碳纖維加固技術

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碳纖維加固包括碳纖維布加固和碳纖維板加固兩種。

　　國內**早通過的規范是2003年《碳纖維片材加固混凝土結構技術規程》，其編號為CECS146：2003,

　　已經被**新的國家標準規范2006《混凝土結構加固設計規范》代替,其編號為GB 50367-2006.

　　碳纖維加固**近的國標是《結構加固修復用碳纖維片材》GB/T 20490-2008,08年10月1日期執行。

　　一、前言

　　碳纖維材料用于混凝土結構加固修補的研究始于80年代美、日等發達國家。我國的這項技術起步很晚，但隨著我國經濟建設和交通事業的飛速發展，現有建筑中有相當一部分由于當時設計荷載標準低造成歷史遺留問題，一些建筑由于使用功能的改變，難以滿足當前規范使用的需求，亟需進行維修、加固。目前常用的加固方法有很多，如：加大截面法、外包鋼加固法、粘鋼加固法、碳纖維加固法等。碳纖維加固修補結構技術是繼加大混凝土截面、粘鋼之后的又一種新型的結構加固技術。

　　二、特點

　　碳纖維與傳統的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補強相比，具有節省空間，施工簡便，不需要現場固定設施，施工質量易保證，基本不增加結構尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點。另外，采用該工法，可大大提高建筑物的使用壽命，降低加固成本。因此，碳素纖維作為劃時代的補強材料，而備受青睞和關注。

　　(1)抗拉強度高，是同等截面鋼材的7-10倍。

　　(2)重量輕，密度只有普通鋼材的1/4。

　　(3)耐久性好，可阻抗化學腐蝕和惡劣環境、氣候變化的破壞。

　　(4)施工方便快捷、省力節時、施工質量易于保證。

　　(5)適用范圍廣，混凝土構件、鋼結構、木結構均可進行加固。可大幅度提高構件的承載能力、抗震性能和耐久性能。

　　用途　

　　·混凝土結構物、橋梁及建筑物的梁、柱、面板加固。

　　·隧道、港灣設施、煙囪、倉庫、廠房的加固。

　　·受鹽害的混凝土、橋梁以及河川構造物的防護和加固。

　　三、碳纖維加固適用范圍

　　碳纖維加固法可用于混凝土結構抗彎、抗剪加固，同時廣泛用于各類工業與民用建筑物、構造物的防震、防裂、防腐的補強。

　　四、工藝原理

　　將抗拉強度極高的碳纖維用環氧樹脂預浸成為復合增強材料（單向連續纖維）；用環氧樹脂粘結劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補強的結構上，形成一個新的復合體，使增強粘貼材料與原有鋼筋混凝土共同受力增大結構的抗裂或抗剪能力，提高結構的強度、剛度、抗裂性和延伸性。

　　五、工藝流程及操作要點

　　工藝流程可以歸納為：

施工準備→砼表面處理→涂刷底膠→構件表面殘缺面修補→粘貼碳纖維→

表面養護→找平材料配置→底層或樹脂配制→浸漬樹脂配制

　　操作要點：

1． 混凝土表面處理

　　1.1 將混凝土構件表面的殘缺、破損部分清除干凈。

　　1.2 對經過剔鑿、清理和露筋的構件殘缺部分，進行修補、復原。

　　1.3 裂縫修補：縫寬小于0.2mm的裂縫，用環氧樹脂進行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂縫用環氧樹脂灌縫。

　　1.4 打磨：將構件表面凸出部分（混凝土構件交接部位、模板的接槎等）打磨平整，修復后的構件表面盡量平順。

　  1.5 清洗打磨過的構件表面，并使其充分干燥。

　　2． 缺陷部位涂刷底膠

　　將配好的底膠（粘結劑），用涂刷均勻于缺陷部位的砼表面。

　　3． 構件表面殘缺面的修補

　　用環氧膩子對構件表面殘缺面的修補是十分重要的一步，要點如下：

　　1 膩子主劑、固化催進劑、固化劑按規定比例稱量準確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻。

　　2 構件表面凹陷部位用環氧膩子填平，修復至表面平整。在殘缺修補中使用環氧膩子時，要在氣溫-5℃以上，相對濕度小于85%的條件下施工。膩子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙紋，應再用砂紙打磨平整。

　　4． 涂刷底膠

　　將配好的底膠（粘結劑），用滾筒均勻涂刷于需要粘結的砼表面。

　　5． 粘貼碳纖維

　　粘貼碳纖維材料之前，**應確認粘貼表面干燥。氣溫在-10℃以上，相對濕度RH＞85%時，如無有效措施不得施工。為防止碳纖維受損，在碳纖維材料運輸、儲存、裁切和粘貼過程中。應用鋼直尺與壁紙刀按規定尺寸切斷碳纖維材料，每段長度一般以不超過6m為宜。為防止材料在保管過程中損壞，材料的裁切數量應按當天的用量裁切為準。碳纖維縱向接頭必須搭接20cm以上。該部位應多涂樹脂，碳纖維橫向不需要搭接。其施工工藝要點如下：

　　5.1 粘貼樹脂的主劑、固化催促劑和固化劑應按規定的比例稱量準確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻。一次調和量應以在可使用時間內用完為準。

　　5.2 粘貼時，在碳纖維和樹脂之間盡量不要有空氣。可用羅拉（**工具）沿著纖維方向在碳纖維材料上滾壓多次，使樹脂滲浸入碳纖維中。

　　6． 養護

　　粘貼碳纖維材料后，需自然養護1-2小時達到初期固化，應保證固化期間不受外界干擾和碰撞。