西寧碳纖維加固

時間：2016-03-30作者：上海毅實建設(shè)集團有限公司瀏覽：596

西寧碳纖維加固技術(shù) 

加固和修復(fù)的方式。目前，一種新興的加固技術(shù)――碳纖維復(fù)合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastic，簡稱CFRP）加固修補混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，正在推廣應(yīng)用。

一、特點

碳纖維是由**纖維經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維的微觀結(jié)構(gòu)類似人造石墨，是亂層石墨結(jié)構(gòu)。它的比重小于鋼的1/4；碳纖維樹脂復(fù)合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上，是鋼的7～9倍；抗拉彈性模量23000～43000Mpa，也**鋼。材料的比強度（即材料的強度與其密度之比）愈高，則構(gòu)件自重愈小，比模量愈高，則構(gòu)件的剛度愈大，碳纖維的比強度為2000Mpa/（g/cm3）以上，而A3鋼的比強度為59Mpa/（g/cm3）左右；其比模量也比鋼高。

碳纖維布復(fù)合材料是一種質(zhì)輕、柔軟、抗拉強度好、剛度大、疲勞強度高等力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，施工操作簡易、方便。

二、使用范圍

碳纖維復(fù)合材料目前主要應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)類型（如建筑物、構(gòu)筑物、橋梁、隧道、涵洞等）、各種結(jié)構(gòu)形狀（如矩形、圓形、曲面結(jié)構(gòu)）、各種結(jié)構(gòu)部位（如梁、板、柱、節(jié)點、拱、殼、墩等）的加固補修，而且不改變結(jié)構(gòu)形狀及不影響結(jié)果的外觀，尤其對于大型土木工程結(jié)構(gòu)，采用碳纖維加固法效果比較好。

本文主要對碳纖維復(fù)合材料施工工藝作詳細的分析探討，希望對從事結(jié)構(gòu)補強的同仁有所幫助。

三、工藝流程

（一）碳纖維布及粘貼膠材質(zhì)要求

碳纖維布粘貼在混凝土上，碳纖維布、粘接膠、混凝土三者能夠共同工作、一起受力，膠體本身不會被拉斷，碳纖維布與混凝土之間的膠層也不致被拉脫， 應(yīng)選用受拉彈性模量高，與混凝土的正拉粘結(jié)強度好的浸漬用膠粘劑。碳纖維布采用優(yōu)質(zhì)的單向的0.167mm厚（300g/m2）。

粘貼碳纖維布主要材料技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足《公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范》（JTG/T J22-2008）4.6.2條的要求（見表）。

碳纖維浸漬、粘貼用膠黏劑的安全性能指標(biāo)

（二）理解設(shè)計文件意圖

獲得設(shè)計文件后，熟讀設(shè)計文件，理解設(shè)計意圖，從設(shè)計文件中了解加固結(jié)構(gòu)類型及其特點，擬定施工時的、難點及其注意事項。

（三）粘貼碳纖維布施工工藝

根據(jù)設(shè)計文件內(nèi)容，現(xiàn)場校對結(jié)構(gòu)病害，并將病害用有色粉筆從結(jié)構(gòu)體中進行標(biāo)注。根據(jù)設(shè)計文件進行初步的施工放線后，再進行構(gòu)件基底處理（打磨）――涂刷底層涂料――環(huán)氧膩子修補――粘貼碳纖維片――表面防護。

1、基底處理

（1） 底層混凝土表面的劣化層

底層混凝土表面的劣化層（如：風(fēng)化、浮漿、剝離的原漿、涂抹、不潔物等）要徹底踢打清除，并用環(huán)氧砂漿修補復(fù)原；

（2）混凝土表面缺陷部分，打磨掉浮漿部分，用環(huán)氧砂漿修補復(fù)原；

（3）表面的凸出部分要用角向砂輪磨平，用環(huán)氧砂漿修補復(fù)原；

（4）根據(jù)設(shè)計文件放出的施工線進行整體打磨至結(jié)構(gòu)層，要求表面平整后，用吹風(fēng)機、棉紗、酒精或水等清除掉磨粉，并使其干燥。

2、涂刷底層涂料

按比例將稱量好的底層涂料的主劑和固化劑放入容器內(nèi)均勻攪拌。一次調(diào)和量在可使用時間內(nèi)用完，過可使用時間不能再用。

特別注意：嚴(yán)禁在涂料中添加溶劑，含有溶劑的毛刷或用溶劑弄濕了的滾筒不得使用。

用滾筒刷均勻地涂抹底層涂料，養(yǎng)護3小時―24小時，以指觸干燥為準(zhǔn)。底層涂料固化后，在表面上有凸起部分時，要用砂紙磨光。磨光后若露出混凝土表面，應(yīng)再補涂底層涂料。當(dāng)氣溫在5℃以下、相對濕度RH>85%，混凝土表面含水率在8%以上，不能施工，要了解施工部位的溫度、濕度，根據(jù)其變化選擇適當(dāng)?shù)耐苛稀?/span>

3、環(huán)氧膩子修補

配置環(huán)氧膩子時，按規(guī)定的主劑與固化劑的比例進行配料，且一次調(diào)和量在可使用時間內(nèi)用完，表面凹陷部位（混凝土接頭、模板段差、小孔）要用環(huán)氧膩子補平，刮貼環(huán)氧膩子要密實，表面順滑無隆起或凹陷、無劃痕，膩子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙紋，再用砂紙打磨平整。

4、粘貼碳纖維布

根據(jù)設(shè)計文件要求，用刀片按規(guī)定的尺寸裁切碳纖維布，確認施工面的底層涂料、環(huán)氧膩子指觸干燥。粘結(jié)樹脂的主劑和固化劑經(jīng)稱量按規(guī)定的比例裝入容器，攪拌均勻，用滾筒刷均勻地涂抹粘結(jié)樹脂（下涂層），修正不良的地方要多涂一些。按照設(shè)計文件要求將纖維布貼好，盡量使纖維布和樹脂之間不要有空氣。為了使空氣從纖維布下逸出，可用**工具―羅拉沿纖維方向多滾壓幾次。

纖維布施工30分鐘（根據(jù)干燥程度）后，用滾筒刷涂抹粘結(jié)樹脂（上涂層）。上涂時滾筒刷沿纖維方向移動不得將已貼好的纖維布卷起。

5、表面防護

粘貼碳纖維布后，需自然養(yǎng)護24小時達到初期固化，應(yīng)保證固化期間不受干擾。當(dāng)樹脂固化期間存在氣溫降低到5℃以下的可能時，采取有效的升溫措施，保證環(huán)境溫度不**5℃。貼布達到設(shè)計強度所需自然養(yǎng)護的時間：

當(dāng)平均氣溫在10℃以下時，需要14天；

當(dāng)平均氣溫在10℃以上20℃以下時，需要7～14天；

當(dāng)平均氣溫**20℃時，需要7天。

在此期間應(yīng)防止貼片受到硬性沖擊。

（四）檢查標(biāo)準(zhǔn)

上涂后3小時至4天時間，進行固化后的空鼓檢查處理。對于直徑在10mm以上30mm以下的空鼓，每平方米少于10個可以認為合格；若每平方米在10個以上，則認為不合格，需進行補修；對于直徑在30mm以上的空鼓，只要出現(xiàn)，即認為不合格，需要進行補修。

以上碳纖維布施工工藝，是本人在長期的橋梁結(jié)構(gòu)加固工作中的總結(jié)，與同仁共勉，從而把碳纖維布施工工藝標(biāo)準(zhǔn)化、精細化，充分發(fā)揮碳纖維布材料的優(yōu)異性能，使其在建設(shè)施工中得以廣泛推廣應(yīng)用。


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