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• 應(yīng)用碳纖維布加固鋼筋混凝土柱的技術(shù)特點(diǎn)   

鋼筋混凝土柱的加固方法有多種，常用的有增大截面法、外包鋼加固法、預(yù)應(yīng)力撐桿加固法、置換法、外貼碳纖維布加固法等。而采用外貼碳纖維布加固法加固這些混凝土柱。具有以下特點(diǎn)： 
    *，碳纖維布加固框架柱，是用纖維布纏繞柱體，使混凝土處于三向受力狀態(tài)。由于碳纖維布*的抗拉強(qiáng)度以及和混凝土較好的粘結(jié)性能，使得碳纖維布有效約束混凝土，從而使其承載能力和延性有較大提高。有試驗(yàn)表明：有缺陷的柱通過碳纖維布環(huán)箍作用，其抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到相同等級(jí)混凝土的1.4倍。 
    第二，碳纖維布是一種厚度小、自重輕、柔韌性好的材料，它具有*的抗疲勞性、抗徐變、抗酸堿、抗高溫的特性，所以用來加固混凝土柱可以滿足抗彎、抗壓和抗震的要求，并且還不會(huì)增大柱子的截面。 
    第三，這種加固方法有不破壞原結(jié)構(gòu)、施工簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，加固完成后，結(jié)構(gòu)在使用過程中無需再投入維護(hù)費(fèi)用，使用壽命長(zhǎng)。

 二、應(yīng)用碳纖維布增強(qiáng)鋼筋混凝土柱延性的方法 
    采用倒T形，柱子的水平力加荷點(diǎn)位于柱子反彎點(diǎn)處，首先施加軸力至給定值；隨后，保持軸力值不變，循環(huán)加卸水平力。水平力加載方案為：試件屈服前用水平荷載來控制，分級(jí)加載至試件屈服，并記錄試件屈服位移△；試件屈服后，以屈服位移△，為增量反復(fù)循環(huán)，不斷增大試件位移，直至試件水平荷載下降至峰值荷載的85％為止。 
    鋼筋混凝土柱經(jīng)橫向包裹碳纖維布加固后，其變形性能得到了顯著改善，位移延性比明顯提高。通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析，可以發(fā)現(xiàn)影響延性系數(shù)大小的因素主要有：碳纖維布用量、軸壓比、剪跨比、混凝土強(qiáng)度等。基本規(guī)律為：加固柱延性的提高程度是隨著碳纖維布用量的增長(zhǎng)而增大的；構(gòu)件軸壓比較小時(shí)加固效果較好；剪跨比較小時(shí)，使用碳纖維布可以提高短柱的抗剪承載力，轉(zhuǎn)變破壞形態(tài)，改善短柱的變形性能；構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度較低時(shí)加固效果較好。以上研究表明，采用碳纖維布加固鋼筋混凝土方柱時(shí)，對(duì)柱子轉(zhuǎn)角部位進(jìn)行倒圓角處理可以提高加固柱的延性，規(guī)律為：隨著角部圓弧半徑的增大，加固柱的延性提高幅度也隨之增大。 
    用碳纖維布橫向包裹鋼筋混凝土柱來提高其延性時(shí)，碳纖維布的主要作用就是對(duì)其內(nèi)部混凝土起到約束作用。碳纖維布約束混凝土是一種被動(dòng)約束，隨著軸向壓力的增大，橫向膨脹促使外包碳纖維布產(chǎn)生環(huán)向伸長(zhǎng)，從而提供側(cè)向約束力。約束機(jī)制取決于兩個(gè)因素：混凝土橫向膨脹性能和環(huán)向約束能力。碳纖維布約束混凝土表現(xiàn)出兩階段受力過程：*階段，混凝土處于類似素混凝土的線彈性階段，橫向膨脹變形小，故碳纖維布的橫向應(yīng)變也很小，分界點(diǎn)在素混凝土峰值應(yīng)力附近；第二階段，構(gòu)件達(dá)到極限承載力后，混凝土橫向膨脹變形急劇增加，碳纖維布環(huán)向應(yīng)變顯著增長(zhǎng)，環(huán)向約束力增加，混凝土的極限壓應(yīng)變得以提高，因而推遲了受壓區(qū)混凝土的壓碎，充分發(fā)揮了縱向鋼筋的塑性變形性能，顯著地改善了構(gòu)件的延性。

 三、應(yīng)用碳纖維布增強(qiáng)鋼筋混凝土柱受剪承載力方法分析 
    （一）剔鑿松動(dòng)混凝土、鋼筋除銹、澆筑高標(biāo)號(hào)混凝土 
    用人工首先將加固柱松動(dòng)混凝土進(jìn)行輕輕剔鑿，切不可大力以防破壞密實(shí)混凝土，對(duì)主筋、箍筋銹蝕部分應(yīng)進(jìn)行除銹，露出金屬光澤，補(bǔ)焊鋼筋，外刷環(huán)氧漿液，再澆筑高標(biāo)號(hào)混凝土，振搗密實(shí)。 
    （二）裂縫灌漿 
    對(duì)柱表面裂縫采用化學(xué)壓力灌漿，先用環(huán)氧膠泥將裂縫封閉，形成閉合回路，預(yù)埋灌漿嘴，通過灌漿嘴進(jìn)行壓力灌漿，將裂縫封閉。 
    （三）表面處理 
    對(duì)柱混凝土表面用砂輪打磨，以除去表面疏松層及油污等雜質(zhì)，直至*露出新的混凝土界面，并用壓縮空氣將表面浮灰清除干凈。 
    （四）涂刷基底樹脂 
    按產(chǎn)品使用說明充分?jǐn)嚢韬螅脻L筒刷均勻涂抹于柱混凝土表面。 
    （五）碳纖維布粘貼 
    將結(jié)構(gòu)膠均勻涂沫后，將已剪好的碳纖維布迅速粘貼到位，并擠出氣泡，以使碳纖維布與混凝土表面緊密粘結(jié)。對(duì)水平彎折部分，用鋼板緊密錨固。 
    （六）表面處理 
    至少8h后，在碳纖維布表面涂抹一層基底樹脂，干燥后外抹水泥砂漿作面層。

四、應(yīng)用碳纖維布增強(qiáng)鋼筋混凝土柱的施工方法    

    （一）對(duì)擬補(bǔ)強(qiáng)加固構(gòu)件的混凝土表面及其處理方法，基底樹脂的涂敷，碳纖維布的粘貼、養(yǎng)護(hù)、表面整飾等進(jìn)行充分研究和設(shè)計(jì)，并對(duì)使用材料、配套樹脂、機(jī)具等做好準(zhǔn)備工作。 
    （二）由于該柱部分鋼筋已銹蝕，需先打掉已銹蝕鋼筋處的一部分混凝土，以便對(duì)已銹蝕的鋼筋除銹，然后用鋼絲刷、壓縮空氣將縫隙內(nèi)的碎渣、浮灰等清除干凈。對(duì)較大面積混凝土的缺損和孔隙，采用無收縮水泥砂漿進(jìn)行修補(bǔ)，待水泥砂漿凝固后，對(duì)構(gòu)件表面仍存在的裂縫采用環(huán)氧樹脂砂漿進(jìn)行壓力灌漿封閉處理，待灌漿材料達(dá)到一定強(qiáng)度后再進(jìn)行下面的操作。 
    （三）對(duì)被粘貼混凝土表面用砂輪或角磨機(jī)打磨，以除去表面疏松層及油污等雜質(zhì)，直至*露出新的混凝土界面，并用壓縮空氣將表面浮灰清除干凈。柱的轉(zhuǎn)角處要進(jìn)行倒角處理并打磨成圓孤狀（R=50mm）。對(duì)于施工環(huán)境濕度較大，或混凝土粘貼表面潮濕的情況，還應(yīng)對(duì)粘貼面進(jìn)行干燥處理。當(dāng)混凝土表面凹凸不平時(shí)，應(yīng)用找平材料將缺陷部位*平整，待找平材料表面干燥后，再進(jìn)行下一步施工。

    （四）基底樹脂的作用是加強(qiáng)碳纖維布與混凝土表面的粘結(jié)力，這對(duì)于加固效果的充分發(fā)揮是非常重要的。按產(chǎn)品使用說明規(guī)定的比例將甲、乙兩組份充份攪拌后，用滾筒刷均勻涂抹于混凝土表面。 
    （五）將樹脂膩?zhàn)又鲃┡c硬化劑按2：l配比，充分?jǐn)嚢杈鶆颍媚ǖ秾⒛佔(zhàn)?于表面凹凸不平處，以手指接觸不粘手后再進(jìn)行下面的工作。 
    （六）將攪拌好的浸潤樹脂，均勻飽滿涂抹于構(gòu)件所要粘貼的部位，厚度為1.5mm左右，不宜過薄。 
    （七）涂抹浸潤樹脂后，應(yīng)保證在規(guī)定的使用時(shí)間內(nèi)，將已按設(shè)計(jì)的尺寸裁剪好的碳纖維布迅速粘貼到位。粘貼過程要求平整、順直，不得有波紋、皺折或位置偏差。碳纖維布粘貼后，用特制的滾筒沿碳纖維布纖維方向（即在使用階段碳纖維布受力方向）多次滾壓擠出氣泡，確保不浮空，以使碳纖維布與混凝土表面緊密粘結(jié)；同時(shí)，使粘結(jié)劑充分滲入纖維之間的縫隙內(nèi)。當(dāng)粘貼第2層碳纖維布時(shí)，先在第l層碳纖維布的表面涂刷浸潤樹脂，然后按前述方法粘貼第2層碳纖維布。zui后，在碳纖維布表面再涂抹l層粘結(jié)劑，上覆塑料薄膜，并用木模板壓緊碳纖維布養(yǎng)護(hù)。 
    （八）飾面處理至少8h以后，去除塑料薄膜，在碳纖維布表面涂抹l層基底樹脂。待基底樹脂用手指接觸不沾手后，外抹水泥砂漿做面層；zui后根據(jù)原廠房使用環(huán)境的要求，對(duì)其表面涂刷耐火涂料。