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随着经济的飞速发展、人们对生活品质要求的不断提高,结构加固的重要性日益凸显而出。近年来,我国结构加固行业受到了高度的重视,新型加固技术与加固材料也在不断涌现。碳纤维布加固与粘钢加固,是如今加固技术中较受瞩目的两种方法,二者在诸多方面都有相似之处,那么在实际的应用之中,能否互相替换呢?
碳布与粘钢有多相似?
碳布与粘钢的相似之处,可以从适用范围上说起。碳布与粘钢同样可用于受弯构件、大偏心受压构件与受拉构件,例如在梁底粘贴碳布或者钢板,均可提高结构承载力,达到加固补强的目的。另外,从原理上来看,碳布与粘钢都是利用结构胶将碳布或钢板粘贴至混凝土基材上,令加固材料与基材形成整体共同受力。
从施工流程看,碳布与粘钢也十分相似。两种方法都受结构胶影响较大,若结构胶质量不合格,加固材料会与基材剥离,产生安全隐患甚至造成事故。同时两种方法加固前均需要卸载,未进行卸载或卸载不彻底都会产生二次受力,造成加固材料受力滞后。除此之外包括表面处理、施工温度等都有高度的重合。
碳布与粘钢能否互换?
事实上,碳纤维布与钢板在结构加固中起到的作用,可以等同为增加钢筋混凝土结构中的配筋率。因此,在一定程度上,碳纤维布加固与粘钢加固可以相互替换。按照规范中要求的设计值,我们可以进行简单的对比,规范中I级300g碳布重要构件的设计值为1600MPa,Q235钢板的设计强度取215MPa,也就是说,在材料宽幅相同的情况下,可以大体认为厚度1mm碳纤维布与厚度8mm钢板加固效果相似。
如果仅凭借上面的结果,就认为碳布加固效果远**粘钢,那就大错特错了。强度等级不同的碳纤维布厚度也不相同,加固中采用的I级300g碳布也不过0.167mm。虽然碳纤维布加固中存在多层加固的情形,但较多不允许**过四层且从*二层起加固效果就会发生折减,与5mm厚钢板的加固效果相比还是存在差距的。
上述对比情况是出于理想的角度,若想实际替换,则还需要进行详细的计算求证。碳布与粘钢的替换还有很多需要考虑的事宜,二者弹性模量相近,抗拉强度却相差较高,因此若要充分发挥碳纤维强度,就需要原有结构能够产生较大的变形。因此,当原结构卸载不明显或结构变形较小时,粘钢加固要明显优于碳纤维加固。
碳布与粘钢,适用环境也不完全形同。碳纤维布除了具有较高的强度之外,耐磨耐腐蚀也是其优点之一。从材料自身角度看,碳纤维布不会锈蚀,对于长期处于恶劣环境下的混凝土结构,将是更好的选择。另外,同规模的加固工程,粘钢施工的造价,可能会达到碳布加固的2-3倍,需要引起注意。
综上所述,碳纤维布加固与粘钢加固的确能够替换,前提是经过慎重考量且符合实际要求。加固之家提醒大家,加固设计、方案的改动,一定要经由专业人士设计、审核与较终确定,切莫随意而为,忽视结构生命安全。
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粘钢需要卸荷吗?
是的。但是现在我所知道的加固施工时一般都没这样做。我个人认为,如果是因为增加设备而需要结构加固的,加固前没有增加设备就不用卸载,如果已经增加了设备而需要进行加固的话,必须卸荷!
卸荷系统准备工作如下:
1、加固构件所承受的活荷载如人员、办公机具宜暂时移去,并尽量减小施工临时荷载。
2、加压固定宜采用千斤顶、垫板、**杆所组成的系统,该系统不仅能产生较大压力,而且加压固定的同时卸去了部分加固构件承担的荷载,能更好的使后粘钢板与原构件协同受力,加固效果较好,施工效率较高。
3、加压固定也可采用膨胀螺栓、角钢、垫板所组成的系统,该系统需要在加固构件上合适位置钻孔固定膨胀螺栓,仅能产生较小压力,不能产生卸荷效果,适合侧面钢板的粘贴。
粘钢加固施工工艺流程图
01表面处理
应认真进行钢板及混凝土粘贴面的表面处理。除锈、打磨处理钢板,混凝土粘合面也要进行打磨或凿毛处理,并且还要用棉布蘸酒精擦拭。
02钢板上钻孔及清空
在钢板上钻膨胀螺栓孔和注胶孔,一般每平方米可设固定螺栓孔6-7个,注胶孔3-4个。注胶孔的大小应与灌浆嘴相匹配,并保证注胶孔周边能密封;钻孔后应注意清孔,清空用毛刷蘸酒精伸入孔中擦拭,清孔工作应细致并清理干净。
03在混凝土中相应位置钻孔
把钢板紧靠粘合面,在混凝土上相应位置钻固定膨胀螺栓孔。也可用放样的方法确定混凝土中的固定孔位置。
04固定钢板
将钢板托起悬挂在各螺栓上,一次拧紧螺母。为控制注胶层的厚度,可在每个紧固螺栓孔周围塞垫一定厚度的垫片。
05留排气孔
在灌浆粘贴面周边每隔0.5米左右插入一软管作为排气管,钢板周边各角都应设置排气管,倾斜或垂直安装的钢板只需在**边设置排气管。
06周边密封
按推荐配胶比例称取并调配封口胶,用抹刀将钢板周边缝隙、膨胀螺栓及注浆嘴周围间隙用封口胶密封,不允许出现密封不严现象。封口胶在25℃时的可操作时间约为60分钟,可根据施工具体情况确定每次配胶量,以免造成不必要浪费。密封施工一天(25℃)后即可进行灌浆粘贴施工。
07配胶
配胶前对灌注胶两组分进行充分的上下搅拌。根据估计的用胶量按推荐配胶比例准确称取A、B两组分,用胶料搅拌器搅拌均匀后倒入灌浆容器。
08压力灌胶
用脚踏泵或其它灌浆机具从注浆嘴压力注入胶液,注胶工作应从一端开始,当邻近注胶嘴有胶液流出时,将当前的注胶嘴封闭,移至出胶的注胶嘴继续注胶。
当排气管中有胶液流出时则将其弯折扎紧。注胶的同时用橡皮锤敲击钢板,由声音判断胶液流动情况及胶液是否注满。倾斜及垂直安装的钢板要从较低位置开始注入。最后一个排气管应在维持注入压力的情况下封堵,以防胶层脱空。
09固化
注胶施工后较初几小时应注意检查是否有流胶现象,以防脱胶。常温(25℃)下,固化不少于3天;固化温度降低,固化时间应相应延长。若固化温度低于5℃,应采取红外线灯(或碘钨灯)加热等加温措施或使用低温固化改性产品。
10检验
先查看钢板周边是否有漏胶,观察胶液的色泽、硬化程度,并以小锤敲击钢板检验钢板的有效粘结面积。锚固区有效粘结面积不应小于90%,非锚固区有效粘结面积不应小于70% 。不密实区可补钻注胶孔和排气孔进行补注。
11防腐处理
灌注粘钢施工后,应按设计要求进行防腐处理。当外抹砂浆保护层防腐时,为有利于砂浆粘结,可于钢板表面粘结或外包一层钢丝网或涂刮胶后点粘一层豆石,较好在抹灰时涂刷一道混凝土界面剂。
二、注意事项
进场原材料要进行检验,检验合格方可使用,不合格品就地封存、销毁。
施工时,要严格按照施工工艺流程进行施工,严禁颠倒。
一定按规定要求精配制结构胶,保证施工质量和安全。
抹胶前要清理干净,不得有灰尘。
使用结构胶时,如不慎溅入眼中应立即用清水冲洗后尽快到医院进行救治。
施工现场保持良好通风。
现场施工人员应采取相应的劳动保护措施。材料使用后,应将残余物及包装用品进行妥善处理,注意环境保护。