淺談碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

1、淺談碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù) 摘要：碳纖維布加固修補結(jié)構(gòu)技術(shù)是一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，它是利用樹脂類粘結(jié)材料將碳纖維布粘貼于混凝土外表，以到達對結(jié)構(gòu)及構(gòu)件加固補強的目的。適用于混凝土結(jié)構(gòu)，砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)的梁、板、柱的抗彎、抗剪、抗壓加固，自重輕不增加結(jié)構(gòu)荷載；強度高是級結(jié)構(gòu)強度的10倍，能靈活地用于種類加固設計，柔韌性好，不受結(jié)構(gòu)外形限，抗高溫、抗蠕變、抗腐蝕、抗震性好。本文對碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)進行闡述。關(guān)健詞：碳纖維加固施工技術(shù)碳纖維復合材料具有抗拉強度高、密度小、耐腐蝕性和耐久性好等優(yōu)點，碳纖維片加固補強混凝土結(jié)構(gòu)的應用研究始于20世紀80年代美國、日本等興旺國家，進入2

2、0世紀90年代中后期我國的許多科研機構(gòu)和企業(yè)也相繼進行了這方面的試驗研究。碳纖維(CFRG)加固修復混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是一項新型、高效的結(jié)構(gòu)加固補強技術(shù),比傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)加固方法優(yōu)越.它利用樹脂類膠結(jié)材料將碳纖維物(布)粘貼于混凝土外表,到達對結(jié)構(gòu)構(gòu)件補強加固及改善結(jié)構(gòu)受力狀況的目的.碳纖維材料高強高效,重量輕,厚度薄,適用面廣,施工便捷,施工質(zhì)量易保證,有良好的耐久性和抗腐蝕性.目前，在我國的北京、上海、天津、江蘇、福建等許多地區(qū)的橋梁和工民建工程中得到了廣泛的應用。其中有些是由于意外事故而導致結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載能力而需補強加固的；有些是由于混凝土強度或配筋缺乏而需補強加固的；有些是由于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件到達

3、或接近使用年限而需加固的；還有局部建筑是未進行抗震設防的，滿足不了?建筑抗震鑒定標準?GB50023-95要求，需進行抗震加固。一、碳纖維片加固特點1、高抗拉強度、高彈性模量。2、施工方便，無需任何夾具、模板，能適應各種結(jié)構(gòu)外形的補強而不改變構(gòu)件外形尺寸，可多層粘貼，并能有效地封閉混凝土的裂縫；3、耐腐蝕及耐久性能好。4、不增加結(jié)構(gòu)自重。適用范圍：適用于各種形式的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的加固補強。加固機理：利用專用環(huán)氧樹脂將抗拉強度極高的碳纖維片粘貼于混凝土結(jié)構(gòu)外表，并與之形成整體，共同工作。二、碳纖維加固結(jié)構(gòu)施工特點碳纖維加固結(jié)構(gòu)技術(shù)是利用碳纖維材料的特性，將碳纖維粘貼在結(jié)構(gòu)外表，從而起到對結(jié)

4、構(gòu)的加強作用。在實際施工過程中，碳纖維既可以單層粘貼也可以多層粘貼，還可以纏繞.對于各種不同類型的節(jié)點、不規(guī)那么的部位，都可用碳纖維進行加固處理。在橋梁加固運用中，可粘貼在混凝土梁的頂面或底板上，用以提高梁的撓曲強度和剛度；也可粘貼在梁的腹板上，用以提高其抗剪強度；還可以將碳纖維纏繞在節(jié)點部位以滿足抗震設計的要求，具有高強高效、施工便捷、周期短等特點。在碳纖維結(jié)構(gòu)技術(shù)應用中，影響加固質(zhì)量的因素主要有兩方面，一是碳纖維材料的抗拉強度，二是粘貼碳纖維材料用粘結(jié)劑的剪切強度。碳纖維和混凝土的粘結(jié)質(zhì)量直接影響加固效果。加固后，碳纖維與混凝土之間不能有氣泡，不能起鼓。另外，碳纖維布是一種可任意曲折的纖維

5、布材料，施工不受加固長度的影響，適應面廣。以上優(yōu)點將使碳纖維加固結(jié)構(gòu)技術(shù)在國內(nèi)未來的加固行業(yè)中起著越來越重要的作用。加固施工工藝流程如下:基層處理→涂刷結(jié)構(gòu)膠→粘貼碳纖維→檢查與修補。三、施工工藝及施工方法在碳纖維加固施工前，應盡可能地卸去局部荷載，使碳纖維粘貼施工時結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受的荷載作用減小到最小程度。其加固施工工序為：混凝土基底處理→涂底層涂料→用環(huán)氧膩子進行殘缺修補→貼碳纖維片→養(yǎng)護→涂裝→完工驗收。1、混凝土基底處理1裂縫處

6、理。寬度小于0.2mm的裂縫，用環(huán)氧樹脂進行外表涂抹封閉；大于0.2mm的裂縫用環(huán)氧樹脂灌縫。"革歷博"抗震加固的大梁大局部都有寬度不一的裂縫，最大裂縫到達1mm以上，為此我們對所加固的主梁首先進行了壓力灌膠處理。2將混凝土構(gòu)件外表的殘缺、破損局部去除干凈，到達結(jié)構(gòu)密實部位，使其外表平整。3檢查外露鋼筋是否銹蝕。如有銹蝕，需進行必要處理。4對經(jīng)剔鑿、去除和露筋的構(gòu)件殘缺局部，用環(huán)氧砂漿進行修補、復原，到達外表平整。5將構(gòu)件外表凸出局部混凝土構(gòu)件交接部位、模板的段差等打磨平整，修復后的段差要盡量平順；棱角的部位，用磨光機磨成圓角，圓角半徑須≥30mm。6結(jié)構(gòu)或構(gòu)

7、件外表打磨后，用吹風機將外表灰塵和雜物清理掉，或用水及酒精清洗，并使外表充分枯燥。"革歷博"工程施工中我們使用吹風機將灰塵清理后又用酒精進行清洗。2、涂底層涂料1把底層涂料的主劑和固化劑按規(guī)定比例稱量準確后放入容器內(nèi)，用攪拌器攪拌均勻；一次調(diào)和量應在可使用時間內(nèi)用完。2用滾筒刷均勻地將底層涂料涂刷于混凝土外表，指觸枯燥后一般養(yǎng)護324小時才能進行下一道工序的施工。3底層涂料指觸枯燥或固化后，外表上的凸起局部一般類似結(jié)露的露珠一樣要用砂布或角磨機磨平。3、用環(huán)氧膩子進行殘缺修補1構(gòu)件外表凹陷部位應用環(huán)氧膩子填平，并修復至外表平整、順滑。2內(nèi)角段差、起拱等要用環(huán)氧膩子填補，使之

8、平順。膩子涂刮后，外表仍存在的凹凸糙紋，應再用砂紙打磨平整。4、粘貼碳纖維片1樹脂的主劑和固化劑應按規(guī)定的比列稱量準確，裝入容器用攪拌器均勻攪拌。一次調(diào)和量應在可使用時間內(nèi)用完。2纖維順長方向片材的接頭必須搭接10cm以上。該部位應多涂樹脂，脫泡、樹脂操作按正常進行。在片材寬度方向不需要搭接。3貼片前用滾筒刷均勻地涂抹粘貼用環(huán)氧樹脂，稱為下涂。貼片時，在纖維片和樹脂之間盡量不要有空氣?？捎昧_拉專用工具沿著纖維方向在碳纖維片上滾壓屢次，使樹脂滲浸進纖維中。4纖維片施工30分鐘后，用滾筒刷均勻涂抹粘貼用環(huán)氧樹脂，稱為上涂。如需多層粘貼那么重復3.4.13.4.4步驟，并保證底層粘貼的碳纖維片上涂已

9、指觸枯燥，才能粘貼下一層。5最后一層碳纖維的上涂應涂刷均勻、周邊整齊。5、養(yǎng)護1碳纖維片施工后，應進行養(yǎng)護，保證養(yǎng)護期間的溫度不低于專用粘結(jié)劑的允許使用溫度。2養(yǎng)護期一般在12周內(nèi)。3對施工部位應進行遮擋封閉養(yǎng)護，防止風吹、雨淋或有可能人為擾動造成損壞。6、外表涂裝對于有外觀裝飾要求的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，可在粘貼后的碳纖維外表涂刷基于環(huán)氧基底的涂料或噴沙抹灰后涂刷常規(guī)涂料。四、施工主意事項1氣溫在5以下、相對濕度RH>85%、混凝土外表含水率在8%以上、有結(jié)露的可能時，無有效措施不得施工。2由于碳纖維片為電的良導體，應使其遠離電源。3施工用各種樹脂遠離明火，并防止陽光直射。4施工及檢查人員應穿防護工作服，配戴口罩、手套、防護眼鏡等防護用品。5施工現(xiàn)場通風狀況良好。6當樹脂粘附在皮膚上時，應立即用肥皂水沖洗，濺入眼內(nèi)用清水清洗或及時就醫(yī)。7施工過程中要注意嚴格按照設計方案中的位置進行粘貼碳纖維，如有偏差應根據(jù)實際情況畫圖留底備查，并注意告知后續(xù)施工人員在