阿拉尔碳纤维加固

厦门碳纤维加固【电话*申经理】技术是一种新型的结构加固技术，它是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面，以达到对结构及构件加固补强的目的。本加固工程为某铝业公司露天钢筋混凝土排架结构。长220m，宽58.6m,柱距6m，跨距29.1m，共两跨。本工程分两期建成，一期有**设计院于1967年设计，共17个柱距，处于南侧，二期有设计院于1979年设计20个柱距，处于北侧。每跨设有Q16T，LK=28.5m抓斗式起重机两台。该工程已停用2年多，现根据生产需要新增两台吊车，在北侧运行。因一期工程接近50年使用寿命，二期也已扩建34年，根据外观检查框架梁已遭到破坏，保护层混凝土开裂、剥落；钢筋锈蚀，受力截面削弱，危及结构安全，影响新增两台设备安全使用。经建设单位、设计单位、加固公司等单位*一起进行分析比较，选择粘贴碳纤维布进行加固，防止大梁的过度变形，延长梁的使用寿命。

1碳纤维布加固框架梁方案的确定

1.1 碳纤维布加固的前提

首先，利用回弹法对框架梁混凝土进行强度检测，以供加固参考。经检测，混凝土的实际强度约为C30。根据设计图纸及现场混凝土、钢筋的受损情况，考虑提高框架梁的抗拉强度等级，碳纤维布分两层粘贴在框架梁的底面及两侧，加固后，增加了原受拉钢筋面积，弥补了因原钢筋锈蚀而造成的截面削减，构件的承载力得到加强，可以满足使用要求。

1.2碳纤维布的设计

在受弯加固时，应使碳纤维片材的纤维方向与受拉区的拉应力方向一致。因梁底宽度为300mm，碳纤维布的宽度为300mm，由中心向两侧粘贴刚好满足两侧粘贴150mm的要求。四块分两层粘贴在梁底；再粘贴100mm宽的两层碳纤维布“U”形箍；框架梁两侧面上边缘各粘贴三根100mm宽的碳纤维布条固定碳纤维布“U”形箍，间距200mm。值得注意的是，使用碳纤维进行加固时，具体粘贴层数要通过计算确定，考虑到各层的共同工作系数，抗疲劳的能力和避免脆性破坏，一般不宜过5层。另外，从受力性能角度而言，单层优于多层，窄幅优于宽幅；必要时纵向可以搭接，搭接长度不能少于100mm。

1.3配套树脂粘结材料的设计 h

碳纤维粘贴胶粘剂应为专门配制的改性环氧树脂胶粘剂，性能要求为A级胶。胶粘剂分为底胶和粘贴胶，分别有对应A和B胶按照比例配制而成。底胶应与粘贴胶相适配，安全性能指标应符合《混凝土结构加固设计规范》相关规定要求。底胶作用是增强表面混凝土与找平材料或粘结树脂界面的粘结强度；粘结胶是粘贴碳纤维布的主要粘结材料，其作用是使碳纤维布与混凝土得到充分的粘结，使其共同承受结构的作用。

2施工准备

2.1 主要材料：底胶、粘贴胶、碳纤维布。

2.2 辅助材料：低速搅拌器、**滚筒、角向磨光机、剪刀、凿子、刮板、吹风机、榔头、量具等。

2.3搭设脚手架： 按安全规程要求搭设好脚手架，高度以满足施工要求和施工方便。

3施工程序

表面处理→修补找平→定位、下料→胶料配制→粘贴碳纤维布→表面防护→检验、验收。

4施工方法

4.1表面处理

被加固的框架梁混凝土保护层部分疏松，应清除直至露出结构层；清理加固部位表层灰尘等污物。

4.2修补、找平

局部裂纹、蜂窝用环氧砂浆修补表层修复平整。平整度应达到4mm；框架梁节点转角粘贴处须打磨成圆弧状，圆弧半径不小于20mm。表面打磨后用水清洗干净，并用吹风机吹净。

4.3定位、下料

对加固部位进行现场测量，做好记录；根据记录裁剪碳纤维布。

4.4胶料配制

按产品使用说明书中的要求，称量相应比例的A、B两组胶料，按规定比例分别搅拌，混入后再充分搅拌。

4.5粘贴碳纤维布

将配制好的粘结胶均匀涂抹在加固部位的混凝土面层；铺贴碳纤维布，并用滚筒沿碳纤维布纤维方向多次滚压，使粘结胶充分浸透到纤维中。等胶固化后（以指触干燥为准），再进行下一层粘贴碳纤维布的施工。

4.6表面防护

在粘贴好的碳纤维布后一层后，再均匀涂抹一道粘结胶，在上面均匀地撒上干净的中砂，待粘结胶固化后做抹灰保护。

4.7检验

检验贯穿于整个施工过程。首先，施工材料进场时，必须有碳纤维布及其配套树脂胶生产厂家所提供的材料检验报告、合格证等资料。验收以企业标准为验收依据。其次，每一道工序结束后均应按工艺要求进行检查，做好相关的验收记录，如出现质量问题，应立即返工。后，现场验收以评定碳纤维布与混凝土之间的粘结质量为主，用小锤等工具轻轻敲击碳纤维布表面，以回音来判断粘结效果，如出现空鼓等粘贴不密实的现象应采用针管注胶（浸渍树脂）的方法进行补救，粘结面积若少于90％则判定粘结无效，需重新施工。

5施工过程中的注意事项

5.1凹凸不平加固部位应用补强砂浆找平；有段差、转角加固部位应抹成平滑曲面，转角应成圆弧状，半径不小于20mm。

5.2胶料应严格按产品说明书比例配制，调胶使用的工具应为低速搅拌器，搅拌应充分均匀，配制搅拌后的胶料应无沉淀、色差、气泡，并应防止灰尘等杂质混入胶料。

5.3按设计要求裁剪碳纤维布，不得损伤横向织物面，涂抹粘结胶应均匀，铺贴应平整无气泡。

5.4粘贴完工经固化后，进行检验。密实度可用小锤敲击构件粘贴表面，通过不同声音判别密实情况。密实度应达到相关规定，否则应重新修补后再检验。

5.5严格控制施工现场的温度和湿度，冬季施工要有可靠的技术措施保证。气温在5℃以下、相对湿度RH>85 %、混凝土表面含水率在8%以上、有结露的可能时，无有效措施不得施工。

5.6大面积粘贴前需先做样板，待有关各方面验证后，再大面积施工。对于碳纤维布粘贴面积在1000m2 以上的工程为检验其加固效果应与建设单位、设计单位协商进行荷载试验，其结构的变形等各项指标均应满足国家规范规定及使用要求。

5.7由于碳纤维片为电的良导体，应使其远离电源。

5.8施工用的各种树脂远离明火，并避免阳光直射。

5.9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。脚手架要有足够的安全性，高空作业必须配戴安全带。

5.10施工现场通风状况良好。当树脂粘附在皮肤上时，应立即用肥皂水冲洗，溅入眼内用清水清洗或及时就医。

6结语

通过该工程实际的施工操作，深深体会到碳纤维布加固技术的各项优点，如其自重轻，抗拉强度高，施工简便，施工工期短等。本加固工程施工时，在确保安全的前提下，仅使用了简单的脚手架；而且碳纤维布裁剪非常方便，可以根据形状及尺寸随意裁剪，在各种支架的遮挡处可以随意穿过，施工非常方便。另外，由于碳纤维布不会生绣，非常适合高酸、碱、盐及大气腐蚀环境，加固后能大大提高结构的耐腐蚀性及耐久性。在铝业公司这种强碱环境中使用碳纤维结构加固技术优势明显。本工程从开工到结束仅29天（包括搭、拆脚手），工程总费用仅约为60万元，即使原本已经接近报废的建筑重新投入生产。由此可见，碳纤维布加固技术的优点很明显，应用前景很光明。

洛阳碳纤维加固【电话*申经理】在桥梁维修加固方面，由于高等级公路中桥梁所占比例较大，而高等级公路均是近几年修建的，故桥梁维修加固的高峰大约将在5～10年后就出现，一但桥梁养护加固的高峰到来时，以目前的维修加固技术和技术工程力量将是难以应付的。而且我国新建桥梁技术发展较快，但桥梁养护维修加固技术的发展相对滞后。本文对桥梁碳纤维加固及其施工技术要点分析。

一、施工工艺

碳纤维材料的粘贴工艺十分重要。优良的施工工艺，先进的管理方法及严格的质量检验是确保碳纤维材料与混凝土结构可靠粘贴、共同工作的保证。碳纤维材料补强加固施工工艺流程及技术控制如下：

1．混凝土结构的表面处理。清除混凝土构件表面的疏松、软质、脆裂、松脱等缺陷，要达到表面坚实：构件暴露钢筋需作除锈、防锈处理；对混凝土结构产生的裂缝，缝宽小于0.20mm时用环氧树脂涂抹封闭，当缝宽大于0.20mm时用环氧树脂灌缝。

2．粘贴碳纤维材料基层处理。对混凝土构件残缺部分用**原混凝土强度一个等级的混凝土修补平整。混凝土构件表面的模板段差、浆楞等均须打磨平整形成平顺的斜面，转角处应打磨或填充成表面光滑的圆角，保持被补表面的清洁。

3．涂刷界面剂。在处理好的混凝土构件表面涂刷环氧树脂涂料，底层树脂要具有良好的渗透性（渗入约0.5～2.0cm）、稠度和固结速度，能满足不同季节和不同环境下的施工要求。

4．构件表面的残缺修补。底层界面剂涂刷后，将构件表面的凹陷填平。对表面仍存在的凸凹糙纹，再打磨平整。

5．粘贴碳纤维材料。每道粘贴工艺都要有利于紧密粘贴为原则。将剪裁好的碳纤维材料粘贴在混凝土构件表面，粘贴后再在其表面涂刷一层粘结树脂，在粘贴之前、之后和粘贴过程中所使用的环氧树脂应根据不同的温度、湿度选择好材料种类，掌握好主剂和固化剂之间的材料种类，掌握好主剂和固化剂之间恰当的配比。要尽可能地减少碳纤维粘贴后发生“空鼓”现象。严格掌握贴片位置（要画线定位）和正确搭接，严格掌握好每一道工序的时间间隔，防止碳纤维片的起鼓，脱开和错位。尤其要注意做好脱泡和环氧树脂浸透的有效性。

6．养护。碳纤维材料粘贴后，视温度条件，在自然条件下养护7天。

7．涂装。补强加固作业完成后，碳纤维材料表面可根据需要，涂刷各种性能和不同颜色的涂装，增加补强的效果。对以上各道工序均有严格的操作要求，操作手必须进行的培训，必须具有上岗证。承包单位应具有一定的经验和资质证明，以确保“粘贴结合面"可靠工作。

碳纤维在施工中经常发生的一种现象就是“空鼓”。关于“空鼓"的产生是难免的，主要由于粘贴表面的不平整（构件表面混凝土蜂窝、麻面、凹陷、凸出等），以及粘贴操作中在纤维片和树脂之间的空气未能全部逸出所致，因而当全部工序完成后将会在内部存留一定数量的气泡，在温度作用下而导致了“空鼓"的产生。检查方法可用小锤逐处敲击听音而以便确定“空鼓”的数量和范围（空鼓的数量和面积）。当涂装完成后3小时至4天内进行“空鼓”处理。

二、加固施工技术要点

1．混凝土破损区域的清理。（1）对混凝土出现的蜂窝麻面、松散、孔洞、破碎、剥落等缺陷的部位以及钢筋外露区域，可采用人工凿除法、气动工具凿除法或高速射水法将该处松散、破损、污损的混凝土清除干净，直至露出坚硬密实的基面，同时应注意保证该部位无油污、油脂、蜡状物、灰尘以及附着物等物质；（2）对于缺陷深度≥10cm，面积≥（10cm×10cm）时，表面要凿成方波型和锯齿状，且凿至坚实层；（3）清理混凝土病害部位时，注意不要损伤梁体原有钢筋（尤其是主筋）；（4）严格按照桥梁维修养护相关规定及要求实施。

2．钢筋锈蚀区域的清理。（1）在混凝土表面破损清理完毕后进行；（2）用钢刷清除钢筋表面的浮锈，使之露出光洁部分；

（3）对经探查确定的钢筋锈蚀区域，应清除掉混凝土表面的油污、油脂、蜡状物等**污物。

3．钢筋防锈、阻锈的清理。（1）在钢筋锈蚀区域的混凝土表面清理完毕后进行；（2）对外露的钢筋涂刷钢筋保护剂，钢筋保护剂的选用应满足设计提出的材料特性要求，涂刷时满足施工规范要求；（3）对钢筋锈蚀区域采用多功能阻锈剂（表面涂刷型）处理，可滚刷或喷涂于结构表面，选用材料应满足施工规范要求；（4）钢筋保护剂属化学产品，施工过程中应采取必要的防护措施；（5）多功能阻锈剂有很强的渗透性，施工时应配戴手套及口罩，严禁与皮肤直接接触，在水平结构底面施工时，应注意不要滴落到身体或皮肤上任何部位，如已滴落到皮肤表面或眼睛里，应立即用清水冲洗干净并及时就医；（6）根据所选用材料的物理化学性能指标选择合适的施工条件进行施工。

4．混凝土破损的修补处理。（1）在混凝土破损区域清理完成以及钢筋除锈、阻锈处理工作完毕后进行；（2）按照桥梁维修养护相关规定及要求，采用与结构混凝土标号相当的环氧修补砂浆对破损区域进行修补，要求修补后结构平整密实；（3）所用环氧砂浆应具有较低的膨胀系数、收缩率和放热温度，并且还应具有较高的粘结力、硬度及抗冲击性能，环氧砂浆的配合比根据试验确定；（4）修补区域如处于潮湿状态，应采取相应措施使修补位置保持干燥，或选用能在潮湿状态下施工的材料，确保修补质量；（5）应根据材料物理化学性质、修补厚度以及气候条件等因素作好养护工作。

5．裂缝处理。对结构上、下部存在的所有裂缝进行处理，对于裂缝宽度fw<0.15mm且裂缝深度较浅的细小裂缝可采用树脂封闭胶进行涂刷封闭处理，对于裂缝宽度0.15mm≤fw<0.5mm的裂缝采用裂缝灌注胶或**环氧树脂浆液进行灌注处理；对于fw≥0.5mm的裂缝进行凿槽嵌补处理。裂缝修补后，材料未硬化前除结构自重和必要的施工机具产生的荷载外，不允许再有其它外荷载（包括车辆荷载）。裂缝灌注方法采用压力灌注法进行施工，采用其它材料及技术时，应得到设计人员及施工监理的批准。

6．盖梁及墩柱加固。盖梁及墩柱加固较多采用植筋连接钢筋砼方式。施工须注意如下几点：（1）由于桥墩较高，施工时所搭设施工平台，应保证安全稳定。（2）施工时应对每个墩柱顶箱梁位移进行准确测量，并以此进行盖梁施工。（3）植筋范围内的原混凝土结构一定要认真凿毛，并涂刷界面剂以保证新老混凝土之间的粘结。（4）钢筋防锈蚀措施应根据国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046）和《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB/T 8923）的规定执行。（5）施工时垫块**标高应根据实测梁底标高做相应的调整，以保证垫块**至梁底净距，工程数量亦做出相应的调整。（6）施工中遇到问题须及时与建设单位、设计单位协商解决。 

7．钻孔植筋。（1）对照原施工图和竣工图，掌握盖梁墩柱部分的受力主钢筋和构造钢筋的分布情况，精确测量出需植筋的具体位置，并尽量与受力主钢筋、构造钢筋错开布置。必要时采用钢筋定位仪测量原有钢筋位置，确保钻孔不会损伤原桥主筋。植筋孔位与设计位置大偏移不大于5cm；（2）在较高的位置施工需搭设脚手架时，应增设安全防护；（3）钻孔前用相应的标尺标注钻头以控制钻孔深度，尽量采用**电锤和振动小的施工工艺，以保证不损伤结构。钻孔施工垂直于植筋部位的结构混凝土，避开原结构受力主筋和结构钢筋。对于Φ16的植筋，钻孔直径控制在20mm；（4）成孔后，首先检查钻孔深度和直径，并用需要植入的钢筋和螺栓试插，当满足要求再用压缩空气吹出孔内积灰，用毛刷擦刷孔壁，然后用压缩空气吹灰。如此反复几次，确保孔中清洁、干爽。禁止用水清洗孔洞；（5）将植筋胶安装在**注射胶枪中，扣动扳机，使药胶在通过前端混合器后自动混合，前端的药剂舍去不用。在确保混凝土孔洞干燥清洁的情况下，将混合嘴伸入孔的底部，扳动注射器扳机。当孔内压入一定量植筋胶时，注胶枪有3～5cm埋在已注胶中间后，慢慢抽出混合嘴。在向外退出的时候注胶枪沿孔壁旋转退出，以防孔内塞有空气，药剂不密实影响钢筋与混凝土的粘接强度。当植筋胶注入孔内达孔深的2/3时，停止注射植筋胶；（6）将已制作好的植筋材料运至现场，逐根检查钢筋或螺栓有无油污、锈蚀以及植筋的一端是否有弯头等，同时保证钢筋的搭接长度大于35d，保证螺栓的预留长度；（7）植入植筋材料时，应对准孔洞插入，在插入植筋材料时应旋转，尽量排除注胶时堵塞在孔内的空气，以确保植筋材料表面与植筋胶充分结合。植筋材料植入完成时，植筋材料与孔壁之间的空隙由植筋胶填满才能保证质量。好的效果是植筋材料插入时药剂刚好溢出；（8）严格遵守植筋胶的化学凝固时间，植好植筋材料后，在粘合胶固化前，不得使植入的钢筋或螺栓有任何移位，否则将降低种植钢筋或螺栓的粘结强度，待粘合胶固化后方可进行其它施工操作。