碳纖維加固技術的工藝要點

　　摘要：碳纖維加固技術是一門新型、高效的結構加固技術。本文首先簡要介紹了碳纖維加固技術的特點及其應用領域，然后詳細討論了碳纖維加固技術的工藝要點。

　　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.

　　關鍵詞：碳纖維;加固技術;工藝要點

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

　　0引言

　　碳纖維加固技術是一門新型、高效的結構加固技術，它是用環(huán)氧樹脂粘結劑將碳纖維布沿受拉方向或垂直裂縫方向粘貼在待補墻結構上，使增強貼片與原有鋼筋混凝土共同受力，提高結構的抗彎、抗剪能力，從而達到對結構構件進行加固、補強的目的。目前，此項技術在美國、日本、歐洲等發(fā)達國家和地區(qū)已有成熟的運用，而國內(nèi)對此的研究和應用相對比較滯后。

　　1碳纖維加固的特點

　　采用碳纖維布加固具有以下特點：①抗拉強度高。碳纖維材料的優(yōu)異物理力學性能，在加固修補混凝土結構中可以提高混凝土結構及構件的承載力和延性，改善其受力性能，達到高效加固修補的目的;②自重輕，基本不增加結構自重及截面尺寸。并且柔性好，易于裁剪，適用范圍廣;③加固后能大大提高結構的耐腐蝕性及耐久性，實驗表明，碳纖維加固混凝土結構可以抗御建筑物經(jīng)常遇到的酸、堿、鹽對結構物的腐蝕;④施工工期短;⑤施工便捷。不需大型施工機構及周轉(zhuǎn)材料，無濕作業(yè)，施工占用場地少，經(jīng)濟性好。

　　2碳纖維加固的應用領域

　　2.1 抗彎加固碳纖維材料具有很高的抗拉強度，可以用于混凝土構件的抗彎加固。碳纖維用于抗彎加固時，纖維粘貼方向應平行于構件的主受力方向，并且在計算加固結構的抗彎承載力時，也應考慮對碳纖維極限強度的折減。

　　2.2 抗震加固試驗研究表明，用碳纖維材料包裹鋼筋混凝土柱，使纖維方向與柱軸線相垂直，可以有效提高柱的延性和承載力，增加其抗震耗能能力。另外，剪力墻作為主要抗側(cè)力構件，其破壞形態(tài)不外乎受彎延性破壞或受剪脆性破壞。用碳纖維來加固剪力墻，只要方法適當，也可顯著提高其延性和承載力。因此，鋼筋混凝土結構的抗震加固是碳纖維材料應用的一個有效領域。但用碳纖維對柱或剪力墻進行加固時，由于碳纖維本身屬預柔性材料，通過結構膠與被加固結構粘結，要求被加固結構混凝土須滿足一定的強度要求，才有可能發(fā)揮碳纖維的加固效果。

　　3碳纖維加固的工藝要點

　　3.1 選用優(yōu)質(zhì)粘結劑用于建筑結構加固的碳纖維材料具有優(yōu)良的力學性能，但是碳纖維材料織成碳纖維布后，其中的各碳纖維絲很難完全共同工作，在承受較低的荷載時，各碳纖維絲逐漸斷裂，直至整體破壞。而使用粘結劑后，各碳纖維絲能很好地共同工作，大大提高碳纖維布的抗拉強度，故碳纖維加固首先必須使碳纖維布中的碳纖維絲能共同工作。因此粘結劑對碳纖維布的加固起著關鍵的作用，它既要確保各碳纖維絲共同工作，同時又確保碳纖維布與結構共同工作。

　　3.2 基底處理混凝土表面如出現(xiàn)脫落、空鼓、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應予以剔除，基底處理干凈，便于粘結劑與砼面牢固地結合。對于較大面積的劣質(zhì)層，在鑿除后應用環(huán)氧砂漿進行修復。用混凝土角磨機、砂紙等機具除去混凝土表面的松散物、油污等雜物，構件基面的混凝土要打磨平整�；炷帘砻孀詈糜妹撝拚� bingtong擦拭，若有漏水現(xiàn)象要作止水、導水等處理，被加固結構表面處理的好壞直接影響加固質(zhì)量。

　　3.3 底膠的配置按配合比主劑∶固化劑=3:1配置底膠。將主劑與固化劑先后置于容器中，用彈簧秤計量，電動攪拌器均勻攪拌。根據(jù)現(xiàn)場實際氣溫決定用量并嚴格控制使用時間，一般情況下20-50min內(nèi)用完。

　　3.4 碳纖維布粘貼與控制首先按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布，再配制浸漬膠液，然后均勻涂抹于待粘貼的部位，嚴禁出現(xiàn)漏刷現(xiàn)象，特別注意要粘貼碳纖維的邊緣部位。然后粘貼碳纖維布，粘貼時盡量不使空氣進行粘接碳纖維布和膠粘劑之間，在確定所粘貼部位無誤后，用刮板反復沿纖維方向滾壓，去除氣泡，并使粘結膠充分浸透碳纖維布，并用刮板刮涂碳纖維布表面粘結膠，使之均勻。

　　3.5 成品保護及不合格品的控制加固后的碳纖維布表面采用抹灰或噴防火涂料進行保護。施工結束后的現(xiàn)場驗收以評定碳纖維布與混凝土之間的粘結質(zhì)量為主，用小錘等工具輕輕敲擊碳纖維布表面，以回音判斷粘結效果。

　　4結束語

　　碳纖維材料在結構加固工程中的應用越來越廣泛，在已有的加固方法中，碳纖維材料以其優(yōu)異的力學性能，能有效地傳遞新增荷載，材料采購和施工簡捷，簡便的施工工藝與良好的效果得到普遍認同。碳纖維加固技術作為一種技術含量高的建筑物補強加固方法，與傳統(tǒng)的加固技術相比，碳纖維布加固混凝土技術具有良好的綜合經(jīng)濟性能，采用碳纖維加固修補混凝土結構有著廣闊的應用前景，具有很高研究價值、推廣價值和社會經(jīng)濟效益。