[發明專利]一種碳纖維加固木梁的方法

有效

• 申請號: 200910222227.X
• 申請日: 2009-11-10
• 公開（公告）號: CN101725256A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 朱奎
• 申請（專利權）人: 朱奎
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02;E04C3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及建筑領域，特別涉及一種碳纖維加固木梁的方法。

背景技術

木梁在長期使用過程中會因為受潮等因素引起承載力降低，可以采用碳纖維進行加固。但是用碳纖維加固木梁的方法有兩個問題：一、混凝土與碳纖維之間的環氧樹脂粘結層容易發生粘結破壞。環氧樹脂的剪切強度與剪切變形是一定的，超過其極限剪應變后粘結層即產生界面微裂縫，隨著微裂縫的不斷擴展，界面最后發生剝離破壞，所以木梁表面粘貼碳纖維加固有其限度，在承受較大荷載時容易出現粘結破壞。二、傳統的加固手段是將碳纖維直接粘貼到木梁表面，當木梁表面有一定的曲率時，碳纖維在受拉的同時還會承受一個由曲率帶來的剝離應力，加大了發生粘結破壞的機率。

發明內容

本發明的目的是提供一種碳纖維加固木梁的方法，使構件在承受荷載之前碳纖維就已經發揮了相當的強度，解決了加固后木梁容易剪切破壞的問題。

本發明在粘貼碳纖維在木梁前對碳纖維進行浸潤處理來提高抗剪能力，然后將碳纖維固定在帶蝸桿機構的張拉機進行預應力張拉，通過蝸桿機構使碳纖維粘貼在木梁表面，并在木梁剪力較大區設置錨固帶增強抗剪強度。

本發明施工步驟包括：

(1)浸潤

將環氧樹脂粘貼膠均勻涂抹到碳纖維表面，反復涂刷或滾壓，使其完全滲透到碳纖維中，并擠出膠中的氣泡。當環氧樹脂粘貼膠充分浸潤到纖維絲中后，在碳纖維表面均勻涂抹一層環氧樹脂粘貼膠作保護面層，使碳纖維被環氧樹脂基體完全包裹。

(2)木梁的表面處理

對木梁進行表面使其具有較好的平整度。

(3)涂刷底膠與找平膠

將構件表面處理潔凈后，在木梁表面涂刷一層底膠，然后在底膠上涂刷一層找平膠來修補凹凸的部分及坑洞。

(4)張拉碳纖維

將碳纖維固定在帶蝸桿機構的張拉機進行預應力張拉。張拉機以每小時350～450MPa的速度均勻張拉碳纖維。

(5)粘貼預應力碳纖維

將張拉機具沿蝸桿微動機構上升，直至受彎構件的粘貼表面與碳纖維的粘貼表面緊密結合在一起，用特制的輥子沿纖維方向滾壓以去除碳纖維增強塑料下面的氣泡，樹脂未充滿的空隙用注射器注入環氧樹脂；對人工打磨的構件，通常會由于木梁表面平整度與碳纖維不一致而形成較大的空隙，可配制粘稠度較大的環氧樹脂填入。

(6)設置橡膠錨固帶

離墻邊50～100cm范圍設置環形橡膠錨固帶進行加固，防止粘結破壞發生。

(7)做涂料防護層

防護層采用厚度為8～12mm防火涂料。

本發明可顯著提高木梁承載力，實用性強。

附圖說明

圖1碳纖維加固木梁工藝示意圖

具體實施方式

某工程木梁由于長期受潮，承載力只達到設計荷載的80％，采用本發明提供的方法進行加固。

施工步驟包括：

(1)浸潤

將環氧樹脂粘貼膠均勻涂抹到碳纖維表面，反復涂刷或滾壓，使其完全滲透到碳纖維中，并擠出膠中的氣泡。涂刷時要沿一個方向。當環氧樹脂粘貼膠充分浸潤到纖維絲中后，在碳纖維表面均勻涂抹一層環氧樹脂粘貼膠作保護面層，使碳纖維被環氧樹脂基體完全包裹。浸潤處理后環氧樹脂在纖維單絲之間傳遞剪力，克服了纖維單絲之間的應力分布不均勻，提高纖維單絲的共同工作性能。

(2)木梁的表面處理

對木梁進行表面使其具有較好的平整度。

(3)涂刷底膠與找平膠

為了保證木梁和碳纖維之間的粘結，在將構件表面處理潔凈后，要在木梁表面涂刷一層底膠，然后在底膠上涂刷一層找平膠來修補凹凸的部分及坑洞。

(4)預應力張拉碳纖維

將碳纖維固定在帶蝸桿機構的張拉機進行預應力張拉。以每小時350～450MPa的速度均勻張拉碳纖維，張拉速度慢可以提高碳纖維的預應力水平。

(5)粘貼預應力碳纖維

將張拉機具沿蝸桿微動機構上升，直至受彎構件的粘貼表面與碳纖維的粘貼表面緊密結合在一起，用特制的輥子沿纖維方向滾壓以去除碳纖維增強塑料下面的氣泡，樹脂未充滿的空隙用注射器注入環氧樹脂。

(6)設置橡膠錨固帶

由于碳纖維與混凝土之間容易在粘結界面上發生粘結破壞，因此設置錨固帶進行加固。在離墻邊50～100cm范圍設置環形橡膠錨固帶進行加固，防止粘結破壞發生。

(7)做涂料防護層

為保證加固后構件的正常使用，避免碳纖維加固材料遭受外界損傷，在加固層外表面進行密閉防護處理。防護層采用厚度為10mm防火涂料。

加固施工完畢7天后進行堆載試驗，發現承載力高于設計荷載的15％，加固施工效果較理想。