變電站混凝土構件裂縫的修復加固

摘 要:現澆砼構件易產生裂縫，從而影響到建筑結構的安全性與建筑的使用壽命，因此要采用相應的修復加固措施。傳統的補強方法多采用加大混凝土截面或者采用粘鋼混凝土，相比這些傳統的方法，碳纖維則有著明顯的優勢。本文針對變電站混凝土構件裂縫的修復加固展開討論，著重分析利用碳纖維進行修復補強的方法。

關鍵詞:現澆砼構件 修復措施 碳纖維

中圖分類號:文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)07(b)-0055-02

1 引言

目前，變電建的建筑結構設計中，多采用現澆砼樓板以及樓蓋，其目的是為了保證變電站建筑結構具有良好的整體性與抗震性。但是有些建筑，尤其是主控樓的現澆砼樓板，在施工過程中或者竣工驗收時會出現裂縫問題，而且加載越多的設備裂縫擴展就越嚴重，不僅會對建筑的美觀與使用壽命，而且其結構安全性也無法得到保證。

相關砼結構設計規范中做了明確的規定:對于結構構件而言，在選擇其裂縫等級與最大裂縫寬度限值時，要參照實際的環境與結構類別來確定。盡管允許結構構件存在相應的裂縫，但是其寬度是有明確限制的，而且在設計與施工過程中要采取有效的措施，將產生裂縫問題的機率降至最低，盡可能保證結構不出現裂縫，或者將裂縫的數量與寬度控制在最低水平。堅決制止出現有害裂縫，以提高工程質量。如果出現裂縫問題則要引起重視，并采用有效有修復加固措施。

2 碳纖維的特性

傳統的補強方法多采用加大混凝土截面或者采用粘鋼混凝土進行補強，與這些傳統的方法相比，碳纖維的優勢十分明顯，比如節省空間，施工簡便，無需現場固定設備等，而且慢碳纖維補強基本上不會增加結構的自重與尺寸，并且有良好的耐腐蝕性與耐久性。采用該工法可以大幅提升建筑的使用壽命，控制加固成本，所以作為工程構件裂縫補強材料，碳素纖維受到越來越多的關注。總結起來碳纖維的優勢體現在以下幾個方面:第一，較高的抗拉強度，幾乎是同等截面鋼材的十倍;第二，重量輕，其密度還不到普通鋼材的1/4;第三，良好的耐久性，不易受到化學腐蝕、氣候變化以及惡劣環境的侵害;第四，便于施工，節約人工，且質量可以得到有效保證;第五，較廣泛的應用范圍，無論是混凝土構件或者是鋼構件，還是木結構均適用，而且構件的承載能力、耐久性以及抗震性均可得到大幅提升。表1為碳纖維布及樹脂物理性表。

3 碳纖維加固施工工藝流程

4 材料

可以滿足國家標準相關規定的碳纖維回固材料有以下幾種:碳纖維單向織物布復合材，200g，250g，300g，以及碳纖維條形板;S玻璃布，(玄武巖布)，單向織物(布)復合材，300～450g;E玻璃纖維單向織物(布)300～450g;改性環氧樹脂，用于粘貼纖維布。

碳纖維加固材料為高強度、碳纖維單向排列的材料，經過微量的樹脂浸滲可以作為修復混凝土的材料，其抗拉強度是普通鋼筋的十倍，而且自重輕、彈性好、強度高，具有較強的耐久性。

5 質量要求

采用碳纖維加固材料進行補強修復，其質量要求如下:第一，包括膠粘劑在內的所有進場的碳纖維材料均要與相應的質量標準相符，并附帶出廠合格證，以滿足工程加固補強的設計要求;第二，在運輸、儲存過程中，碳纖維材料不得受到擠壓或受到直接日曬與雨淋，以免損壞碳纖維，膠結材料要儲存于陰涼密閉的場所;第三，要委派專人針對每道工序的施工質量進行全程指導與監控，完成一道工序要經過技術人員的確認，質量合格后才能進入下道工序;第四，涂刷底層涂料時要保證均勻性，不得存漏涂、漏刷現象，如果氣溫條件不符合施工要求，則嚴禁施工，涂料在添加了溶劑稀釋后，使用時間不能超出規定期限，如果相對濕度低于85%，溫度在7℃以下，混凝土表面的含水率低于8%，且不存在結露現象，則要采用改性環氧樹脂;第五，修補構件表面殘缺時，要用環氧膩子將構造物表面的小孔與內角修補平整，如果表面在涂刮膩子后仍然不夠平整，可以用砂紙打磨;第六，粘貼碳纖維時要注意，按照規定裁切碳纖維材料，保證粘貼時的氣溫、空氣濕度以及構件表面的含水率等參數與設計要求相符，底層涂料與膩子要達到指觸干燥的程度，樹脂表面要固化硬結;粘結過程中，樹脂的類型與施工環境氣溫相適應，主劑與固化劑以及固化促進劑，要按照規定的比例準確稱量，裝入容器中充分攪拌，要在規定的時間內用完一次的調和量;第七，在粘貼過程中要保證上涂與下涂滲浸入的碳纖維束處于良好的狀態，碳纖維粘結嚴實;每平方米直徑在10mm以上、30mm以下的空鼓不超過10個視為合格，超出10個以上則不合格需要修補;如果空鼓的直徑大于30mm，即使只有一個也不能視作合格，要進行修補;順著纖維的方向搭接長度至少大于20cm，各層之間的搭接部位要錯開，不得位于同一直線，層間錯開50cm以上，保證碳纖維材料的規格、粘貼位置、長度與寬度以及纖維方向和層數等參數，與規定要求相符。

6 效益分析

采用碳纖維加固法，只要保證設計的合理性，其成本比普通的粘貼鋼板相比并無太大差別，但是碳纖維加固法的施工卻更加方便，且工作效率高，現場無需采用固定設施，并且占用的施工場地少，所以無論是工期或者施工條件，其優勢均十分明顯。

碳纖維加固材料的抗拉強度是同等截面鋼材的7～10倍。在混凝土結構中利用碳纖維材料進行修復加固補強是一種新發展出來的方法，通過該方法使得碳纖維與混凝土結構形成一個共同體，將碳纖維強大的抗拉性能充分的發揮出來，最終提高構件的承載能力與剛度，該技術以其顯著的優勢在混凝土結構抗震補強中得到越來越廣泛的應用。

參考文獻

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