楼板碳纤维加固

一．工程概况

       中山市某17 层钢筋混凝土结构大楼原按酒店设计，标准层使用功能为客房，主体结构已完成。因资金问题大楼已停工5 年，现将大楼改造成写字楼，在大楼装饰阶段设计又提出修改，要求11 层设主机房、13 层设档案室。其中主机房使用荷载为800Kg/m2，档案室使用荷载为1200Kg/ m2。通过对新、旧使用荷载下结构构件承载力进行验算，发现原结构部分梁、板承载力不足（但未出现超筋情况），需进行结构补强加固。

二． 补强加固方案的设计

   考虑到作业层已进行装饰作业，施工条件复杂、施工工期紧，经多方案比较，决定采用粘碳纤维布、钢板进行加固。

    11 层主机房荷载相对较小为800 Kg/m2，荷载分布较分散，对混凝土板面采用贴碳纤维布提高板的强度，在混凝土梁面及梁侧贴碳纤维布、钢板提高梁的抗弯强度及抗剪强度。

    13 层主机房荷载相对较大为1200 Kg/m2，荷载分布较集中，对混凝土板面及板底采用贴碳纤维布提高板的强度，在混凝土梁面及梁侧贴碳纤维布、钢板提高梁的抗弯强度及抗剪强度。

三． 碳纤维布加固施工

楼板加固范围；

碳纤维布加固施工工艺；

混凝土表面检验及放线

(1)凿除加固部位的装饰层、水泥砂浆结合层等。

(2)对被加固部位混凝土进行检验，测定混凝土的含水率。

(3)清除被加固构件表面的剥落、疏松等劣化混凝土，露出混凝土结构层，对有主要缺陷的部位做出标记。

(4)按设计图纸在加固部位防线定位。

混凝土表面的修补

   (1) 对有缺损、孔隙、蜂窝的地方，先凿去松动的混凝土，然后再用高标号的砂浆进行修复。对缺陷面积≥0.1m2 的位置，则用无收缩水泥砂浆修补。对暴露出的钢筋应先除锈再修补。

   (2 )有裂缝的的部位，宽度b＜0.3mm 的裂缝，用环氧树脂进行外部封闭；宽度b≥0.3mm 的裂缝，则采用环氧树脂砂浆压力灌注封闭。

5 混凝土表面的预处理

(1 )被粘结的混凝土表面应打磨平整，除出表面浮浆、油污等杂质，直到完全露出结构混凝土新面。转角粘结处要进行导角处理并打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20cm。

(2) 混凝土表面应清理干净并保持干燥，对表层含水率大于4%的混凝土，进行烘干，使其达到施工要求。

(3) 用专用修补胶将混凝土表面修复平整，平整度不大于5mm/m，转角处修复成光滑的圆弧，半径不少于20mm。在修补胶表面指触干燥后立即进行下一步施工。

粘结剂的配置和碳纤维布的准备

(1 )粘结剂与碳纤维材料应配套使用，碳纤维布采用美国Hex-3R-117（300g/m2），粘结剂采用TN 专用胶。

(2) 粘结剂的配置搅拌，使用低转速电动搅拌机（转速＜500r/min），按同一方向搅拌，时间控制在3min 左右。

(3) 按要求尺寸裁剪碳纤维布，并保持粘贴面的清洁。

粘贴施工

(1) 用干净的抹刀将配置好的粘结剂均匀涂抹到已处理好的混凝土表面，厚度为1.5mm 左右，然后将裁剪好的碳纤维布沿墨线紧贴在预定的位置上。

(2) 粘贴过程要求平整、顺直，不得有波纹、皱折或位置偏差。

(3) 用滚筒沿碳纤维布铺贴方向在已贴好的碳纤维布上多次滚压，挤出气泡，并使粘接剂充分渗透入碳纤维布中，压滚时不得损坏碳纤维布。

(4) 多层粘贴时，应在碳纤维布粘接剂指触干燥后立即进行下一层的粘贴。如间隔时间超过60min，则应等12h 后，再行涂刷粘接剂贴下一层碳纤维布。

(5) 在最后一层碳纤维布的表面均匀涂膜粘接剂。

(6) 在碳纤维布上抹20mm 厚1：2 水泥砂浆作保护层。

注意事项

(1) 碳纤维布为导电材料，施工碳纤维布时应远离电气设备及电源，或采用可靠的防护措施。

(2) 施工过程中应避免碳纤维布的弯折。

(3) 碳纤维布粘接剂的原料应密封储存，远离火源，或采取可靠的防护措施。

(4) 粘结剂的配置应在室内进行，其操作环境及施工场所应保持通风良好。

(5) 现场施工人员应采取相应的劳动保护措施。

四.钢板粘贴施工工艺

施工流程

混凝土和钢板表面处理及埋设膨胀螺栓 ----涂TN 胶---- 粘贴并压紧钢板 ---卸支撑 -----批砂浆保护层

2 混凝土构件、钢板表面处理

（1） 对有油污的构件结合面，需用洗涤剂和硬毛刷刷除油污，再用清水冲洗干净。

（2）对龄期较长的构件结合面，需进行打磨，除出1～3mm 表面层，然后用吹风、吸尘、水洗等方法除出粉尘。

（3）对龄期较短的构件结合面，需用钢丝刷除出表面浮渣，然后用吹风、吸尘、水洗等方法除出粉尘。

（4）涂胶前处理过的混凝土表面必须是干净、干燥的。

（5）对钢板表面需进行除锈和粗糙处理，用打磨工具打磨，直到出现金属光泽，打磨粗糙度越大越好，打磨纹路应与钢板受力方向垂直。最后用脱脂棉沾清洗剂擦拭干净。

3粘贴施工

（1） 钢板上开孔?10@350～500，在混凝土构件面相应位置上埋设膨胀螺栓。

（2 ）TN 胶配好后用抹刀同时涂在已处理好的混凝土表面和钢板表面上，厚度为1～3mm，中间厚边缘薄，然后将钢板贴于预定位置，将膨胀螺栓拧紧，以使TN 胶从钢板边缘挤出为度。

（3）加固后钢板表面应批不低于M15 水泥砂浆，对于板保护层厚度不少于15mm，其他构件不少于20mm。若钢板表面积较大，为利于砂浆粘结，挂一层钢丝网后再批保护层。

（4）钢板粘贴后应尽量避免烧焊，应先焊后粘，若无法避免则在焊接时贴显温片，焊接后浇水降温。

梁加固注意事项

（1） 梁面采用碳纤维布或钢板加固与板碳纤维布加固重叠时，先粘贴板加固用碳纤维布，再粘贴梁面加固用的碳纤维布或钢板。

（2） 梁底粘贴钢板与粘贴碳纤维箍加固重叠时，先粘贴碳纤维箍，再粘贴钢板。

（3） 梁底粘贴碳纤维布粘贴与碳纤维箍加固重叠时，先粘贴碳纤维布，再粘贴碳纤维箍。

（4）粘贴钢板所需的膨胀螺栓在安装时，应尽量减少破坏碳纤维布。

（5） 梁面粘贴碳纤维或钢板加固时若遇到下列情况：

1）遇柱则从柱边绕过。

2）若遇剪力墙则粘于无剪力墙一侧。

3）一般情况下，将其均匀粘贴于梁面

5 成品保护

粘结剂在常温下固化，24h 内严禁扰动粘贴好的碳纤维布材，并采取措施避免灰尘、水淋污染，48h 后方可受力作业。

6 质量控制及验收标准

（1）对加固所用的碳纤维布、钢板、粘贴剂要求厂家提供材料检测报告，并对材料进行现场抽检，送指定单位检测，待符合有关要求后方能施工。

（2） 碳纤维布现场施工位置偏差与设计图规定轴线偏差应小于5mm；钢板现场施工位置偏差与设计图规定轴线偏差应小于3mm。

（3）粘贴碳纤维布应展平压实，碳纤维布与基层之间必须粘贴紧密，多余的胶液应挤出。碳纤维布与基层之间结合是否良好，可用锤击方法判断，其合格标准如下：

a .单个空鼓面积＜0.13 ㎡；

b .空鼓面积占总面积＜5%；

单位面积内空鼓数量＜10 处/㎡。

(4)对空鼓面积超过上述标准的碳纤维布加固部位，切除空鼓的碳纤维布，用厚度相等的碳纤维布进行修补，其搭接长度应不小于100mm。

7 .框架梁板加固后的效果

(1) 用碳纤维布、钢板加固后，梁板几何尺寸没有明显的变化，不影响装饰效果。

(2)一次加固后不需要考虑今后使用过程中的维护。

(3) 施工速度快，从施工准备到完成仅用了一个星期时间，不影响整个工期。

(4) 该楼层投入使用后的半年中通过2 次观察表明，加固部位均为发生变化，装饰面未发现任何微裂缝。