碳纖維加固技術(shù)的工藝要點(diǎn)

　　摘要：碳纖維加固技術(shù)是一門新型、高效的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)。本文首先簡(jiǎn)要介紹了碳纖維加固技術(shù)的特點(diǎn)及其應(yīng)用領(lǐng)域，然后詳細(xì)討論了碳纖維加固技術(shù)的工藝要點(diǎn)。

　　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(guān)鍵詞：碳纖維;加固技術(shù);工藝要點(diǎn)

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

　　0引言

　　碳纖維加固技術(shù)是一門新型、高效的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，它是用環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑將碳纖維布沿受拉方向或垂直裂縫方向粘貼在待補(bǔ)墻結(jié)構(gòu)上，使增強(qiáng)貼片與原有鋼筋混凝土共同受力，提高結(jié)構(gòu)的抗彎、抗剪能力，從而達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固、補(bǔ)強(qiáng)的目的。目前，此項(xiàng)技術(shù)在美國(guó)、日本、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)已有成熟的運(yùn)用，而國(guó)內(nèi)對(duì)此的研究和應(yīng)用相對(duì)比較滯后。

　　1碳纖維加固的特點(diǎn)

　　采用碳纖維布加固具有以下特點(diǎn)：①抗拉強(qiáng)度高。碳纖維材料的優(yōu)異物理力學(xué)性能，在加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)中可以提高混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的承載力和延性，改善其受力性能，達(dá)到高效加固修補(bǔ)的目的;②自重輕，基本不增加結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的耐腐蝕性及耐久性，實(shí)驗(yàn)表明，碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)可以抗御建筑物經(jīng)常遇到的酸、堿、鹽對(duì)結(jié)構(gòu)物的腐蝕;④施工工期短;⑤施工便捷。不需大型施工機(jī)構(gòu)及周轉(zhuǎn)材料，無(wú)濕作業(yè)，施工占用場(chǎng)地少，經(jīng)濟(jì)性好。

　　2碳纖維加固的應(yīng)用領(lǐng)域

　　2.1 抗彎加固碳纖維材料具有很高的抗拉強(qiáng)度，可以用于混凝土構(gòu)件的抗彎加固。碳纖維用于抗彎加固時(shí)，纖維粘貼方向應(yīng)平行于構(gòu)件的主受力方向，并且在計(jì)算加固結(jié)構(gòu)的抗彎承載力時(shí)，也應(yīng)考慮對(duì)碳纖維極限強(qiáng)度的折減。

　　2.2 抗震加固試驗(yàn)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(gòu)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(lái)加固剪力墻，只要方法適當(dāng)，也可顯著提高其延性和承載力。因此，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震加固是碳纖維材料應(yīng)用的一個(gè)有效領(lǐng)域。但用碳纖維對(duì)柱或剪力墻進(jìn)行加固時(shí)，由于碳纖維本身屬預(yù)柔性材料，通過(guò)結(jié)構(gòu)膠與被加固結(jié)構(gòu)粘結(jié)，要求被加固結(jié)構(gòu)混凝土須滿足一定的強(qiáng)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(diǎn)

　　3.1 選用優(yōu)質(zhì)粘結(jié)劑用于建筑結(jié)構(gòu)加固的碳纖維材料具有優(yōu)良的力學(xué)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(shí)，各碳纖維絲逐漸斷裂，直至整體破壞。而使用粘結(jié)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(qiáng)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(jié)劑對(duì)碳纖維布的加固起著關(guān)鍵的作用，它既要確保各碳纖維絲共同工作，同時(shí)又確保碳纖維布與結(jié)構(gòu)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(yīng)予以剔除，基底處理干凈，便于粘結(jié)劑與砼面牢固地結(jié)合。對(duì)于較大面積的劣質(zhì)層，在鑿除后應(yīng)用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修復(fù)。用混凝土角磨機(jī)、砂紙等機(jī)具除去混凝土表面的松散物、油污等雜物，構(gòu)件基面的混凝土要打磨平整。混凝土表面最好用脫脂棉沾 bingtong擦拭，若有漏水現(xiàn)象要作止水、導(dǎo)水等處理，被加固結(jié)構(gòu)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(jì)量，電動(dòng)攪拌器均勻攪拌。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際氣溫決定用量并嚴(yán)格控制使用時(shí)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(shè)計(jì)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(yán)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(shí)盡量不使空氣進(jìn)行粘接碳纖維布和膠粘劑之間，在確定所粘貼部位無(wú)誤后，用刮板反復(fù)沿纖維方向滾壓，去除氣泡，并使粘結(jié)膠充分浸透碳纖維布，并用刮板刮涂碳纖維布表面粘結(jié)膠，使之均勻。

　　3.5 成品保護(hù)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(jìn)行保護(hù)。施工結(jié)束后的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收以評(píng)定碳纖維布與混凝土之間的粘結(jié)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(jié)效果。

　　4結(jié)束語(yǔ)

　　碳纖維材料在結(jié)構(gòu)加固工程中的應(yīng)用越來(lái)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(xué)性能，能有效地傳遞新增荷載，材料采購(gòu)和施工簡(jiǎn)捷，簡(jiǎn)便的施工工藝與良好的效果得到普遍認(rèn)同。碳纖維加固技術(shù)作為一種技術(shù)含量高的建筑物補(bǔ)強(qiáng)加固方法，與傳統(tǒng)的加固技術(shù)相比，碳纖維布加固混凝土技術(shù)具有良好的綜合經(jīng)濟(jì)性能，采用碳纖維加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)有著廣闊的應(yīng)用前景，具有很高研究?jī)r(jià)值、推廣價(jià)值和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。