng)相對廣泛的應(yīng)用到碳纖維加固技術(shù)，而且得到良好的成效。碳纖維加固技術(shù)屬于新型并且高效的一種結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，本文對于碳纖維加固應(yīng)用到變電站改造中的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行探究，提供給實踐工作有價值的參考。

關(guān)鍵詞：碳纖維加固；變電站改造；應(yīng)用

變電站改造工程中，在房屋改變了應(yīng)用功能的情況下，或者設(shè)備出現(xiàn)更新?lián)Q代的現(xiàn)象，均能夠?qū)е绿嵘奢d，所以就有必要展開維修以及加固已建變電站結(jié)構(gòu)。當(dāng)前新材料和新技術(shù)手段的發(fā)展不斷加快，應(yīng)用碳纖維材料實施加固混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)屬于重要的舉措，普遍的認(rèn)為這種方式屬于高技術(shù)含量的以及新型的建筑結(jié)構(gòu)加固模式。碳纖維材料的優(yōu)勢諸多，包括強度較高、施工相對便捷、較輕的自重以及應(yīng)用范圍廣泛等等，所以采取碳纖維布狀復(fù)合材料加固鋼筋混凝土構(gòu)件，實現(xiàn)承栽力的提升以及增加應(yīng)用年限是一種有效途徑，在未來的變電站改造中應(yīng)用前景十分廣闊。

一、碳纖維加固的特征分析

碳纖維加固技術(shù)屬于新型并且高效的一種結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，采取環(huán)氧樹脂粘 結(jié)劑把碳纖維布按照受拉的方向，或者垂直裂縫的方向進(jìn)行粘貼于待補墻的結(jié)構(gòu)上，達(dá)到增強貼片同原有鋼筋混凝土一起承受壓力的目的，進(jìn)而將結(jié)構(gòu)抗剪能力以及抗彎能力進(jìn)行提升，最終實現(xiàn)加固以及補強功效。碳纖維加固的主要機理就是：經(jīng)應(yīng)用碳纖維材料，推動其可以具有均勻的鋪設(shè)以及纏繞、粘貼至材料內(nèi)，對象相關(guān)工程材料展開力學(xué)性質(zhì)的良好改善，以增強材料抗剪以及抗拉功能。應(yīng)用碳纖維加固的特征較多，主要涉及到以下的幾方面內(nèi)容：首先，具有較高的抗拉強度。碳纖維材料具有優(yōu)秀的物理力學(xué)性能，實施加固補修混凝土結(jié)構(gòu)期間，能夠?qū)⒒炷两Y(jié)構(gòu)和構(gòu)建承載能力進(jìn)行明顯的增強，進(jìn)而對受力性能展開良好的改善，發(fā)揮出較高的加固補修效果；其次，其具有較輕的自重，幾乎不會增加結(jié)構(gòu)自重和截面尺寸。這種特性也讓其具有更好的柔韌性，使得便利裁剪，具有更加廣泛的應(yīng)用范圍；接下來，在加固之后，能夠明顯的將結(jié)構(gòu)耐腐蝕性、耐久性進(jìn)行增強，碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)是可以良好的抵抗酸、堿和鹽對結(jié)構(gòu)物的腐蝕問題的；最后，碳纖維加固的施工操作相對便捷，無需大型的施工機構(gòu)和周轉(zhuǎn)材料，同時施工所占地面積較小，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，可以明顯的減少施工時間。

二、碳纖維加固應(yīng)用于變電站改造中的優(yōu)勢和注意事項

不同于傳統(tǒng)的加固方法加大混凝土截面或粘鋼混凝土補強，碳纖維加固具有更加廣闊的適用性，例如在各種類型不同的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中進(jìn)行應(yīng)用，對于各種受力形式展開加固，包括抗彎和抗剪的加固，如柱子在內(nèi)的受壓構(gòu)件也能夠經(jīng)環(huán)包的形式將混凝土約束進(jìn)行有效的增強，獲得到更好的抗壓強度。而且也能夠在包括混凝土構(gòu)件以及鋼結(jié)構(gòu)等類型各異的結(jié)構(gòu)中進(jìn)行適用。另外，碳纖維加固能夠獲得到較高的加固效率以及相對較長時間的應(yīng)用，由于施工的時間較短所以施工效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他的加固舉措。碳纖維加固具有較高的耐腐蝕性優(yōu)勢，非常有助于輔助侵蝕性環(huán)境中的結(jié)構(gòu)耐久性。而且碳纖維加固不會受到較大的施工干擾問題，應(yīng)用小型機械設(shè)備可以明顯的降低其他因素的影響，并且大大的降低原有房屋使用妨礙率。

在實施碳纖維加固期間，也具有諸多的注意事項需要嚴(yán)密的考慮。例如，粘貼碳纖維片材實施結(jié)構(gòu)加固期間，需要應(yīng)用相應(yīng)的方案卸除或大部分卸除作用于在結(jié)構(gòu)上活荷載。素混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中并不適用碳纖維加固，而且縱向受力鋼筋配筋率同國家現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范所提出最小配筋率較低。加固混凝土的長期應(yīng)用溫度環(huán)境需要掌控在科學(xué)的范圍之內(nèi)，也就是不能在60℃以上。

三、碳纖維加固在變電站改造中的應(yīng)用工藝要點

（一）碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)

如果混凝土構(gòu)件已經(jīng)不能具備良好的承載能力，于構(gòu)件的相關(guān)部位實施碳纖維布的粘貼便能實現(xiàn)加固效果。在混凝土梁受彎承載力不能滿足應(yīng)用要求的情況下，需要于受梁的受拉區(qū)進(jìn)行碳纖維的粘貼，將梁抗彎承載力進(jìn)行增強，而且板底部位進(jìn)行碳纖維的粘貼能夠有效的將板抗彎承載力進(jìn)行增強。

通過進(jìn)行計算，結(jié)果顯示梁抗彎以及抗剪承載力達(dá)不到要求標(biāo)準(zhǔn)的，需要于梁底粘貼碳纖維，實現(xiàn)抗彎承載力的提升，應(yīng)用U型條粘貼碳纖維于梁兩側(cè)部位，以及梁的最大剪力位置，大大的增強抗剪承載力；通過計算板的抗彎承載能力不能適應(yīng)新設(shè)備重量的標(biāo)準(zhǔn)下，是于板負(fù)彎矩最大部位，將碳纖維進(jìn)行粘貼，實現(xiàn)板負(fù)彎矩承載力的有效增強。

（二）碳纖維施工方法

首先，進(jìn)行處理混凝土表面部位。先實施剔除混凝土表面中的腐蝕、剝落以及蜂窩等不良的現(xiàn)象，在處理好大面積劣質(zhì)層之后，采取聚合物水泥砂漿進(jìn)行嚴(yán)密的修復(fù)。之后采取混凝土手磨機以及砂紙等等工具，將混凝土表面油污以及浮漿等物質(zhì)進(jìn)行清理，再采取打磨機進(jìn)行平整好混凝土，充分的確保碳纖維同混凝土接觸面良好。

其次，嚴(yán)密的涂抹底膠。在容器內(nèi)部進(jìn)行放置膠的同時展開均勻的攪拌，嚴(yán)格的依照標(biāo)準(zhǔn)要求，對于時間展開合理控制。采取滾筒刷在混凝土表面部位進(jìn)行涂抹膠，在膠完全的固化之后，實施接下來的施工步驟。在進(jìn)行施工的全部過程中，必須要嚴(yán)格的禁止應(yīng)用明火，而且注意保持空氣在流通的狀態(tài)中。

接下來，采取平整材料找平。產(chǎn)生的混凝土表面凹陷位置，采取找平膠進(jìn)行填平，而且對于模板接頭形成高度差的位置，也實施找平膠填補，最大限度的確保表面平整度。另外以同樣的方式進(jìn)行處理轉(zhuǎn)角部位，充分的修補圓滑，使得碳纖維能夠同混凝土面之間產(chǎn)生良好的粘結(jié)效果。

最后，進(jìn)行粘貼碳纖維。嚴(yán)格的遵循標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計要求，對于碳纖維的尺寸進(jìn)行裁剪。對粘貼膠進(jìn)行攪拌，之后在需粘貼位置進(jìn)行均勻的涂抹，以及在混凝土的拐角部位進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐磕ふ迟N膠，充分的確保碳纖維緊緊的粘連混凝土。在進(jìn)行碳纖維的粘貼期間，采取輥子沿著纖維的方向進(jìn)行反復(fù)多次的滾壓，將氣泡有效的去除掉，同時讓粘合膠浸潤碳纖維。在碳纖維表面干燥以后，實施下一層的粘貼。

另外，加固之后，于碳纖維表面處進(jìn)行涂抹保護(hù)層（20mm）充分的實施保護(hù)，例如抹灰或噴防火涂料，能夠增加運行的年限。

結(jié)語：

當(dāng)前，在變電站改造中應(yīng)用碳纖維加固的舉措已經(jīng)相對普遍，其諸多的優(yōu)勢特征，讓其具有更加廣闊的適用性以及綜合經(jīng)濟(jì)性能。所以，碳纖維加固修補混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用前景非常廣闊，對于變電站加固而言會具有更加重要的應(yīng)用意義。

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