碳纤维布加固施工技术

[2014/6/12]

　　碳纤维加固技术的工艺要点

　　摘要：碳纤维加固技术是一门新型、高效的结构加固技术。本文首先简要介绍了碳纤维加固技术的特点及其应用领域，然后详细讨论了碳纤维加固技术的工艺要点。

　　Abstract: The carbon fiber reinforcement technology is a new, efficient technology of building structure reinforcement. This paper introducedacteristics application fields of carbon fiber reinforcement technology firstly, then discussed the key process points of carbon fiber reinforcement technology.

　　关键词：碳纤维;加固技术;工艺要点

　　Key words: carbon fiber;reinforcement technology;key points of process

　　0引言

　　碳纤维加固技术是一门新型、高效的结构加固技术，它是用环氧树脂粘结剂将碳纤维布沿受拉方向或垂直裂缝方向粘贴在待补墙结构上，使增强贴片与原有钢筋混凝土共同受力，提高结构的抗弯、抗剪能力，从而达到对结构构件进行加固、补强的目的。目前，此项技术在美国、日本、欧洲等发达国家和地区已有成熟的运用，而国内对此的研究和应用相对比较滞后。

　　1碳纤维加固的特点

　　采用碳纤维布加固具有以下特点：①抗拉强度高。碳纤维材料的优异物理力学性能，在加固修补混凝土结构中可以提高混凝土结构及构件的承载力和延性，改善其受力性能，达到高效加固修补的目的;②自重轻，基本不增加结构自重及截面尺寸。并且柔性好，易于裁剪，适用范围广;③加固后能大大提高结构的耐腐蚀性及耐久性，实验表明，碳纤维加固混凝土结构可以抗御建筑物经常遇到的酸、碱、盐对结构物的腐蚀;④施工工期短;⑤施工便捷。不需大型施工机构及周转材料，无湿作业，施工占用场地少，经济性好。

　　2碳纤维加固的应用领域

　　2.1 抗弯加固碳纤维材料具有很高的抗拉强度，可以用于混凝土构件的抗弯加固。碳纤维用于抗弯加固时，纤维粘贴方向应平行于构件的主受力方向，并且在计算加固结构的抗弯承载力时，也应考虑对碳纤维极限强度的折减。

　　2.2 抗震加固试验研究表明，用碳纤维材料包裹钢筋混凝土柱，使纤维方向与柱轴线相垂直，可以有效提高柱的延性和承载力，增加其抗震耗能能力。另外，剪力墙作为主要抗侧力构件，其破坏形态不外乎受弯延性破坏或受剪脆性破坏。用碳纤维来加固剪力墙，只要方法适当，也可显著提高其延性和承载力。因此，钢筋混凝土结构的抗震加固是碳纤维材料应用的一个有效领域。但用碳纤维对柱或剪力墙进行加固时，由于碳纤维本身属预柔性材料，通过结构胶与被加固结构粘结，要求被加固结构混凝土须满足一定的强度要求，才有可能发挥碳纤维的加固效果。

　　3碳纤维加固的工艺要点

　　3.1 选用优质粘结剂用于建筑结构加固的碳纤维材料具有优良的力学性能，但是碳纤维材料织成碳纤维布后，其中的各碳纤维丝很难完全共同工作，在承受较低的荷载时，各碳纤维丝逐渐断裂，直至整体破坏。而使用粘结剂后，各碳纤维丝能很好地共同工作，大大提高碳纤维布的抗拉强度，故碳纤维加固首先必须使碳纤维布中的碳纤维丝能共同工作。因此粘结剂对碳纤维布的加固起着关键的作用，它既要确保各碳纤维丝共同工作，同时又确保碳纤维布与结构共同工作。

　　3.2 基底处理混凝土表面如出现脱落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以剔除，基底处理干净，便于粘结剂与砼面牢固地结合。对于较大面积的劣质层，在凿除后应用环氧砂浆进行修复。用混凝土角磨机、砂纸等机具除去混凝土表面的松散物、油污等杂物，构件基面的混凝土要打磨平整。混凝土表面最好用脱脂棉沾 bingtong擦拭，若有漏水现象要作止水、导水等处理，被加固结构表面处理的好坏直接影响加固质量。

　　3.3 底胶的配置按配合比主剂∶固化剂=3:1配置底胶。将主剂与固化剂先后置于容器中，用弹簧秤计量，电动搅拌器均匀搅拌。根据现场实际气温决定用量并严格控制使用时间，一般情况下20-50min内用完。

　　3.4 碳纤维布粘贴与控制首先按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布，再配制浸渍胶液，然后均匀涂抹于待粘贴的部位，严禁出现漏刷现象，特别注意要粘贴碳纤维的边缘部位。然后粘贴碳纤维布，粘贴时尽量不使空气进行粘接碳纤维布和胶粘剂之间，在确定所粘贴部位无误后，用刮板反复沿纤维方向滚压，去除气泡，并使粘结胶充分浸透碳纤维布，并用刮板刮涂碳纤维布表面粘结胶，使之均匀。

　　3.5 成品保护及不合格品的控制加固后的碳纤维布表面采用抹灰或喷防火涂料进行保护。施工结束后的现场验收以评定碳纤维布与混凝土之间的粘结质量为主，用小锤等工具轻轻敲击碳纤维布表面，以回音判断粘结效果。

　　4结束语

　　碳纤维材料在结构加固工程中的应用越来越广泛，在已有的加固方法中，碳纤维材料以其优异的力学性能，能有效地传递新增荷载，材料采购和施工简捷，简便的施工工艺与良好的效果得到普遍认同。碳纤维加固技术作为一种技术含量高的建筑物补强加固方法，与传统的加固技术相比，碳纤维布加固混凝土技术具有良好的综合经济性能，采用碳纤维加固修补混凝土结构有着广阔的应用前景，具有很高研究价值、推广价值和社会经济效益。

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