简介 |
此加固系统可用于钢筋混凝土、砌体、天然石灰，钢材和木材上。
系统组成
- Sika CarboDur碳纤维板
- Sikadur 30结构胶
- Sika CarboDur预应力系统
|
应用
|
经EMPA大量测试研究，用碳纤维制成的抗腐蚀板进行钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构、铝材和木结构的外贴式加固是可行的。西卡在此基础上发展了只要将基层处理一下，无需其它工序的经济型的碳纤维板加固系统。
需要加固的原因
荷载增加
- 动载增加
- 交通荷载增加
- 工业建筑中安装重型机械设备
- 建筑物使用功能的改变
部份结构损坏
使用要求提高
结构体系的改变
结构规范要求的改变
设计或施工的失误
|
优点 |
- 自重轻
- 可任意长度、免搭接
- 厚度小
- 运输方便（卷型）
- 材料交叉施工简单
- 施工费用低、无需起重安装设备
- 强度极高
- 有不同弹性模量的材料可以选择
- 杰出的抗疲劳性能
- 高抗碱性
- 不会腐蚀
- 边缘整齐没有外露的纤维丝
- 在很多国家的常规建筑上都允许使用
|
测试报告/许可 |
- 用Sika CarboDur 加固的砼梁的静载测试（EMPA报告号：154490/1，1994）
- 红外线成像仪对Sika滚压施工法进行空鼓分析（EMPA报告号：154490。1994）
- 用Sika CarboDur 加固的砼梁的火灾实验（EMPA报告号：148795，1994）
- 在动荷载状况下进行Sika CarboDur的粘贴施工，（EMPA报告号：170 569e
1999）
- Sika CarboDur的疲劳破坏测试，（EMPA报告号：402017E/2，1999）
- Sika CarboDur预应力碳纤维板加固测试，（EMPA报告号：172475/2,1998）。
- 混凝土梁外贴Sika CarboDur碳纤维板加固的分析方法和设计建议（美国材料协会，SSRP报告，2000）
- Sika CarboDur碳纤维板对混凝土梁的预应力加固（VTVV，报告号：R-9-00，2000）
- 允许使用Sika CarboDur的结构德国建筑技术协会Z-36，12-29，1997）
- Sika CarboDur碳纤维板和Sikawarp碳纤维布的实验（法文）
|
学术论文 |
- BanzlgegH Stelgegw；1989年）《用于承受荷载的节点处的环氧粘结剂》，1989年8月瑞士Baublat
No.64.
- Deaglgg M.,1993年德国《用预应力复合碳纤维材料进行结构加固》，联邦材料测试中心，EMPA报告编号：1993年
224号
- Deaglgg M.,1994年《碳纤维板在建筑工业中加固混凝土结构的运用》，瑞士建筑工程第26号：1994年6月23日.
- Deaglgg M.,1994年《碳纤维板在建筑工业中加固混凝土结构的运用》，瑞士建筑工程第26号，19994年6月23日
- Meleg,J 1994（德国）《用碳纤维复合材料进行结构加固》，VDI报告编号：1080，1994，第587-594页）
- SIKA联邦材料测试中心（德国）《用碳纤维板进行结构加固档案号》，D0182，21.9.95
- SIKA公司1997年《用碳纤维片材进行结构加固》，Sika CacooD大会1997年11月
- Kropf W.,Mele,H.,1999年（德国）《用碳纤维板加固大结构建筑》Weinfelden
1999年11月
- Andra H,-P.,1999年（德国）《在桥梁结构上的碳纤维预应力加固》，Bavariag道路结构管理部门，Kalmoaog,1995年9月
- Seim W., KarbhanV.,SeibleF.,1999年（德国）《用外贴碳纤维加固混凝土楼板》Betoo-und
Stahicetonbau 94(1999),NO,11
- MeierH，2000（德国）《复合碳纤维材料加固结构：特别应用案例，用于改变用途和新建工程结构的复合碳纤维材料》TFB
Wildegg， 2003年3月
|
可用的材料 |
Sika CarboDur XS 抗拉弹性模量 165000 N/mm2 |
类型 |
宽度（mm） |
厚度（mm） |
截面面积（mm2） |
Sika CarboDur XS 514 |
50 |
1.4 |
70 |
Sika CarboDur XS 1014 |
100 |
1.4 |
140 |
Sika CarboDur XS 1214 |
120 |
1.4 |
168 |
| Sika CarboDur XS 1514 |
150 |
1.4 |
210 |
|
Sika CarboDur S 抗拉弹性模量 165000 N/mm2 |
| 类型 |
宽度（mm） |
厚度（mm） |
截面面积（mm2） |
| Sika CarboDur S 512 |
50 |
1.2 |
60 |
Sika CarboDur S 612 |
60 |
1.2 |
72 |
| Sika CarboDur S 812 |
80 |
1.2 |
96 |
| Sika CarboDur S 1012 |
100 |
1.2 |
120 |
| Sika CarboDur S 1212 |
120 |
1.2 |
144 |
| Sika CarboDur S 1512 |
150 |
1.2 |
180 |
| Sika CarboDur S 614 |
60 |
1.4 |
84 |
Sika CarboDur S 914 |
90 |
1.4 |
126 |
Sika CarboDur S 1014 |
100 |
1.4 |
140 |
| Sika CarboDur XS 1214 |
120 |
1.4 |
168 |
| Sika CarboDur M（相当于钢材） |
抗拉弹性模量 210000 N/mm2 |
| 类型 |
宽度（mm） |
厚度（mm） |
截面面积（mm2） |
| Sika CarboDur M 514 |
50 |
1.4 |
70 |
Sika CarboDur M 614 |
60 |
1.4 |
84 |
Sika CarboDur M 914 |
90 |
1.4 |
126 |
Sika CarboDur M1014 |
100 |
1.4 |
140 |
Sika CarboDur M 1214 |
120 |
1.4 |
168 |
Sika CarboDur UH |
|
抗拉弹性模量 400000 N/mm2 |
类型 |
宽度（mm） |
厚度（mm） |
截面面积（mm2） |
Sika CarboDur XS 514UH |
50 |
1.4 |
70 |
包装 |
Sika CarboDur碳纤维板：
Sikadur -30结构粘接剂
- 每套（A组份＋B组份）：5kg
- 每托架400kg（80×5kg）
其它包装：A组份30kg桶装，B组份10kg桶装
每托架560kg（14×30kgA组份和14×10kg B组份）
丙酮清洁剂：
1-5kg桶装，20 kg -160kg圆桶装 |
Sika CarboDur |
Sika CarboDur施工专用橡皮滚筒
西卡搅拌棒
|
技术参数
Sika CarboDur |
碳纤维板 |
有效期 |
无限（避免阳光直射） |
材质 |
碳纤维增强聚合物（环氧基材） |
颜色 |
黑色 |
碳纤维含量 |
70％ |
|
Sika CarboDurXS |
Sika CarboDurS |
SikaCarboDurM |
Sika CarboDur HU |
弹性模量(均值) |
165000 N/mm2 |
165000 N/mm2 |
210000 N/mm2 |
400000 N/mm2 |
弹性模量最小值 |
>160000 N/mm2 |
>160000 N/mm2 |
>200000 N/mm2 |
>390000 N/mm2 |
抗拉强度最小值 |
>2200 N/mm2 |
>2800 N/mm2 |
>2800 N/mm2 |
>1800 N/mm2 |
极限抗拉强度（均值） |
2400 N/mm2 |
3100 N/mm2 |
3100 N/mm2 |
1900 N/mm2 |
极限应变最小值 |
>1.35％ |
>1.70％ |
>1.35％ |
>0.45％ |
沿碳纤维纵向的机械性能 |
Sika dur 30结构粘结剂 |
外观 |
A组份：白色浆体
B组份：黑色浆体
A组份＋B组份：混合后是浅灰色的 |
混合比 |
A组份：B组份＝3：1（重量比），用磅称能确保准确的混合比 |
粘稠度 |
A＋B组份混合：糊状浆体 |
保质期 |
在5℃～25℃存贮条件下，原厂包装24个月 |
施工温度 |
基面温度和环境温度在10℃～35℃ |
施胶时间（F.I.P*） |
120分钟（－10℃），40分钟（＋35℃） |
粘胶时间（F.I.P*） |
30分钟（＋35℃） |
抗压强度 |
抗压强度的发展（图表）
|
收缩率 |
0.04％ |
�；露龋‵.I.P*） |
+62℃ |
抗热变性
（ASTM D648） |
固化时间 热变形温度
7天 ＋10℃ ＋36℃
7天 ＋35℃ ＋53℃
6小时 ＋60℃ ＋53℃
3小时 ＋80℃ ＋53℃ |
弹性模量（F.I.P*） |
12800 N/mm2 |
粘结强度
湿状态（F.I.P*） |
混凝土破坏 （～4N/mm2） |
抗剪强度（F.I.P*） |
混凝土破坏 （～15N/mm2） |
热膨胀系数（按西卡标准） |
9*10-6/℃（-10℃~+40℃） |
|
注: F.I.P*为国际预应力协会
所给数值可能随搅拌后的混合物的密度和含气量不同产生变化 |
预应力碳纤维板系统 |
用途 |
- 桥梁纵向和横向的结构加固
- 砖墙和混凝土墙体的抗震加固
- 工业、商业建筑物和大跨度结构的加固
- 所有气候条件下的加固
- 提高体外预应力结构的耐久性
|
优点 |
- 应用在既有结构上，预应力施工简单
- 自重轻，施工容易
- 初始应变较高，预应力损失小
- 截面小，不增大结构体积
- 具有与预应力钢索同级的预应力
- 无应力腐蚀开裂风险
- 可用作无腐蚀预应力筋
- 充分利用Sika CarboDur碳纤维板的高机械强度
- 与非预应力相比，能节省30％－50％的材料用量
- 在加固钢筋混凝土结构时，能得到最优性价比
- 提高结构使用年限，通过缩小裂缝宽度，降低受拉钢筋的应变和提高腐蚀性能
- 预应力加固也适用于恒载突然增加的状况
- 减少既有结构中钢筋的拉伸应变
- 在基面温度较低和环境温度较高的情况下，无需加热，即可进行结构加固施工
- 板厚最大达到2.4mm
- 较短的板端锚固区域
|
|
系统构成 |
Sika LCB |
Sika-StrasssHead |
Sika碳纤维板型号 |
V914 |
V624 |
横截面面积 |
126mm2 |
144mm2 |
施加的预应力 |
200KN |
220KN |
预加拉应力 |
9.5％ |
9.5％ |
张拉锚具 |
Leoba LCB |
SressHead 220 |
设计要点
一般概述 |
Sika CarboDur碳纤维板无残余变形。
因此当碳板在钢筋屈服后混凝土破坏前发生破坏时，加固部份就达到最大抗弯强度。破坏的形态与碳板的截面厚度有关。为了限制裂缝宽度和和变形，在使用状况下，钢筋不应达到屈服点。必须避免由于加固面的位移或碳纤维层面剥离而产生剪切裂缝�？梢杂贸Ｓ梅椒扑阌α捅湫�，并应按SIKA
160（1989年）和162（1989年）的标准加以硬认。 |
评估结构状况的过程 |
尺寸因素（几何、钢筋面积、布筋情况，要加固施工面的平整度），原有建筑材料的质量�；肪称蜃纯�，使用情况，结构原设计使用条件。 |
验证 |
荷载安全性
- 未经加固的结构（允许降低总安全系数>1.0）
- 加固过的结构（若有上述破坏方式的产生，检查应变）
- 碳纤维板的剪力
- 锚固
抗疲劳性能
结构的使用性能
- 考虑平均应变值（假定结构弹性阶段和混凝土应变会随时间变化）
- 钢筋中应力（在使用条件下无塑性变形）
- 裂缝宽度（在使用条件下，钢筋中应力受限制）
|
施工
重点 |
- 处理过的基面与结构胶的粘接拉伸强度平均为2.0N/mm2，最小达到1.5N/mm2
- Sika CarboDur系统必须 避免长期阳光直射。
- 粘接剂的最高允许使用温度是＋50℃，在使用Sika CarboDur Heating设备时和用Sikadur30LP型粘接剂时，其长期使用温度可达到＋70℃
- 基面最大含水率为4％，最低施工温度是＋10℃
- 在施工过程中，周围环境和基面温度不得低于露点温度以上＋3℃
- 施工Sikadur30粘接剂必须符合技术指导上的说明
|
基层（要求） |
钢筋混凝土结构：
干净、无油脂、疏松剥离的混凝土，干燥
处理方法：喷砂或打磨
木结构或砖石结构：
干净、无油、表面无疏松
处理方法：喷砂、创平或打磨
钢结构：
干净、无油脂和锈蚀
处理方法：喷砂或打磨，用Icosit-277 或 Sikagard-63N做界面剂
处理完后，用工业吸尘器吸去表面所有的粉尘。
表面在施胶前必须磨平整，凸起部份和模板印不得超过0.5mm。
基面的平整度必须用金属板检核，最大高差为2m长度内10mm。
|
Sikadur 30的
拌合 |
将组份B加入组份A，为避免空气进入，用低速电钻（最大500
rpm转/分）搅拌。搅拌3分钟以上达到外观颜色一致。然后将整个混合物倒入干净的容器里，再次低速搅拌至少一分钟，搅拌过程中尽量减少空气的进入。
在容器内搅拌材料。
称取正确的比例的A.B组份，先将材料在容器内拌匀，再采用上述预定剂量包装相同的搅拌方法用低速电钻正确搅拌。
结构胶的施胶时间在树脂和固化剂混合后，就开始了。在高温时施胶时间短些，在低温时施工时间会延长些。一次拌合量越大，施胶时间越短。为了在高温情况下得到较长的工作时间，拌合结构胶可以分成几份搅拌。另一种方法是在搅拌之前，在低温下保存A、B组份。 |
Sika CarboDur
碳纤维板的施工应用 |
如果是在混凝土表面有大的砂眼或蜂窝磨面，必须首先用修补砂浆修补。Sikadur-30型粘结剂必须被用作确�；炷粱妫ㄓ胩枷宋澹┝己谜辰岬恼辰岵�，修补砂浆用Sikadur
41 或Sikadur 30。如果采用Sikadur-30，则加入大约1：1的重量比的Sikadur-501石英砂配置而成。
将碳纤维板放置在桌上，用白布蘸丙醇清洁剂擦拭板的空白面。将Sikadur-30以T型涂覆在碳板上。用抹刀将Sikadur-30均匀的在已做过处理的无尘的基面上涂很薄的一层。
在粘结剂的粘贴时间内，将Sika CarboDur碳纤维板按在准备好的基面上。用西卡橡皮滚筒压至粘结剂从板的两边挤出来，去除多余的粘结剂。
在现场应该做样板来检测粘结剂的固化速率和最终强度。检测固化后的抗拉和抗弯强度。
标准平均值：在＋23℃时，固化期7天
抗压强度>75Mpa
抗弯强度>35Mpa
假设碳板需要交叉施工，则在第一层施工完毕的碳纤维板上用丙醇清洁剂去油，如果要多层粘贴，则必须用丙醇清洁剂擦拭碳板的两面（都要接触粘结剂），在这种情况下，建议用Sikadur-330作为粘结剂。
如果需要，Sika CarboDur碳纤维板必须有防火材料�；�。
当Sikadur-30粘结剂固化后，必须用轻轻敲击的方法和红外探测仪对碳纤维板进行空鼓试验。
暴露位置的碳纤维板可用类似Sikagard-550W Elastlc
Sikagard-ElastoColor CW的�；ね苛贤扛�。 |
粘结剂用量 |
|
碳纤维板宽度 |
Sikadur-30用量 |
50mm |
0.35kg/m |
60mm |
0.40kg/m |
80mm |
0.55kg/m |
90mm |
0.70kg/m |
100mm |
0.80kg/m |
120mm |
1.0kg/m |
150mm |
1.2kg/m |
由于基面的平整度和碳纤维板的横截面状况，粘结剂实际用量可能较高。 |
清洁 |
用丙醇清洁剂用好的施工工具，用温水肥皂彻底冲洗手和皮肤。固化后的材料只能用机械铲除。 |
对于Sika CarboDur碳纤维板的一些建议 |
切割 |
优先采用金刚石切割机切割要求的长度。 |
�；ご胧� |
切割时戴好防细微纤维的护目镜，面具和手套。 |
Sikadur-30安全指导 |
安全性提示 |
本产品可引起皮肤过敏（表皮刺激）！
工作开始前先在手上和其它皮肤暴露部位涂覆防护霜，穿防护服（手套和护目镜）。如眼镜或粘膜接触本产品，请立即用洁净温水冲洗，并迅速求医。 |
生态环境影响 |
未固化组份对水有污染，因此不应随意倒入下水道，水源或土壤地面，丙醇和Sikadur-30的残余特应根据当地相关法规处理。 |
毒性 |
A组份：参见包装上的相关说明
B组份：无毒 |
运输要求 |
A组份：非危险品
B组份：包装在500kg内，8/65c。
具体细节请参阅材料安全说明书。 |
