碳纖維復(fù)合材料加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù),它利用對混凝土有很強(qiáng)的滲透性和足夠的粘結(jié)強(qiáng)度的樹脂,將碳纖維布粘貼于混凝土表面,以達(dá)到對結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。
碳纖維復(fù)合材料用于混凝土結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)在我國起步較晚,但發(fā)展迅速。1997年北京特希達(dá)科技有限公司根據(jù)對日本、美國、瑞典等國家碳纖維生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)的考察,并結(jié)合我國國情,與國內(nèi)一些大專院校,科研單位合作對混凝土結(jié)構(gòu)的梁、板、柱等構(gòu)件用碳纖維復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)的作用效果和機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究,以大量的試驗(yàn)成果驗(yàn)證了碳纖維復(fù)合材料修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)加固混凝土結(jié)構(gòu)的效應(yīng)。并在實(shí)踐中得到檢驗(yàn)和受到業(yè)主及有關(guān)方面的好評。
目前,我國使用的樹脂適用溫度為5~35℃,而實(shí)際在施工中氣溫低于7℃,施工就難以保證工程質(zhì)量,效果不佳。因?yàn)闇囟鹊陀?℃時,樹脂的流動性差、滲透性弱,固化時間長,從而導(dǎo)致施工不便。而對于我國長江以北地區(qū)每年有3~4月的時間,氣溫在-15℃~+5℃,也就是說如果沒有有效的圍護(hù)升溫措施是無法進(jìn)行施工的。如橋梁工程,面積大,地處空曠,要想維持環(huán)境溫度在7℃以上是很困難。因此尋找一種能在低溫條件下使用的樹脂,是勢在必行的。
北京特希達(dá)科技有限公司為了適應(yīng)工程技術(shù)發(fā)展的要求,近引進(jìn)一種“改性樹脂”,能在-10℃的條件下正常施工,且所有的技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到春、夏、秋用樹脂粘貼碳纖維的要求。
下列不同氣溫對樹脂的選擇和三種樹脂特性比較見表1、表2。
二、改性樹脂及其碳纖維的特點(diǎn)
2、碳纖維復(fù)合材料是用抗拉強(qiáng)度極高的碳纖維絲拉拔成型,單向排列,并通過予張編制方法成型,形成單向排列以樹脂為基體的碳纖維復(fù)合材料,它具有極優(yōu)越的品質(zhì),抗拉強(qiáng)度大,彈性模量高,比重小,抗疲勞強(qiáng)度高,耐久性能好,耐磨損,抗腐蝕、徐變及熱膨脹系數(shù)小以及施工簡捷,工效高,對施工空間要求低,便于在狹窄空間作業(yè)等一系列優(yōu)點(diǎn)。
一般碳纖維片材采用平行襯紙型,其表面有一定剛性,不太適合棱角處施工,它適用于春、夏、秋季使用。經(jīng)緯編織型(交叉型)碳纖維片材的單位束(約2~3mm)之間,有明顯的間距(約0.5mm),材質(zhì)柔軟,樹脂的浸透性好,但比較松散,容易產(chǎn)生皺紋,它與改性樹脂配套適于冬季(5℃~-10℃)使用。詳見3、表4。
碳纖維片材的預(yù)浸樹脂含量由原來的4%降到0.2%有利于樹脂的滲透,同時碳纖維片材也比較柔軟易彎折(尤其角部空鼓易控制)一般的碳纖維片材低溫時很脆很硬,在粘貼時混凝土構(gòu)件的角部易回縮,造成空鼓。
常用環(huán)氧樹脂使用時,僅外摻主劑和固化劑,而改性環(huán)氧樹脂使用時,除外摻主劑與固化劑外,再加入一種固化催進(jìn)劑。固化催進(jìn)劑能加快固化反應(yīng)速度,縮短固化反應(yīng)時間(不同的溫度加入的固化催進(jìn)劑數(shù)量不同,參見表3)。
改性樹脂在做后一層上涂時,添加蠟劑,使上涂的表面看起來色澤均勻一致、比常用樹脂較美觀。