本發(fā)明屬于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維布加固的混凝土構(gòu)筑物。

背景技術(shù)：

由于廣西北部灣地區(qū)所屬區(qū)域的特殊性，工程結(jié)構(gòu)體系(包括跨海橋梁、沿海建筑、碼頭海堤等)長期面臨臺風(fēng)、風(fēng)暴潮、海鹽、污損生物等侵蝕，對沿海工程結(jié)構(gòu)安全性影響很大，加上人們對工程結(jié)構(gòu)使用的不合理性，往往會使工程結(jié)構(gòu)局部受損，出現(xiàn)裂縫導(dǎo)致鋼筋銹蝕，降低了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命，長期銹蝕的結(jié)果就會造成鋼筋斷裂而使結(jié)構(gòu)破壞。一般來說，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程一旦發(fā)生破壞,所帶來的生命和財產(chǎn)損失將是巨大的,對國家經(jīng)濟與社會的影響更是深遠和難以估量的。

目前，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物一般采用碳纖維增強塑料加固法(CFRP)進行修補加固，利用樹脂類膠粘劑將碳纖維布粘貼于混凝土表面，以提高構(gòu)件的承載能力，從而達到對構(gòu)件補強加固的目的。碳纖維加固法是根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力分析計算結(jié)果和受力特征，應(yīng)用配套樹脂將碳纖維粘貼于強度不滿足受力要求的混凝土構(gòu)件(受損結(jié)構(gòu))外部相應(yīng)部位，以達到構(gòu)件滿足承載力要求的一種補強加固方法。其加固原理是利用其配套樹脂的剪切強度將混凝土構(gòu)件承載的荷載傳遞給碳纖維，使后粘貼碳纖維和原鋼筋混凝土構(gòu)件共同承受荷載作用力。實驗表明：碳纖維混凝土復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中，兩種材料的受力主要通過界面膠結(jié)層的粘接效應(yīng)來傳遞，構(gòu)件的破壞一般始于膠結(jié)層的破壞。隨著荷載的不斷增加，界面粘接應(yīng)力的分部和峰值位置逐漸發(fā)生變化，混凝土內(nèi)部拉應(yīng)力也不斷增長，當(dāng)荷載增加到接近粘接強度的荷載時，在內(nèi)部混凝土分離處的粘接界面將受到界面法向應(yīng)力和面內(nèi)應(yīng)力的復(fù)合作用，在這種復(fù)合應(yīng)力的作用下，碳纖維布將粘帶著淺層的混凝土從該位置開始剝離，當(dāng)荷載達到破壞荷載時，由于粘接的有效面積已經(jīng)減少，在界面就發(fā)生一次性剝離破壞，即破壞是瞬時發(fā)生的脆性破壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種碳纖維布加固的混凝土構(gòu)筑物，使碳纖維布可以牢牢粘在結(jié)構(gòu)物上，不容易出現(xiàn)斷裂和剝離。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是碳纖維布加固的混凝土構(gòu)筑物，包括混凝土構(gòu)筑物基層和碳纖維層，所述混凝土構(gòu)筑物基層的待加固面上鋪設(shè)有一層內(nèi)含鋼絲網(wǎng)的輕質(zhì)混凝土修補層；所述碳纖維層是由浸潤環(huán)氧樹脂的碳纖維布以及將其包覆的PVC組成的復(fù)合層狀結(jié)構(gòu)；所述碳纖維層通過膠粘劑粘貼在輕質(zhì)混凝土修補層上；所述構(gòu)筑物還包括兩塊鋼板，所述兩塊鋼板設(shè)置在碳纖維層的兩端，并通過依次貫穿鋼板、碳纖維層、修補層和基層的螺栓固定在構(gòu)筑物上。

在混凝土構(gòu)筑物基層的待加固面上鋪設(shè)一層內(nèi)嵌有鋼絲網(wǎng)的輕質(zhì)混凝土修補層，即可以提高局部受損結(jié)構(gòu)的加固效果，又可以大大提高碳纖維布與構(gòu)筑物基層的連接力，避免因為混凝土基層光潔度不夠而導(dǎo)致碳纖維布層無法有效粘接在構(gòu)筑物基層上。

碳纖維層由浸潤環(huán)氧樹脂的碳纖維布以及將其包覆的PVC組成的復(fù)合層狀結(jié)構(gòu)；其制備方法為：將碳纖維布浸潤在環(huán)氧樹脂中，取出，用PVC將浸潤環(huán)氧樹脂的碳纖維布包覆起來，熱壓，使得PVC與碳纖維布復(fù)合成一體，形成復(fù)合層狀結(jié)構(gòu)。由于PVC的熔融溫度高于環(huán)氧樹脂的玻璃轉(zhuǎn)換溫度，控制熱壓溫度在PVC的熔融溫度和環(huán)氧樹脂玻璃轉(zhuǎn)換溫度之間，使得PVC和碳纖維固結(jié)成一體。復(fù)合處理后的碳纖維層的韌性、耐磨性和防滑性大幅提高，進而可提高碳纖維布層與構(gòu)筑物的粘貼力，防止碳纖維布層的滑落。

在碳纖維層的兩端設(shè)置不銹鋼板，可將碳纖維布牢固固定在構(gòu)筑物基層上，使得碳纖維布與構(gòu)筑物基層的粘接更加穩(wěn)固，有效防止碳纖維布脫落，以提高構(gòu)筑物的使用壽命。

所述構(gòu)筑物還包括防腐層；所述防水層涂覆在碳纖維層上，所述兩塊不銹鋼板設(shè)置在防水層的兩端，并通過依次貫穿不銹鋼板、防水層、碳纖維層、修補層和基層的螺栓固定在構(gòu)筑物上。在碳纖維布表面涂覆一層防水層，可以有效減少碳纖維布受到外部環(huán)境的影響，延長構(gòu)筑物使用壽命。

所述防水層為聚氨酯防水層。所述聚氨酯防水層的厚度為1～2mm。

所述構(gòu)筑物還包括防腐砂漿層；所述防腐砂漿層涂覆在防水層上，所述兩塊不銹鋼板設(shè)置在防水層的兩端，并通過不銹鋼螺栓依次貫穿不銹鋼板、防腐砂漿層、防水層、碳纖維層、修補層和基層的螺栓固定在構(gòu)筑物上。在防水層的外表面上涂覆一層砂漿層，可進一步保護碳纖維布不受外界環(huán)境的腐蝕，避免碳纖維布脫落，以提高構(gòu)筑物的使用壽命。

所述砂漿層的厚度為2～5mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的混凝土構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)簡單，緊固效果好，可有效防止碳纖維布從構(gòu)筑物基層上脫落，從而大大延長了混凝土構(gòu)筑物的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中標(biāo)號為：1、混凝土構(gòu)筑物基層；2、輕質(zhì)混凝土修補層；3、碳纖維層；4、不銹鋼板；5、不銹鋼螺栓；6、防水層；7、防腐砂漿層；8、碳纖維布；9、PVC。

具體實施方式

本發(fā)明所述的用碳纖維布加固的混凝土構(gòu)筑物，如圖1所示，包括混凝土構(gòu)筑物基層1和碳纖維層3，所述混凝土構(gòu)筑物基層1的待加固面上鋪設(shè)有一層內(nèi)含鋼絲網(wǎng)的輕質(zhì)混凝土修補層2；所述碳纖維層3是由浸潤環(huán)氧樹脂的碳纖維布8以及將其包覆的PVC 9組成的復(fù)合層狀結(jié)構(gòu)；所述碳纖維層3通過膠粘劑粘貼在輕質(zhì)混凝土修補層2上；

所述構(gòu)筑物還包括兩塊不銹鋼板4，防水層6和防腐砂漿層7，所述防水層6涂覆在碳纖維層3上；所述防腐砂漿層7涂覆在防水層6上；所述兩塊不銹鋼板4設(shè)置在防腐砂漿層7的兩端，并通過不銹鋼螺栓依次貫穿不銹鋼板4、防腐砂漿層7、防水層6、碳纖維層3、修補層2和基層1的螺栓5固定在構(gòu)筑物上；

所述防水層6為聚氨酯防水層，所述聚氨酯防水層的厚度為1～2mm；

所述砂漿層7的厚度為2～5mm。