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一、碳纤维布引言

  在工业和民用建筑中，钢筋混凝土（RC）结构在长期使用中，由于设计标准偏低、使用载荷提高、环境化学因素引起的性能劣化等原因，一些钢筋混凝土构件需要加固的情况日渐增多，现已成为建筑结构安全评估和安全**的重要环节。 在各种加固方法中，用碳纤维增强树脂（CFRP）布或板加固钢筋混凝土构件的方法，在20世纪80年代中后期美、日、欧等发达国家应用以来，现已在我国得到迅速的发展和普及。

      碳纤维加固技术：粘碳纤维加固是将高强碳纤维织物，用**结构胶粘贴于被加固物件表面，其特点是：自重轻、高强度、高弹性、耐腐蚀、施工方便、不受构件外形限制。主要适用于建筑物梁、板、柱、墙的加固补强；桥梁、桥墩、桥面、隧道、烟囱的结构补强及海滩建筑的防腐补强。其抗拉强度是同等截面钢材的7-10倍。用碳纤维材料修复补强混凝土结构是近来发展而成的新型工法，与混凝土结构形成一体共同工作，利用碳纤维材料**的抗拉强度达到的增强构件承载能力及刚度的目的。

      这项技术具有施工简便快捷、安全可靠、耐久性好，能适应各种复杂的结构外形，不影响原结构的外观等诸多优点。已日益在混凝土结构修复加固工程中得到广泛的应用

二、 碳纤维布加固技术简介

 

     碳纤维布加固技术是利用**结构胶将碳纤维布粘贴在混凝土表面，形成复合结构，CFRP通过与混凝土之间协同工作，对构件或结构起到加固及改善受力性能的作用。

 

1、碳纤维布的应用 ：

建筑物梁、柱、楼板结构补强；

桥梁、桥墩、桥面结构补强；

隧道、烟囱结构补强;

海滩建筑物防腐补强。

 

2、采用碳纤维布的目的 ：

提高承载能力；

增加延性；（对于抗震结构，在加固设计中即增加延性）

碳纤维布加固的效果

改善结构状态（减少变形、降低原有结构应力、减少裂缝）

碳纤维布加固的技术要点 ：

受弯加固时，纤维方向应与加固的受力方向一致；

受剪加固、抗震加固时，纤维方向宜与构件轴向垂直；

受弯加固和受剪加固时，混凝土强度等级应不低于C15；

采用封闭粘结碳纤维加固混凝土柱时，混凝土强度等级应不低于C10；

碳纤维加固的效果主要取决于纤维的粘贴工艺，应由施工队伍负责施工。

 

3、碳纤维材料的特点

(1)抗拉强度高，是同等截面钢材的7-10倍。

(2)重量轻，密度只有普通钢材的1/4。

(3)耐久性好，可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。

(4)施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证。

(5)适用范围广，混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固。可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。

4、用 途

混凝土结构物、桥梁及建筑物的梁、柱、面板加固。

隧道、港湾设施、烟囱、仓库、厂房的加固。

受盐害的混凝土、桥梁以及河川构造物的防护和加固。

 

三、工艺流程可以归纳为：

施工准备→砼表面处理→涂刷底胶→构件表面残缺面修补→粘贴碳纤维→表面养护→找平材料配置→底层或树脂配制→浸渍树脂配制

操作要点：

1． 混凝土表面处理

1.1 将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净。

1.2 对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分，进行修补、复原。

1.3 裂缝修补：缝宽小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂进行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。

1.4 打磨：将构件表面凸出部分（混凝土构件交接部位、模板的接槎等）打磨平整，修复后的构件表面尽量平顺。

1.5 清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。

2． 缺陷部位涂刷底胶

将配好的底胶（粘结剂），用涂刷均匀于缺陷部位的砼表面。

3． 构件表面残缺面的修补

用环氧腻子对构件表面残缺面的修补是十分重要的一步，要点如下：

3.1 腻子主剂、固化催进剂、固化剂按规定比例称量准确，装入容器，用搅拌器搅拌均匀。

3.2 构件表面凹陷部位用环氧腻子填平，修复至表面平整。在残缺修补中使用环氧腻子时，要在气温-5℃以上，相对湿度小于85%的条件下施工。腻子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙纹，应再用砂纸打磨平整。

4． 涂刷底胶

将配好的底胶（粘结剂），用滚筒均匀涂刷于需要粘结的砼表面。

5． 粘贴碳纤维

粘贴碳纤维材料之前，首先应确认粘贴表面干燥。气温在-10℃以上，相对湿度RH＞85%时，如无有效措施不得施工。为防止碳纤维受损，在碳纤维材料运输、储存、裁切和粘贴过程中。应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断碳纤维材料，每段长度一般以不过6m为宜。为防止材料在保管过程中损坏，材料的裁切数量应按当天的用量裁切为准。碳纤维纵向接头必须搭接20cm以上。该部位应多涂树脂，碳纤维横向不需要搭接。其施工工艺要点如下：

5.1 粘贴树脂的主剂、固化催促剂和固化剂应按规定的比例称量准确，装入容器，用搅拌器搅拌均匀。一次调和量应以在可使用时间内用完为准。

5.2 粘贴时，在碳纤维和树脂之间尽量不要有空气。可用罗拉（**工具）沿着纤维方向在碳纤维材料上滚压多次，使树脂渗浸入碳纤维中。

6． 养护

粘贴碳纤维材料后，需自然养护1-2小时达到初期固化，应保证固化期间不受外界干扰和碰撞。

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