碳纤维布在钢筋混凝土结构加固中的应用
- 发布时间：2019-07-15 10:53:23
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- 出处：加固之家
- 作者：小柯
碳纤维布复合材料具有抗拉强度高、密度小、耐腐蚀性和耐久性好等优点。为钢筋混凝土结构加固工程提供了切实可行的施工方法。目前，在我国许多地区的桥梁和工民建工程加固中得到了广泛的应用。
一.下面我们就先来了解下碳纤维布加固特点、加固机理及具体施工。
1.特点。高抗拉强度、高弹性模量;施工方便，无需任何夹具、模板，能适应各种结构外形的补强而不改变构件外形尺寸，可多层粘贴，并能有效地封闭混凝土的裂缝;耐腐蚀及耐久性能好;不增加结构自重。
2.加固机理。利用专用碳纤维浸渍胶将抗拉强度极高的碳纤维布粘贴于混凝土结构表面，并与之形成整体，共同工作。
3.具体施工
(1)施工前要认真阅读设计施工图，根据施工现场和被加固构件混凝土的实际状况，拟定施工方案和施工计划。对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等作好施工前的准备工作。
(2)施工工艺流程混凝土基底处理→涂底胶→用修补胶进行残缺修补→贴碳纤维布→养护→涂装→完工验收。
(3)混凝土基底处理
A.裂缝处理。宽度小于0.1mm的裂缝，用碳纤维浸渍胶进行表面涂抹封闭;大于0.1mm的裂缝用环氧树脂裂缝压注胶灌缝。
B.将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净，至结构密实部位，使其表面平整。
C.检查外露钢筋是否锈蚀。如有锈蚀，需进行必要处理。
D.对经剔凿、清除和露筋的构件残缺部分，用混凝土修补胶进行修补、复原，达到表面平整。
E.将构件表面凸出部分(混凝土构件交接部位、模板的接差等)打磨平整，修复后的接差要尽量平顺;棱角的部位，用磨光机磨成圆角，圆角半径须≥20mm。
F.结构或构件用角磨机打磨除去1～2mm厚表层后，用吹风机将表面灰尘和杂物清理掉，用丙酮清洗，并使表面充分干燥。
(4)涂底胶
A把底胶的A和B按规定比例称量准确后放入容器内，并用搅拌器搅拌，搅拌时最好沿同一方向搅拌，尽量避免混入空气形成气泡。每次配置量以小于3kg为宜，现配现用。
B用专用滚筒刷均匀地将底胶涂刷于混凝土表面，不得漏刷或有流淌、气泡，指触干燥后，才能进行下一道工序。
C底胶指触干燥或固化后，表面上的凸起部分要用砂布或角磨机磨平。
(5)用修补胶进行残缺修补构件表面凹陷部位应用修补胶填平，并修复至表面平整、顺滑;内角(段差、起拱等)要用修补胶填补，使之平顺，修补胶涂刮后，表面仍存在的凹凸糙纹，应再用砂纸打磨平整。
(6)粘贴碳纤维布按设计要求的尺寸用锋利刀具裁剪碳纤维布，应整齐划一，避免毛刺、缺角;碳纤维浸渍胶的A和B应按规定的比例称量准确，装入容器用搅拌器均匀搅拌，一次调和量应在可使用时间内用完;纤维顺长方向片材的接头必须搭接10cm以上，片材宽度方向不需要搭接;贴布前用专用滚筒刷均匀地涂抹粘贴用浸渍胶，使其均匀涂抹于混凝土粘贴部位和碳纤维布上，拐角部位适当多涂抹一些。按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布，拉紧对齐后粘贴，用刮板、滚筒沿同一方向反复滚压，去除气泡，直至胶料渗出，充分浸润胶料碳纤维布;再用滚筒刷均匀涂抹浸渍胶于碳纤维外表面，如需多层粘贴则重复上述步骤，并保证底层粘贴的碳纤维布上涂已指触干燥，才能粘贴下一层。
(7)养护碳纤维布施工后，应进行养护，养护期一般在2~7天内;对于有风吹、雨淋或有可能人为扰动的地方应进行遮挡封闭养护。
(8) 表面涂装对于有外观装饰要求的结构或构件，可在粘贴后的碳纤维布表面喷沙抹灰后涂刷常规涂料。
(9)施工注意事项由于碳纤维布为电的良导体，应使其远离电源;施工用各种结构胶远离明火，并避免阳光直射;施工及检查人员应穿防护工作服，配戴口罩、手套、防护眼镜等防护用品;施工现场通风状况良好;当结构胶粘附在皮肤上时，应立即用肥皂水冲洗，溅入眼内用清水清洗或及时就医;经常整理清扫作业现场，清洁作业环境。
(10)验收在开始施工之前，应确认碳纤维布及配套碳纤维布实际粘贴面积应不少于设计量，位置偏差应不大于l0mm;碳纤维布与混凝土之间的粘结质量可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维布表面的方法来检查，总有效粘结面积不应低于95%，当碳纤维布的空鼓面积小于10000mm²时，可采用针管注胶的方式进行补救，空鼓面积大于10000mm²时，宜将空鼓处的碳纤维片材切除，重新搭接贴上等量的碳纤维布，搭接长度应不小于20cm;必要时可对碳纤维片材和配套结构胶进行现场取样检验。
二、碳纤维布修复补强混凝土结构与传统的加固方法相比，具有巨大的优越性，有良好的技术经济效益、社会效益和环境效益。
1.技术经济效益。碳纤维布的重量轻、强度高，随形性好，能适应各种复杂结构外形的修复补强，对结构重量的影响甚微;碳纤维布修复补强工艺施工简便迅速，无需任何夹具、模板和支撑，虽然碳纤维布本身的价格高于其他材料，但施工费用大大降低。它免除了植筋锚固、装拆夹具、立模、支撑、灌注混凝土、养护、拆模等繁杂的工序和辅助设施，而且占用空间小，即使在高空作业，也只需设置简易工作平台即可。
另外，碳纤维布补强有非常良好的抗腐蚀性能和耐久性，不需作任何防腐处理，而粘钢加固则需做定期防锈、防腐处理。
2.社会效益。由于碳纤维布修复补强的施工简便迅速、施工周期短、占用空间小，使施工对周围的影响降低到最低限度。
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