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強化纖維材料特性
頂端*碳纖維複合材料介紹詳細內容*
強化纖維補強是近年來美、日等先進國家所研發的應用在土木工程的維修補強方法。一般而言,此種方法適合應用在柱補強,利用其緊密的貼著所產生之圍束力增加柱之韌性以達到增加耐震能力及增加抗壓能力的目的。
強化纖維補之材料一般而言具有以下之特性:
1.高強度:
強化纖維補強材料之強度普遍較鋼材為高,一些特製強化纖維材料張力強度甚至可達鋼材的四倍以上。
2.可增加斷面韌性:
強化纖維材料為一種高強度材料,應用在柱補強時因其材料所發揮之高圍束力使整體結構之韌性增加,而符合現行耐震規範之要求。
3.重量輕:
其比重比鋁還要輕,在同樣體積的材料下,強化纖維不但具有高強度、韌性,同時因其質量輕,故其所引致之地震力相對就小,所以就這點而言是相當優良的補強材料。
4.保持原先柱子之形狀不變:
不論是方形、矩形、六角形或任何幾何尺寸,經修補後,均保持原貌。
5.不受空間的影響:
強化纖維只要有10公分之淨空,便可施作,本系統適合這種狹窄空間施工。
6.耐久性及耐腐蝕性強:
強化纖維不腐蝕,對於鹽份、土壤及腐蝕環境之抵抗性甚強。

強化纖維補強方法簡介
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施工順序:
.面層處理
  1. 混凝土表面的劣化層(風化、游離石灰、脫模劑、剝離的砂漿、粉   刷層、污物等)以砂輪機去除並研磨。
  2. 以空壓噴嘴、砂輪機和毛刷將粉塵及鬆動物質去除,用水洗淨時,必須使其充分乾燥。
.斷面復舊
  1. 將混凝土面層的不良部份(剝落、孔隙、蜂窩、腐蝕等)清除。若有鋼筋外露情形,先做好防鏽處理,再以強度相等或大於混凝土的環氧樹脂砂漿、壓克力樹脂砂漿等材料修補。
  2. 裂縫以環氧樹脂灌注。
  3. 裂縫或打除部份若有漏水情形時,應先以其他方法,做止水、導水處理。
.不平整修正
  1. 表面凸出部份(小突起等)以切割機或砂輪機將其削除並使其平滑,凹陷部份(打除部份)則以環氧樹脂補土或樹脂砂漿填補之。
  2. 轉角處需處理,凸角R=10mm以上,凹角則以樹脂砂漿填補。

.底漆塗佈
氣溫在5℃以下,雨天或有可能結露時,不可施工。施工範圍的溫度、濕度確認後,選用適當的底漆。
  1. 將主劑和硬化劑依所規定的配比放置於拌合桶中,使用手提式電動拌合機,使其均勻的混合。一次的拌合量為在可使用的施工量,超過可使用的時間的材料,不可使用(可使用時間依材料使用說明指示)。
  2. 以毛刷滾輥均勻塗佈,依現場狀況決定是否塗佈第二道(初乾之後)。塗佈量隨施工面的方向及粗糙的程度有所變化。
  3. 指觸乾燥時間約3個小時~12小時。
.單向強化纖維的粘貼

氣溫在5℃以下,雨天或有可能結露時,不可施工。施工範圍的溫度、濕度確認後,選用適當的環氧樹脂。

 

  1. 纖維布預先以剪刀、刀子依所設計的尺寸大小裁好。依使用量、裁剪尺寸、長度在兩米以內最適當。為防止保管期間的破損,裁剪數量只裁所需用的數量。
  2. 施工面的底漆乾燥以指觸確認。底漆施工超過一個星期以上時,應以砂漿磨平。
  3. 將環氧樹脂的主劑和硬化劑依所規定的配比放置於拌合桶中,使用手提式電動拌合機,使其均勻的混合。一次的拌合量為在可使用時間內的施工量,超過可使用時間的東西,不可使用。(可使用時間依使用說明指示)。
  4. 環氧樹脂用毛刷滾輥平均塗佈(塗於底漆上)。塗佈量因施工面的方面、粗糙度等影響會有變化,轉角部份要多塗。
  5. 單向強化纖維粘貼於樹脂塗佈面後,撕去離型紙,然後以毛刷滾輥和橡皮刮刀順著纖維方向用力雇平兩、三次,使樹脂浸透並去除氣泡。
  6. 粘貼後放置30分鐘,若纖維有浮出或脫線情形發生時,以滾輥或橡皮刮刀壓平修正。
  7. 單向強化纖維表面再塗佈樹脂(塗於面層)。與(5)相同要領,以毛刷滾輥或橡皮刮刀順著纖維方向用力推展,使樹脂充分浸透和補充。(8)兩層以上的強化纖維相疊粘貼時,重覆(4)~(7)的步驟。

.養護
室外施工時,為了不讓雨水、砂、灰塵等附著於上,必須使用塑膠布保護。
  1. 單向強化纖維補強施工後,等到指觸乾燥的時候,用塑膠布覆蓋防止雨淋,要注意覆蓋布不要碰觸到施工面。
  2. 覆蓋布的養護需要24小時以上。
  3. 為達成設計強度,下列養護時間是必要的。

        平均氣溫10℃,養護期間兩週。

        平均氣溫20℃,養護期間一週。

7.完工後面層保護噴塗
  1. 強化纖維本身有阻擋紫外線防止樹脂劣化的效果。施工面如受日光直接照射時,耐候性塗料及樹脂砂漿噴塗保護較為適當。
  2. 噴塗保護要等樹脂初期硬化後施行。
  3. 施工要依各種塗料的標準施工法施工。


施工注意事項
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1.溫度
在低溫狀況下,底漆(Primer)及環氧樹脂(Epoxy)粘度會增加,硬化反應較遲緩。會引起硬化反應不良之狀況。冬季或寒冷地帶,施工條件要慎重檢討,氣溫有5℃以下不可施工。
2.濕氣
水分的存在會阻礙底漆及環氧樹脂的粘著。有漏水情形時,先做止水、導水處理,有可能結露的時候不可施工。
3.表面不平
表面凹凸或角落的部位,粘貼強化纖維時容易浮起。高差應修正在1mm以內,凸角取R=10mm以上,凹角用樹脂砂漿填補使其平滑。
4.底漆(Primer)及環氧樹脂(Epoxy)的處理
粘度以加溫來調整,不可以有機溶劑等來稀釋。主劑與硬化劑混合後,嚴守有效使用時間,超過使用時間的東西不可使用。
5.強化纖維的處理
強化纖維不可隨意折疊。粘貼時,纖維(長向)方向,預留10cm的搭接長度,短方向則不用。

 

 
 
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