[发明专利]碳纤维布加固的混凝土构筑物

说明书

技术领域

本发明属于钢筋混凝土结构工程领域，具体涉及一种碳纤维布加固的混凝土构筑物。

背景技术

由于广西北部湾地区所属区域的特殊性，工程结构体系(包括跨海桥梁、沿海建筑、码头海堤等)长期面临台风、风暴潮、海盐、污损生物等侵蚀，对沿海工程结构安全性影响很大，加上人们对工程结构使用的不合理性，往往会使工程结构局部受损，出现裂缝导致钢筋锈蚀，降低了钢筋混凝土结构的使用寿命，长期锈蚀的结果就会造成钢筋断裂而使结构破坏。一般来说，钢筋混凝土结构工程一旦发生破坏,所带来的生命和财产损失将是巨大的,对国家经济与社会的影响更是深远和难以估量的。

目前，钢筋混凝土结构物一般采用碳纤维增强塑料加固法(CFRP)进行修补加固，利用树脂类胶粘剂将碳纤维布粘贴于混凝土表面，以提高构件的承载能力，从而达到对构件补强加固的目的。碳纤维加固法是根据结构构件受力分析计算结果和受力特征，应用配套树脂将碳纤维粘贴于强度不满足受力要求的混凝土构件(受损结构)外部相应部位，以达到构件满足承载力要求的一种补强加固方法。其加固原理是利用其配套树脂的剪切强度将混凝土构件承载的荷载传递给碳纤维，使后粘贴碳纤维和原钢筋混凝土构件共同承受荷载作用力。实验表明：碳纤维混凝土复合材料结构中，两种材料的受力主要通过界面胶结层的粘接效应来传递，构件的破坏一般始于胶结层的破坏。随着荷载的不断增加，界面粘接应力的分部和峰值位置逐渐发生变化，混凝土内部拉应力也不断增长，当荷载增加到接近粘接强度的荷载时，在内部混凝土分离处的粘接界面将受到界面法向应力和面内应力的复合作用，在这种复合应力的作用下，碳纤维布将粘带着浅层的混凝土从该位置开始剥离，当荷载达到破坏荷载时，由于粘接的有效面积已经减少，在界面就发生一次性剥离破坏，即破坏是瞬时发生的脆性破坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种碳纤维布加固的混凝土构筑物，使碳纤维布可以牢牢粘在结构物上，不容易出现断裂和剥离。

本发明提供的技术方案是碳纤维布加固的混凝土构筑物，包括混凝土构筑物基层和碳纤维层，所述混凝土构筑物基层的待加固面上铺设有一层内含钢丝网的轻质混凝土修补层；所述碳纤维层是由浸润环氧树脂的碳纤维布以及将其包覆的PVC组成的复合层状结构；所述碳纤维层通过胶粘剂粘贴在轻质混凝土修补层上；所述构筑物还包括两块钢板，所述两块钢板设置在碳纤维层的两端，并通过依次贯穿钢板、碳纤维层、修补层和基层的螺栓固定在构筑物上。

在混凝土构筑物基层的待加固面上铺设一层内嵌有钢丝网的轻质混凝土修补层，即可以提高局部受损结构的加固效果，又可以大大提高碳纤维布与构筑物基层的连接力，避免因为混凝土基层光洁度不够而导致碳纤维布层无法有效粘接在构筑物基层上。

碳纤维层由浸润环氧树脂的碳纤维布以及将其包覆的PVC组成的复合层状结构；其制备方法为：将碳纤维布浸润在环氧树脂中，取出，用PVC将浸润环氧树脂的碳纤维布包覆起来，热压，使得PVC与碳纤维布复合成一体，形成复合层状结构。由于PVC的熔融温度高于环氧树脂的玻璃转换温度，控制热压温度在PVC的熔融温度和环氧树脂玻璃转换温度之间，使得PVC和碳纤维固结成一体。复合处理后的碳纤维层的韧性、耐磨性和防滑性大幅提高，进而可提高碳纤维布层与构筑物的粘贴力，防止碳纤维布层的滑落。

在碳纤维层的两端设置不锈钢板，可将碳纤维布牢固固定在构筑物基层上，使得碳纤维布与构筑物基层的粘接更加稳固，有效防止碳纤维布脱落，以提高构筑物的使用寿命。

所述构筑物还包括防腐层；所述防水层涂覆在碳纤维层上，所述两块不锈钢板设置在防水层的两端，并通过依次贯穿不锈钢板、防水层、碳纤维层、修补层和基层的螺栓固定在构筑物上。在碳纤维布表面涂覆一层防水层，可以有效减少碳纤维布受到外部环境的影响，延长构筑物使用寿命。

所述防水层为聚氨酯防水层。所述聚氨酯防水层的厚度为1～2mm。

所述构筑物还包括防腐砂浆层；所述防腐砂浆层涂覆在防水层上，所述两块不锈钢板设置在防水层的两端，并通过不锈钢螺栓依次贯穿不锈钢板、防腐砂浆层、防水层、碳纤维层、修补层和基层的螺栓固定在构筑物上。在防水层的外表面上涂覆一层砂浆层，可进一步保护碳纤维布不受外界环境的腐蚀，避免碳纤维布脱落，以提高构筑物的使用寿命。

所述砂浆层的厚度为2～5mm。

与现有技术相比，本发明的混凝土构筑物结构简单，紧固效果好，可有效防止碳纤维布从构筑物基层上脱落，从而大大延长了混凝土构筑物的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；