碳纤维网格加固系统材料与施工工艺

 

碳纤维网格加固系统材料与施工工艺

——北京中德新亚建筑技术有限公司

 

一、碳纤维网格加固系统简介

碳纤维网格加固系统，系在喷涂RG高强聚合砂浆层间嵌固碳纤维网格，通过技术手段确保砂浆与碳纤维网格以及与基层间的握裹力与锚固力，以提高加固系统抗弯、抗剪、抗震、抗裂等功能的新型加固系统。本系统具有透气性好、防火能力强、可在湿基面施工的显著特点，广泛应用于隧道、桥梁、水利、市政、古建、工民建筑等领域的抗弯加固、抗剪加固、抗震加固、轴向抗压加固以及裂缝控制加固等工程。

二、碳纤维网格加固系统的特点

1、施工简单、快捷方便：施工前基层无需整平修复工作，可用砂浆喷涂机进行大面积施工，施工速度快。

2、耐久性好：碳纤维网格为惰性材料，有优良的力学性能，耐腐蚀能力强，相对于钢丝绳网片加固系统，不存在钢筋锈蚀风险。

3、防火性能好：10mm厚度RG高强聚合物复合碳纤维网格加固系统，即可达到防火标准ISO 834 F60的要求。

4、抗裂效果好：利于控制结构裂缝加固。

5、透气性好：相对于碳纤维布和碳板加固，碳纤维网格加固系统有更好的透气性。

6、适用于潮湿表面及环境。

7、节省材料：一般情况下加固厚度只需要15-20mm即可。应用于隧道喷射混凝土加固系统，可大幅度节省材料。

三、碳纤维网格加固系统的的执行规范

GB50367-2013《混凝土结构加固设计规范》

GB50728-2015《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》

GB/TJ22-2008《公路桥梁加固设计规范》

四、碳纤维网格加固系统的材料简介

1、SINO碳纤维网格SINO碳纤维网格采用进口碳纤维纱线、特殊编织工艺，编织成的碳纤维网格布浸渍于耐腐蚀性的树脂中，经多道涂层工艺，烘干形成的网格状整体。具有质量轻、强度高、双向受力、施工方便、可以用于恶略环境的施工等优点。

表1  SINO碳纤维网格主要技术指标

产品性能	单向碳纤维网格	双向碳纤维网格
受力方向碳纤维重量，g/㎡	200	80（双向）
受力方向碳纤维厚度，mm	0.117	0.044
碳纤维理论截面积，m㎡/m	117	44
碳纤维网格厚度，mm	0.5	0.3
1.75%应变时的极限理论应力，KN/m	500	200

 

2、RG高强聚合物砂浆

RG单组份高强聚合物砂浆是由优选水泥、细骨料、矿物掺合料、可再分散乳胶粉、添加剂组成；是一种既具有高分子材料的粘接性，又具有无机材料耐久性的新型可喷涂施工的聚合物砂浆。具有抗压强度高、固化迅速、粘接性能好、优异的保水性能和抗裂性、高耐碱性、耐紫外线，操作简便，可潮湿基层施工，绿色环保，且砂浆中的活性成分与碳纤维网格涂层具有匹配性。

表2  RG高清聚合物砂浆的主要性能指标

项    目		技术指标
		普通型	加强型
抗压强度，MPa	28d	≥55	≥70
抗压强度，MPa	28d	≥10	≥12
劈裂粘结强度，MPa	28d	≥5.5
正拉粘结强度，MPa	28d	≥2.5 (且为混凝土内聚破坏)
收缩率，%	28d	≤0.1

五、碳纤维网格加固系统的的施工工艺与注意事项

1、碳纤维网格系统施工工艺

① 准备喷涂施工机械：根据现场实际情况及需求准备相应的砂浆喷涂设备。

② 原混凝土基层处理：喷射RG高强聚合物砂浆前应对旧混凝土表面进行凿毛，并将表面清理干净，喷浆前1h应洒水以保持受喷面充分湿润。

③ 喷射砂浆拌制：制砂浆需水量为砂浆重量的18-20%（具体按随货技术文件执行），搅拌时间≥2min至砂浆混合均匀。拌和好的砂浆将变稠后，不要再次加水拌和使用。

④ 喷涂底层砂浆：在粗糙的结构表面喷涂底层砂浆，底层砂浆的厚度为 5~10mm，喷涂应均匀一致。

⑤ 碳纤维网格剪裁：按工程实际需求裁剪碳纤维网格。

⑥ 铺设碳纤维网格：在底砂浆表面摊铺碳纤维网格，碳纤维网格的碳纤维丝方向需按照设计的方向进行布置，碳纤维网格的搭接宽度为 200mm。摊铺时需对端部进行临时固定，并将碳纤维网格用抹子压入底层砂浆，整个碳纤维网格表面应平整并尽可能的张紧。

⑦ 喷涂面层砂浆：碳纤维网格摊铺完毕底层砂浆初凝后，即可进行面层砂浆的拌和与喷涂施工，面层砂浆的厚度为5-10nm，确保表面的平整度。需保证底层和面层砂浆在同一天进行施工。否则，喷涂面层砂浆前应对底层砂浆进行适当的界面处理。

⑧ 表面收光：及时将表面砂浆整平、收光，如发现有砂浆厚度不满足要求的情况，需要进行局部修补。

2、碳纤维网格加固系统施工注意事项

① 根据基层情况和设计要求，对基层处理应讯用适当界面处理剂。

② 喷射时应根据不同喷射面采取不同的喷射方法，喷射作业应分段分片依次进行，施工顺序应自下而上。

③ 旧混凝土表面应充分湿润，避免混凝土喷射到原结构后，在新旧结合面处水分很快被吸干，使界面处混凝土不能充分水化而影响混凝土结合力。

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