摘要:在当前我国建筑行业日益发展的背景下,对于建筑结构施工出现了较大的发展和进步,尤其是在土木专业中,碳纤维材料的出现,为建筑结构加固技术提供了新的支撑。并且在当前碳纤维材料具有节能环保的优势,已经成为建筑结构中主要应用的加固材料。因此本文主要阐述碳纤维材料的特征和应用,并探究建筑结构中混凝土板和梁的加固技术,深入分析碳纤维加固技术和施工要点,旨在为推广碳纤维加固技术提供借鉴和参考 关键词:建筑结构;碳纤维;加固技术;施工技术
前言
碳纤维技术即是指在对环氧树脂类的胶结材料进行改进,将碳纤维片外贴在混凝土的表面上,则能够有效的增强建筑结构的加固强度,充分提高建筑结构的整体承载能力。我国在上世纪90年代将此项技术引入,并运用在各类建筑结构施工中。本文通过实际案例分析碳纤维加固技术在建筑结构中的运用以及施工技术的实施要点,为碳纤维加固技术的广泛应用和推广提供指导和经验。
1 建筑结构中碳纤维材料的特征
碳纤维材料在建筑结构中的运用,具有补强加固的作用和功能,其具有高强度、高弹性的特点和性能,一般的碳纤维材料的拉伸强度可以达到2400-3400MPa,BI 远远超出碳素钢板的拉伸强度。在运用的过程中以单排成束的方式,经过环氧树脂浸渍或者是未浸渍加固的碳纤维布可以黏贴在建筑结构的构件上,能够有效的提高其抗弯能力和抗剪能力,有利于延长建筑工程的使用寿命和周期。另外一方面碳纤维材料的单位重量较轻,能够减轻建筑结构的承重压力,保障建筑结构的稳定性[1]。
2 混凝土板以及梁在建筑结构中的加固技术运用
2.1 截面增大加固技术
在本次建筑工程中利用碳纤维材料对建筑结构进行加固,主要是通过增大截面的方法。首先施工人员需要充分了解建筑结构的特点和现场施工条件,选用合理的一面或者是双面、三面等浇筑混凝土,尽可能的增加原截面面积,并且为了保障截面承载能力的加强可以适当在浇筑混凝土之前加入钢筋材料(如图1所示)。在本次建筑结构施工中,先要对梁以及板等构件的抗弯承载能力进行提升,即是采用增大截面的方法[2]。
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图1 截面增大加固梁技术示意图
2.2粘钢加固技术
由于碳纤维材料是利用环氧树脂的粘性,将其外贴与粘结钢板和混凝土的表面,从而能够提高土梁受拉面的承载能力。在本次建筑结构施工中,利用碳纤维材料进行粘钢加固技术具有相对较好的效果。相比于其他材料碳纤维的弹性和抗弯能力更强,可以最大限度的改善建筑结构的承重力,保障建筑结构的稳定性。
2.3 增补受拉钢筋技术
在本次建筑施工中,梁构件的抗拉强度如果不能够满足建筑的承重能力,则可以采用增补受拉钢筋加固技术,如图2所示,利用碳纤维材料改善梁构件的抗剪承载能力和截面尺寸,确保其充分满足建筑结构的质量要求。在实际的工程施工中需要在原梁的受拉位置增加适当的钢筋,并将钢筋有效焊接到原来的受拉钢筋中即可,保障建筑结构的稳定性和可靠性。
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图2 建筑结构施工中增补受拉钢筋加固梁技术
3 碳纤维加固技术分析
3.1 碳纤维布加固施工技术
在本次建筑结构施工工程中,主要应用碳纤维布加固施工技术,充分保障建筑结构的稳定性,提高构件的抗剪能力和承载力。其施工工艺流程是先要将屋架下弦的被腐蚀混凝土进行清除,并对埋设钢筋锈蚀表面采取铲除处理手段;然后在开展补粉凿除混凝土梁工艺,施工人员可以选用适当的环氧砂浆对凿除部分进行修复,经过三天晾晒之后则可以继续开展加固施工步骤;再次,施工人员要使用压缩空气来对建筑结构修复层的粉尘进行清理,利用混凝土角磨机或者是砂纸等设备工具,将混凝土表面存在的杂质全面去除,保障构件的表面平整、清洁;同时施工人员要合理配置涂底胶,一般对甲乙JGN配置比重设置为3:1,保障混合均匀后,在使用刮板将涂底胶均匀抹在屋架的底面,等待胶出现固化后,则可以开展下一步施工;随后施工人员需要进行找平作业,即是对混凝土凹陷的部位进行补浇填平工艺,目的是减少施工过程中所产生的建筑高差;对建筑结构构件进行黏贴碳纤维布是整个技术工艺中的关键组成部分,施工人员要将预先配置好的涂底胶充分抹匀在刮板上,按照建筑结构设计要求将裁好的碳纤维布固定黏贴在加固位置,再使用相应工具对碳纤维布进行滚压,尽可能保障碳纤维布黏贴不存在气泡。晾晒一段时间后,施工人员可以通过手指来检查碳纤维布的黏贴是否完全干燥,如已干燥则要二次将碳纤维板进行粘贴,重复上一工序步骤。但是这一施工过程中要保障两个碳纤维板之间,预留出大约1cm的长度,而且在端部要咯用横向的碳纤维板进行固定;最后是在碳纤维布的表面上涂抹一层防护层,保障加固效果。
3.2 施工要点分析
在建筑结构中合理运用碳纤维技术需要注意以下内容:
(1)科学处理混凝土和碳纤维布界面,施工人员在实际施工中,不能够对混凝土梁的加固效果产生影响,所以在实际运用碳纤维加固技术时则要将建筑结构的构件加固位置充分打磨,保障平整性,如果出现构件凹陷,则要立即应用修补胶进行填平。
(2)如果在施工中出现碳纤维布的粘贴面积小,则可以安排单人操作。如果面积较大,则要安排两人或两人以上配合施工,促使刮板可以适当的从一端滚压到另一端,将气泡全部清除,保障建筑构件与碳纤维布的粘合度。
(3)在施工开展之前,先要确保粘结剂的质量合格,再确定其粘结强度和性能,使建筑构件和碳纤维布之间能够有效粘结,具有符合设计要求的抗剪强度和抗弯能力。
结束语
综上所述,在建筑结构加固施工中,碳纤维加固技术的运用具有相对较好的效果,凭借其单位重量轻、粘结性能好、高强度、高弹性的优势和特点,能够充分保障建筑结构的稳定性和可靠性。同时碳纤维加固技术操作较为简单,可以根据设计需求及时变更。因此施工人员需要结合建筑结构的加固特点和要求,把握碳纤维加固技术的施工关键点和注意事项,提高建筑结构的稳定性能,推动新型建筑的施工方法发展和创新。
参考文献
[1]赫腾飞,田永元,贺海飞.碳纤维布开槽加固混凝土梁施工技术研究[J].河北建筑工程学院学报,2019,37(03):47-51.
[2]赵坤.碳纤维加固技术在西非某体育场维修项目中的应用[J].建筑施工,2019,41(04):645-647.