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强化纤维材料特性
顶端*碳纤维复合材料介绍详细内容*
强化纤维补强是近年来美、日等先进国家所研发的应用在土木工程的维修补强方法。一般而言,此种方法适合应用在柱补强,利用其紧密的贴着所产生之围束力增加柱之韧性以达到增加耐震能力及增加抗压能力的目的。
强化纤维补之材料一般而言具有以下之特性:
1.高强度:
强化纤维补强材料之强度普遍较钢材为高,一些特制强化纤维材料张力强度甚至可达钢材的四倍以上。
2.可增加断面韧性:
强化纤维材料为一种高强度材料,应用在柱补强时因其材料所发挥之高围束力使整体结构之韧性增加,而符合现行耐震规 之要求。
3.重量轻:
其比重比铝还要轻,在同样体积的材料下,强化纤维不但具有高强度、韧性,同时因其质量轻,故其所引致之地震力相对就小,所以就这点而言是相当优良的补强材料。
4.保持原先柱子之形状不变:
不论是方形、矩形、六角形或任何几何尺寸,经修补後,均保持原貌。
5.不受空间的影响:
强化纤维只要有10公分之净空,便可施作,本系统适合这种狭窄空间施工。
6.耐久性及耐腐蚀性强:
强化纤维不腐蚀,对於盐份、土壤及腐蚀环境之抵抗性甚强。

强化纤维补强方法简介
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施工顺序:
.面层处理
  1. 混凝土表面的劣化层(风化、游离石灰、脱模剂、剥离的砂浆、粉   刷层、污物等)以砂轮机去除并研磨。
  2. 以空压喷嘴、砂轮机和毛刷将粉尘及松动物质去除,用水洗净时,必须使其充分乾燥。
.断面复旧
  1. 将混凝土面层的不良部份(剥落、孔隙、蜂窝、腐蚀等)清除。若有钢筋外露情形,先做好防锈处理,再以强度相等或大於混凝土的环氧树脂砂浆、压克力树脂砂浆等材料修补。
  2. 裂缝以环氧树脂灌注。
  3. 裂缝或打除部份若有漏水情形时,应先以其他方法,做止水、导水处理。
.不平整修正
  1. 表面凸出部份(小突起等)以切割机或砂轮机将其削除并使其平滑,凹陷部份(打除部份)则以环氧树脂补土或树脂砂浆填补之。
  2. 转角处需处理,凸角R=10mm以上,凹角则以树脂砂浆填补。

.底漆涂布
气温在5℃以下,雨天或有可能结露时,不可施工。施工 围的温度、湿度确认後,选用适当的底漆。
  1. 将主剂和硬化剂依所规定的配比放置於拌合桶中,使用手提式电动拌合机,使其均匀的混合。一次的拌合量为在可使用的施工量,超过可使用的时间的材料,不可使用(可使用时间依材料使用说明指示)。
  2. 以毛刷滚辊均匀涂布,依现场状况决定是否涂布第二道(初乾之後)。涂布量随施工面的方向及粗糙的程度有所变化。
  3. 指触乾燥时间约3个小时~12小时。
.单向强化纤维的粘贴

气温在5℃以下,雨天或有可能结露时,不可施工。施工 围的温度、湿度确认後,选用适当的环氧树脂。

 

  1. 纤维布预先以剪刀、刀子依所设计的尺寸大小裁好。依使用量、裁剪尺寸、长度在两米以内最适当。为防止保管期间的破损,裁剪数量只裁所需用的数量。
  2. 施工面的底漆乾燥以指触确认。底漆施工超过一个星期以上时,应以砂浆磨平。
  3. 将环氧树脂的主剂和硬化剂依所规定的配比放置於拌合桶中,使用手提式电动拌合机,使其均匀的混合。一次的拌合量为在可使用时间内的施工量,超过可使用时间的东西,不可使用。(可使用时间依使用说明指示)。
  4. 环氧树脂用毛刷滚辊平均涂布(涂於底漆上)。涂布量因施工面的方面、粗糙度等影响会有变化,转角部份要多涂。
  5. 单向强化纤维粘贴於树脂涂布面後,撕去离型纸,然後以毛刷滚辊和橡皮刮刀顺着纤维方向用力雇平两、叁次,使树脂浸透并去除气泡。
  6. 粘贴後放置30分钟,若纤维有浮出或脱线情形发生时,以滚辊或橡皮刮刀压平修正。
  7. 单向强化纤维表面再涂布树脂(涂於面层)。与(5)相同要领,以毛刷滚辊或橡皮刮刀顺着纤维方向用力推展,使树脂充分浸透和补充。(8)两层以上的强化纤维相叠粘贴时,重覆(4)~(7)的步骤。

.养护
室外施工时,为了不让雨水、砂、灰尘等附着於上,必须使用塑胶布保护。
  1. 单向强化纤维补强施工後,等到指触乾燥的时候,用塑胶布覆盖防止雨淋,要注意覆盖布不要碰触到施工面。
  2. 覆盖布的养护需要24小时以上。
  3. 为达成设计强度,下列养护时间是必要的。

        平均气温10℃,养护期间两周。

        平均气温20℃,养护期间一周。

7.完工後面层保护喷涂
  1. 强化纤维本身有阻挡紫外线防止树脂劣化的效果。施工面如受日光直接照射时,耐候性涂料及树脂砂浆喷涂保护较为适当。
  2. 喷涂保护要等树脂初期硬化後施行。
  3. 施工要依各种涂料的标准施工法施工。


施工注意事项
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1.温度
在低温状况下,底漆(Primer)及环氧树脂(Epoxy)粘度会增加,硬化反应较迟缓。会引起硬化反应不良之状况。冬季或寒冷地带,施工条件要慎重检讨,气温有5℃以下不可施工。
2.湿气
水分的存在会阻碍底漆及环氧树脂的粘着。有漏水情形时,先做止水、导水处理,有可能结露的时候不可施工。
3.表面不平
表面凹凸或角落的部位,粘贴强化纤维时容易浮起。高差应修正在1mm以内,凸角取R=10mm以上,凹角用树脂砂浆填补使其平滑。
4.底漆(Primer)及环氧树脂(Epoxy)的处理
粘度以加温来调整,不可以有机溶剂等来稀释。主剂与硬化剂混合後,严守有效使用时间,超过使用时间的东西不可使用。
5.强化纤维的处理
强化纤维不可随意折叠。粘贴时,纤维(长向)方向,预留10cm的搭接长度,短方向则不用。

 

 
 
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