[發明專利]碳纖維布加固的混凝土構筑物

在審

• 申請號: 201710146355.5
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN106703436A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 閆有喜;陳錫鑫;藍聲寧;蔣瓊明;張蕾蕾;張迎盈;張坤鵬;黃瑩娜
• 申請（專利權）人: 欽州學院
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司45107
• 代理人: 李瑛

技術領域

本發明屬于鋼筋混凝土結構工程領域，具體涉及一種碳纖維布加固的混凝土構筑物。

背景技術

由于廣西北部灣地區所屬區域的特殊性，工程結構體系(包括跨海橋梁、沿海建筑、碼頭海堤等)長期面臨臺風、風暴潮、海鹽、污損生物等侵蝕，對沿海工程結構安全性影響很大，加上人們對工程結構使用的不合理性，往往會使工程結構局部受損，出現裂縫導致鋼筋銹蝕，降低了鋼筋混凝土結構的使用壽命，長期銹蝕的結果就會造成鋼筋斷裂而使結構破壞。一般來說，鋼筋混凝土結構工程一旦發生破壞,所帶來的生命和財產損失將是巨大的,對國家經濟與社會的影響更是深遠和難以估量的。

目前，鋼筋混凝土結構物一般采用碳纖維增強塑料加固法(CFRP)進行修補加固，利用樹脂類膠粘劑將碳纖維布粘貼于混凝土表面，以提高構件的承載能力，從而達到對構件補強加固的目的。碳纖維加固法是根據結構構件受力分析計算結果和受力特征，應用配套樹脂將碳纖維粘貼于強度不滿足受力要求的混凝土構件(受損結構)外部相應部位，以達到構件滿足承載力要求的一種補強加固方法。其加固原理是利用其配套樹脂的剪切強度將混凝土構件承載的荷載傳遞給碳纖維，使后粘貼碳纖維和原鋼筋混凝土構件共同承受荷載作用力。實驗表明：碳纖維混凝土復合材料結構中，兩種材料的受力主要通過界面膠結層的粘接效應來傳遞，構件的破壞一般始于膠結層的破壞。隨著荷載的不斷增加，界面粘接應力的分部和峰值位置逐漸發生變化，混凝土內部拉應力也不斷增長，當荷載增加到接近粘接強度的荷載時，在內部混凝土分離處的粘接界面將受到界面法向應力和面內應力的復合作用，在這種復合應力的作用下，碳纖維布將粘帶著淺層的混凝土從該位置開始剝離，當荷載達到破壞荷載時，由于粘接的有效面積已經減少，在界面就發生一次性剝離破壞，即破壞是瞬時發生的脆性破壞。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種碳纖維布加固的混凝土構筑物，使碳纖維布可以牢牢粘在結構物上，不容易出現斷裂和剝離。

本發明提供的技術方案是碳纖維布加固的混凝土構筑物，包括混凝土構筑物基層和碳纖維層，所述混凝土構筑物基層的待加固面上鋪設有一層內含鋼絲網的輕質混凝土修補層；所述碳纖維層是由浸潤環氧樹脂的碳纖維布以及將其包覆的PVC組成的復合層狀結構；所述碳纖維層通過膠粘劑粘貼在輕質混凝土修補層上；所述構筑物還包括兩塊鋼板，所述兩塊鋼板設置在碳纖維層的兩端，并通過依次貫穿鋼板、碳纖維層、修補層和基層的螺栓固定在構筑物上。

在混凝土構筑物基層的待加固面上鋪設一層內嵌有鋼絲網的輕質混凝土修補層，即可以提高局部受損結構的加固效果，又可以大大提高碳纖維布與構筑物基層的連接力，避免因為混凝土基層光潔度不夠而導致碳纖維布層無法有效粘接在構筑物基層上。

碳纖維層由浸潤環氧樹脂的碳纖維布以及將其包覆的PVC組成的復合層狀結構；其制備方法為：將碳纖維布浸潤在環氧樹脂中，取出，用PVC將浸潤環氧樹脂的碳纖維布包覆起來，熱壓，使得PVC與碳纖維布復合成一體，形成復合層狀結構。由于PVC的熔融溫度高于環氧樹脂的玻璃轉換溫度，控制熱壓溫度在PVC的熔融溫度和環氧樹脂玻璃轉換溫度之間，使得PVC和碳纖維固結成一體。復合處理后的碳纖維層的韌性、耐磨性和防滑性大幅提高，進而可提高碳纖維布層與構筑物的粘貼力，防止碳纖維布層的滑落。

在碳纖維層的兩端設置不銹鋼板，可將碳纖維布牢固固定在構筑物基層上，使得碳纖維布與構筑物基層的粘接更加穩固，有效防止碳纖維布脫落，以提高構筑物的使用壽命。

所述構筑物還包括防腐層；所述防水層涂覆在碳纖維層上，所述兩塊不銹鋼板設置在防水層的兩端，并通過依次貫穿不銹鋼板、防水層、碳纖維層、修補層和基層的螺栓固定在構筑物上。在碳纖維布表面涂覆一層防水層，可以有效減少碳纖維布受到外部環境的影響，延長構筑物使用壽命。

所述防水層為聚氨酯防水層。所述聚氨酯防水層的厚度為1～2mm。

所述構筑物還包括防腐砂漿層；所述防腐砂漿層涂覆在防水層上，所述兩塊不銹鋼板設置在防水層的兩端，并通過不銹鋼螺栓依次貫穿不銹鋼板、防腐砂漿層、防水層、碳纖維層、修補層和基層的螺栓固定在構筑物上。在防水層的外表面上涂覆一層砂漿層，可進一步保護碳纖維布不受外界環境的腐蝕，避免碳纖維布脫落，以提高構筑物的使用壽命。

所述砂漿層的厚度為2～5mm。

與現有技術相比，本發明的混凝土構筑物結構簡單，緊固效果好，可有效防止碳纖維布從構筑物基層上脫落，從而大大延長了混凝土構筑物的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；