En los últimos años, las tecnologías de refuerzo y reparación estructural se han utilizado ampliamente en puentes, túneles y vigas, losas, columnas y estructuras de muros de corte de hormigón armado en edificios industriales y civiles. En particular, la tecnología de reparación y refuerzo de fibra de carbono ha logrado un gran éxito. El rendimiento de su producto es excelente, simple de operar, seguro y confiable, y tiene mayores beneficios económicos, sociales y ambientales. Esta tecnología se utilizó para reforzar las columnas del marco de un determinado proyecto y logró buenos resultados.
1. Características
1. La lámina de fibra de carbono es liviana y de alta resistencia: su resistencia a la tracción es de 8 a 10 veces mayor que la del acero ordinario. Estructura que utiliza resina adhesiva en una sola pieza, puede funcionar de manera confiable con hormigón armado y tiene un excelente efecto de refuerzo, mientras que el aumento en el peso muerto de la estructura es casi insignificante.
2. Resistencia a la corrosión: la fibra de carbono puede proteger eficazmente las barras de hormigón y acero de los componentes de la corrosión por ácidos, álcalis, sal, agua y otros medios.
3. Resistencia al envejecimiento: la propia estructura de fibra de carbono y pegamento y sus componentes reforzados pueden resistir los rayos ultravioleta y la radiación nuclear durante mucho tiempo; la resistencia no se reducirá cuando se use a -54 ~ 80 ℃ durante mucho tiempo; mucho tiempo después de una aceleración La prueba de envejecimiento por exposición ha verificado que el rendimiento permanece sin cambios durante 40 años y después del recubrimiento de la superficie, la durabilidad es más sobresaliente;
4. Mantenga la estructura como está y tenga una apariencia hermosa: la lámina de fibra de carbono se puede unir fácilmente a la forma original del componente sin cambiar básicamente el tamaño de la sección transversal del componente. después del parche se puede pintar y pegar con materiales decorativos y materiales ignífugos.
5. La construcción es simple y rápida: el uso de métodos de refuerzo tradicionales, como el método de encapsulación de concreto y el método de unión de acero, requiere mucho cincelado, plantación de barras, soldadura y vertido de láminas de fibra de carbono. no es necesario. Por lo tanto, tiene requisitos de espacio de construcción muy bajos, es conveniente para operaciones en espacios reducidos, es rápido de construir y tiene poca interferencia con la producción y el uso.
2. Principio del proceso
Las láminas de fibra de carbono se forman "dibujando" filamentos de fibra de carbono con una resistencia a la tracción extremadamente alta, dispuestos en una dirección y preimpregnados estructuralmente con resina epoxi. Materiales compuestos reforzados. Utilice resina adhesiva como adhesivo y péguela en la superficie del componente dañado a lo largo de la dirección de la tensión o perpendicular a la dirección de la grieta. El adhesivo sirve como medio de conexión de corte entre ellos para formar un nuevo cuerpo compuesto. El parche reforzado se ve obligado a soportar la misma fuerza que la barra de acero original, lo que aumenta la resistencia a la tracción o al corte de la estructura y puede mejorar efectivamente la resistencia, rigidez, resistencia al agrietamiento y ductilidad. La clave de todo el proceso es que las láminas de fibra de carbono se unen firme y firmemente para garantizar que formen un todo con la estructura original y puedan trabajar juntas.
3. Ámbito de aplicación
Las láminas de fibra de carbono son adecuadas para reparar, reforzar y reforzar túneles, puentes y diversos edificios industriales y civiles.
Vigas de hormigón armado, Daños causados por losas, columnas, estructuras de muros de corte, alcantarillas, revestimientos, chimeneas de hormigón armado, silos, piscinas, tanques, etc. por diseño, construcción, uso, envejecimiento o algún tipo de corrosión, desastres y por sobrecarga. la capacidad es insuficiente.
IV.Materiales principales
1. Especificaciones y propiedades de las láminas de fibra de carbono (tabla omitida).
2. Especificaciones y propiedades del revestimiento de imprimación (tabla omitida).
3. Especificaciones y propiedades de la masilla epoxi (tabla omitida).
4. Especificaciones y propiedades de la resina de impregnación (tabla omitida).
5. Principales herramientas y máquinas
1. Herramientas de dibujo lineal: tintero, cinta métrica, indicador de nivel, plomada;
2. Muela angular, martillo, cincel, taladro, cincel;
3. Herramientas para cortar láminas de fibra de carbono: cinta métrica, regla de acero, cuchillo para papel tapiz;
4. báscula de mesa, recipiente para mezclar, paleta de goma, cepillo giratorio, brocha, batidora, tabla de cenizas;
5. Herramientas: rodillo (herramienta especial), raspador de goma, raspador de plástico;
6. Herramientas de seguridad: cascos de seguridad, cinturones de seguridad, gafas protectoras, guantes de goma, máscaras;
7. Herramientas de gestión de la construcción: cinta métrica R, medidor de temperatura y humedad;
8. Otros: compresores de aire, equipos de ventilación, materiales compuestos para mantenimiento, hilados de algodón.
6. Tecnología constructiva
1. Flujo del proceso
2. Puntos de operación
2.1 Tratamiento de la base de hormigón
2.1.1 Limpiar las partes incompletas y dañadas en la superficie de los componentes de concreto para llegar a las partes densas de la estructura.
2.1.2 Comprobar si las barras de acero expuestas están corroídas. Si hay corrosión, realizar el tratamiento necesario.
2.1 Reparar y restaurar las partes incompletas de los componentes que hayan sido cincelados, limpiados y expuestos.
2.1.4 Reparación de grietas: las grietas con un ancho inferior a 0,20 mm deben sellarse superficialmente con resina epoxi; las grietas mayores a 0,20 mm deben rellenarse con resina epoxi.
2.1.5 Pulir las partes que sobresalen en la superficie de los componentes (la unión de los componentes de hormigón y los escalones del encofrado) y dejar los escalones reparados lo más lisos posible.
2.1.6 Para los bordes y esquinas utilizar una pulidora para redondearlos, con un radio ≥30mm.
2.1.7 Encierre los componentes de hormigón limpios y déjelos secar por completo.
2.2 Aplicar la imprimación
2.2.1 Pese el agente principal y el agente de curado de la imprimación con precisión según la proporción especificada y colóquelos en el recipiente, revuelva uniformemente con un agitador. y mezcle la cantidad de una vez. Debe usarse dentro del tiempo de uso.
2.2.2 Está estrictamente prohibido añadir disolventes a la pintura base. No se deben utilizar brochas que contengan disolventes ni rodillos humedecidos con disolventes.
2.2.3 Aplicar la imprimación uniformemente con una brocha giratoria.
2.2.4 El tiempo de contacto de la pintura con los dedos generalmente varía entre 3 h y 24 h debido a las diferentes temperaturas.
2.2.5 Después de curar el recubrimiento base, si hay partes levantadas en la superficie, use papel de lija para pulirlas.
2.2.6 Seleccione la imprimación adecuada según la temperatura y la humedad del sitio de construcción. Cuando la temperatura es inferior a 5 ℃, la humedad relativa es> 85% y el contenido de humedad de la superficie del concreto es. >8%, puede producirse condensación. No se permite ninguna construcción sin medidas efectivas.
2.3 Reparación de defectos en la superficie de componentes
2.3.1 Las partes deprimidas de la superficie de componentes se deben rellenar con masilla epoxi y reparar hasta que la superficie quede lisa.
2.3.2 Las piezas de conexión se deben rellenar con masilla epoxi para dejarlas lisas. Cuando se utiliza resina epoxi para reparar defectos, la construcción debe realizarse en condiciones de temperatura superior a 5 ℃ y humedad relativa RH <85 %. Una vez alisada la masilla, se deben alisar con papel de lija las texturas irregulares que aún existan en la superficie.
2.4 Pegar la lámina de fibra de carbono
2.4.1 Confirmar que la superficie de pegado esté seca. No se permite ninguna construcción cuando la temperatura sea inferior a 5°C y la humedad relativa RH>85. %.
2.4.2 La fibra de carbono debe cortarse con una regla de acero y un cuchillo para papel tapiz de acuerdo con el tamaño especificado. La longitud de cada sección generalmente no supera los 6 m. Si desea utilizar láminas más largas, además. Para evitar cuidadosamente que se doble, el proceso de desgasificación y remojo debe realizarse con especial precaución. Para evitar que las hojas se dañen durante el almacenamiento, la cantidad de corte de las hojas debe basarse en la cantidad utilizada ese día.
2.4.3 Las uniones longitudinales de las fibras de carbono deben superponerse más de 10 cm, y no es necesario aplicar más resina adhesiva a esta parte. Las uniones transversales de las fibras de carbono no necesitan superponerse.
2.4.4 El agente principal y el agente de curado de la resina adhesiva deben pesarse con precisión de acuerdo con la proporción especificada, colocarse en el recipiente y agitarse uniformemente con un agitador. La cantidad de una mezcla debe estar dentro de los límites. Prevalecerá el tiempo útil y el tiempo de finalización.
2.4.5 Antes de parchar, utilice un cepillo giratorio para aplicar uniformemente la resina adhesiva, lo que se denomina capa base. La cantidad de capa base es la siguiente:
Lámina de fibra de carbono de 200 g/m2. , 400~500g/m2
Lámina de fibra de carbono de 300g/m2, 500~600g/m2
2.4.6 Al parchar, trate de que no haya aire entre la lámina de fibra de carbono y el Se puede utilizar un rodillo (herramienta especial) para enrollar la lámina de fibra de carbono varias veces a lo largo de la dirección de la fibra para permitir que la resina se infiltre en la fibra de carbono.
2.4.7 Después de 30 minutos de construcción de la lámina de fibra de carbono, use un cepillo giratorio para aplicar uniformemente la resina adhesiva, lo que se denomina capa superior. La cantidad de capa superior es la siguiente:
Lámina de fibra de carbono de 200 g/m2, 200 ~ 100 g/m2
Lámina de fibra de carbono de 300 g/m2, 300 ~ 200 g/m2
2.4.8 Realizar inspección y proceso de huecos.
2.4.9 Si necesitas pegar varias capas de fibra de carbono, repite los pasos anteriores.
2.4.10. Si la construcción de láminas de fibra de carbono no cumple con los estándares de calidad, es necesario abordarlo en consecuencia. El método de tratamiento de vaciado es el siguiente:
Inyección de resina adhesiva: abra dos o más orificios pequeños en la lámina de fibra grande y use una jeringa para inyectar resina adhesiva (o resina de baja viscosidad).
Método de reparación de corte y relleno con resina: corte de 2 a 3 cuchillos a lo largo de la dirección de la fibra, use un raspador de goma o un cepillo para aplicar una cantidad adecuada de resina y rellene el espacio cortado.
Método de reparación del parche: Cuando el parche está completamente curado y no se puede cortar con un cortador o se inyecta resina o cuando aparecen arrugas y flacidez, se debe utilizar este método para cortar las partes defectuosas y volver a reparar; Pega la hoja de fibra de carbono.
2.5 Mantenimiento
2.5.1 Después de pegar la lámina de fibra de carbono, es necesario curarla de forma natural durante 24 horas para lograr el curado inicial. Se debe garantizar que no haya interferencias durante el proceso. el periodo de curación.
2.5.2 Antes de que la resina solidifique después de cada proceso, se debe proteger con film plástico para evitar la invasión de arena o lluvia.
2.5.3 Cuando existe la posibilidad de que la temperatura caiga por debajo de 5 ℃ durante el período de curado de la resina, la resina se puede curar a baja temperatura o se pueden tomar medidas efectivas para aumentar la temperatura.
2.5.4 El tiempo de curado natural requerido para que la lámina de fibra de carbono alcance la resistencia de diseño después del pegado:
Cuando la temperatura promedio es inferior a 10 °C, toma 2 semanas;
Cuando la temperatura promedio esté entre 10 y 20 ℃, tomará de 1 a 2 semanas;
Cuando la temperatura promedio esté por encima de 20 ℃, tomará 1 semana;
Cuando la temperatura promedio esté por encima de 20 ℃, tomará 1 semana;
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Evite pegar. La película recibió un fuerte impacto.
2.6 Pintura
2.6.1 Si los componentes reforzados requieren protección contra incendios, el revestimiento resistente al fuego se puede pintar según los requisitos del propietario una vez curada la resina.
2.6.2 Cuando existan requisitos de apariencia para los componentes reforzados, se podrá aplicar un recubrimiento del color y calidad requeridos después del refuerzo.
2.6.3 El recubrimiento debe realizarse después del curado inicial de la resina y se deben seguir las normas y reglamentos de construcción pertinentes del recubrimiento utilizado.
2.6.4 Para el recubrimiento de nuevos materiales y nuevos procesos, se debe realizar suficiente investigación con anticipación. Si es necesario, se deben realizar y confirmar pruebas antes del uso formal.
Siete Gestión de la Construcción y Organización Laboral
1 Gestión de la Construcción
1.1 Gestión de Proyectos: Responsable de formular la construcción en base a los documentos de diseño de refuerzo
Organizar el diseño, ser responsable de la preparación de mano de obra, materiales, maquinaria y fondos de acuerdo con el plan, organizar la construcción y ser totalmente responsable de la calidad, el progreso, la seguridad, el suministro de materiales, las condiciones de vivienda, la aceptación y liquidación de la entrega del proyecto.
1.2 Gestión técnica: Responsable de la implementación del diseño de refuerzo y medidas de organización técnica, explicaciones técnicas, implementación de regulaciones de construcción y estándares de calidad, etc., verificando la inspección del proceso y la confirmación de aceptación de los proyectos ocultos, y manejando la construcción. cambios y otras cuestiones técnicas.
1.3 Gestión de operaciones: Los grupos de operaciones se dividen según los procedimientos operativos y son responsables del rectificado de componentes reforzados, pintura de resina, reparación de defectos, sellado de grietas, parchado, mantenimiento y otras operaciones.
Ocho requisitos de calidad
1 Todos los materiales entrantes, incluidas las láminas de fibra de carbono y los materiales cementantes, cumplen con los estándares de calidad, tienen certificados de producto de fábrica y cumplen con los requisitos de diseño de refuerzo de este proyecto, materiales. Adecuado para las condiciones de temperatura y humedad del lugar.
2 Estándares de inspección de calidad para el pegado de láminas de fibra de carbono:
2.1 El recubrimiento inferior y el recubrimiento superior penetran bien el haz de fibra de carbono.
Las grietas deben tratarse: las grietas con un ancho de 0,20 mm deben rellenarse con resina epoxi.
2.2 Las láminas de fibra de carbono están fuertemente unidas.
2.3 Para tambores huecos con un diámetro inferior a 10 ~ 30 mm, menos de 10 por metro cuadrado se consideran calificados, si hay más de 10 por metro cuadrado, se consideran no calificados y deben repararse; Para los tambores huecos con un diámetro inferior a 10 mm, se consideran calificados. Cualquier tambor hueco de menos de 30 mm se considera no calificado y debe repararse.
2.4 La longitud de superposición a lo largo de la dirección de la fibra no deberá ser inferior a 10 cm. Las partes superpuestas entre las capas no deben ubicarse en la misma línea recta y las capas deben estar escalonadas al menos 50 cm.
2.5 Las especificaciones de la lámina de fibra de carbono, la posición del parche, el largo, el ancho, la dirección de la fibra y el número de capas cumplen con las normas de diseño.
3 El mantenimiento se ajusta estrictamente a los requisitos de tiempo del mantenimiento natural.
4 El revestimiento deberá cumplir con las disposiciones del contrato o requisitos del propietario y las normas de aceptación de construcción correspondientes.
Nueve ejemplos y efectos de proyectos
Un determinado proyecto en Beijing Financial Street tiene un área de construcción de 116.000 m2. Debido a cambios de diseño, se agregaron cuatro pisos, de modo que el local. La tensión del marco no pudo cumplir con los requisitos de diseño. Por lo tanto, ocho de las columnas con un diámetro de 1200 ~ 1300 mm fueron reforzadas con láminas de fibra de carbono, que cumplieron con los requisitos de diseño y garantizaron efectivamente el período y la calidad de la construcción.
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