2.2环氧树脂?
2．2．1简介?
?仅仅依靠碳纤维布本身并不能充分发挥其优异的力学特性及耐久性能，只有通过环氧树脂将碳纤维布粘附于钢筋混凝土结构表面并与之紧密结合在一起形成整体共同工作，才能达到补强的目的。因此，环氧树脂的性能十分关键。不同类型的环氧树脂有不同的性能，可满足各个部位的不同要求。例如底涂树脂对混凝土具有良好的渗透作用，能渗入到混凝土内一定深度。粘贴碳纤维布的环氧树脂易于透过碳纤维布，并产生很强的粘结力。根据使用温度的不同，树脂还分为夏用和冬用树脂。?
2．2．2物理性能?
?碳纤维布施工中需使用底涂、腻子、浸渗粘着树脂3种环氧树脂，上述环氧树脂的使用目的各不相同，其物理性标准也各异。一般要求底层树脂及找平材料的正拉结强度大于2．5?MPa且不小于被加固混凝土拉结强度的标准值，而浸渍树脂和粘结树脂性能指标则应达到表2的要求。
粘贴碳纤维?
确认粘贴表面干燥，施工时应保证相对湿度RH＜70%；而相对湿度RH＞70%、气温<10C0、雨天或可能结雾时不得施工。?为了防止碳纤维受损，碳纤维在运输、储存、裁切和粘贴过程中，严禁受到弯折。为防止片材在保管过程中损坏，片材的裁切数量应按当天的用量确定。?粘贴碳纤维时，应根据设计位置由上而下，由左至右有序的粘贴，并用滚筒挤压贴面，使碳纤维与碳纤维胶充分结合，同时以压板、滚筒排除气泡。?胶液的主剂和固化剂应按产品说明比例乘量准确，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。?粘贴前用滚筒刷均匀地涂抹粘贴用碳纤维胶。?粘贴时，在碳纤维和碳纤维胶之间尽量不要有空气。可用**工具沿着纤维方向在碳纤维片上滚压多次，使碳纤维胶渗浸进碳纤维中。?碳纤维施工30分钟后，用滚筒刷均匀涂抹粘贴用碳纤维胶。?如碳纤维施工不符合质量标准，则需进行相应处理。碳纤维与混凝土之间的粘结质量，可用小锤轻敲或手压碳纤维片材表面的方法进行检查，总有效粘结面积不应低于95%。当碳纤维布的空鼓面积不大于10000mm2时，可采用针管注胶的方法进行修补；当空鼓面积大于10000mm2时，宜将空鼓部位的碳纤维片材切除，重新搭接上等质量碳纤维片材，搭接长度不小于150mm。
碳纤维加固碳纤维加固技术技术自1997?年引入我国，立即受到了工程界的关注，成为了研究和应用的热点。外部粘贴碳纤维片材加固混凝土结构的技术有很多优点:可有效地提高已有构件的强度和刚度,而构件的尺寸及自重几乎不增加，且耐性好，施工过程简便，施工质量容易保证等。近年来，碳纤维片材已广泛地应用于桥梁、建筑物、隧道、涵洞及其它各种混凝土结构的加固补修工程之中。?
1?材料特性?
碳纤维片材加固钢筋混凝土结构所涉及的材料主要有两种:一是碳纤维片材；二是配套树脂粘贴材料。?
1.1?碳纤维片材(CFRP)?
CFRP乃英文Carbon?Fiber?Reinforcement?Polymcr的缩写,即碳纤维增强塑料。碳纤维是把聚丙烯、人造纤维、石油或煤沥青、酚树脂等原料,在不活泼气体中经2000℃～3000℃的高温烧成纺线一样的东西,使其碳素化而制造出来的具有质轻、高强、耐等高性能的无机纤维。碳纤维是直径约7～10μm?的碳原子丝,工业上用的碳纤维丝是将6000～24000?根这样的碳原子丝以绞线或麻绳的方式排列而成,其粗细仅相当于人的1?根头发丝。碳纤维布就是连续碳纤维单向或多向排列，未经树脂浸渍固化，在施工过程中再给予浸润的布状碳纤维制品。而碳纤维板是经树脂浸渍固化的板状碳纤维制品，施工中再用树脂将其粘贴于结构表面,类似于粘贴钢板。板材的使用量依然较小，但由于该种形式的CFRP?利用效率高。碳纤维材料物理力学性能优越，具有高强、高弹模、重量轻、耐及易于施工等特点。碳纤维承受变形能力较强，韧性好，普通中等弹模碳纤维的应变达0.015～0.020。碳纤维的抗拉强度是普通钢筋的10倍以上,弹性模量略**钢筋。另外,碳纤维没有类似钢筋的屈服点,在达到抗拉强度之前基本上为线弹性状态。?
1.2?树脂类粘结材料?
采用碳纤维片材对混凝土结构进行加固修复时，应采用配套树脂类底层树脂、找平材料、浸渍树脂或粘贴树脂进行加固修复。底层树脂的作用是增强加固表面混凝土与找平材料或粘贴树脂界面粘结强度。找平材料的作用是使加固表面平整度符合规定要求，并与底层树脂及浸渍树脂具有可靠的粘结强度。浸渍树脂是粘贴碳纤维布的主要粘结材料，粘贴树脂是粘贴碳纤维板的主要粘结材料，其作用是使碳纤维片材与混凝土得到充分的粘结，使其共同承受结构的作用。粘贴树脂的力学性能指标，主要包括正拉粘结强度、拉伸强度、拉伸剪切强度、弯曲强度。?
2?加固类型?
碳纤维加固法是在混凝土构件表面用特制建筑结构胶粘贴碳纤维片材，以提高结构承载力的加固法。该法具有适用面广，不影响结构外形，耐久性和耐性好，施工简单快速等优点。碳纤维片材的主要作用为抵抗拉力，一般用于抗弯构件的板与梁的受拉力部位、梁与柱、桥墩的抗剪力部位，柱或桥墩的围束加固以及钢筋锚固、握裹长度不足的部位等。碳纤维为较细纤维，因强度高，故由环氧树脂将其结合成一体后在纤维方向上具有高抗拉强度。在构造物的加固设计上，一般原则上避免两种性质差异过人的材料结合在一起，而碳纤维的强度虽然很高，但是其弹性系数却与钢筋相差不多，碳纤维用于钢筋混凝土的加固上不会有不匹配的问题，因此可以用于弥补钢筋混凝土内钢筋的抗拉不足部分。碳纤维加固结构属二次组合结构，而就如钢筋与混凝土间的握裹力一般，碳纤维需借助胶粘剂与混凝土结合，两者之间的结合必须大于混凝土本身的抗剪强度，这种胶粘剂涂抹于平整的混凝土表面，一般称之为底层树脂，易于渗入混凝土内与混凝土结合成类似树脂混凝土，可以加强混凝土的强度，并与碳纤维密切结合，有效传递剪力，而使碳纤维与混凝土结合成一体，达到补强效果。?
用碳纤维片材进行抗弯加固,一般是把碳纤维片材粘贴在混凝土结构的受拉区,使之与混凝土构件共同承受荷载，以提高构件受弯承载力。为了达到不同的加固强度，可以根据具体情况设计所需碳纤维片材的层数。相关试验研究表明，使用碳纤维片材加固混凝土梁，可以大幅提高混凝土梁的抗弯承载力及刚度，抗弯刚度提高约17%～99%?，抗弯承载力提高约19%～99%。加固后的梁与未加固的梁相比，在钢筋屈服以前，碳纤维片材所起的作用不大，当钢筋屈服以后，加固后的梁挠度增长速度要缓，并且在同一荷载水平下，挠度值要比未加固梁小。对于裂缝的开展，加固后的梁较未加固的梁出现晚，分布均匀，而且裂缝间距和宽度要小。?
利用碳纤维片材对钢筋混凝土构件进行抗剪加固的原理，是利用碳纤维片材的抗拉能力来约束混凝土受剪斜裂缝的出现与开展。加固梁采取的粘贴方式主要有封闭粘贴、U形粘贴、侧面粘贴，加固柱粘贴方式一般为封闭粘贴。碳纤维片材对混凝土构件进行抗剪加固,主要的破坏形为由于应力集中导致碳纤维片材与混凝土之间发生剥离破坏,影响了碳纤维片材受剪加固作用的发挥。?
3?碳纤维片材加固混凝土结构技术的应用前景及展望?
碳纤维片材加固混凝土结构在我国起步虽然较晚，但起点高，发展迅猛。目前，我国已建混凝土建筑物中存在很多由于设计、施工的缺陷和长期使用过程中的损伤老化或灾害造成的混凝土结构开裂、抗震能力下降、承载力不足等问题，所以目前国内加固维修市场庞大，碳纤维片材加固混凝土结构技术的应用前景相当广阔，已成为土木工程界又一新的经济增长点。?
碳纤维加固碳纤维丝在绝氧情况下具有较佳的耐热性(可耐2000cc高温)，它的升华温度高达3650cc左右。但在有氧情况下。当温度**400cc时即发生明显氧化。当其暴露在600cc的空气中lOmin后，纤维大部分被氧化，强度下降¨。。。
(2)高温下胶粘剂的力学性能高温下结构胶粘剂达到其玻璃化温度?时，胶粘剂软化，其粘结强度显着下降。E．L．Klamer?以及吴波_1?分别通过面内剪切试验研究了结构胶在一10—120oC之间其粘结强度随温度的变化规律。
(3)高温下CFRP材料的力学性能加拿大Queen’s?University的Bisbyl9?在其博士论文中整理各种FRP材料的高温下抗拉性能和弹性模量随温度的变化规律，并通过很小二乘回归分析，得到了一个s型函数拟合各种FRP材料的高温性能，离散性较大。其中CFRP高温下的抗拉强度和弹性模量随温度变化曲线分别如图6和图7所示，比值为高温下试验值与常温下试验值之比。
2?CFRP加固构件火灾试验研究与存在的问题
2.3碳纤维布的加固原理?
?粘贴碳纤维结构加固技术是指采用高性能粘结材料将碳纤维布粘贴在建筑结构构件表面，使两者共同工作，以提高结构构件的承载(抗弯、抗剪)能力。用于建筑结构加固的碳纤维材料具有优良的力学性能，其抗拉强度约为普通钢材的10倍。但碳纤维材料织成碳纤维布后，碳纤维丝很难共同工作，在承受荷载时，各碳纤维丝先后达到抗拉并逐渐断裂，直至整体破坏，而使用粘结剂后，各碳纤维丝能很好地共同工作，大大提高了碳纤维布的抗拉强度。因此粘结剂对碳纤维布的加固起着关键作用。
碳纤维加固美国、日本等国于20世纪80年代开始对碳纤维布加固技术进行试验研究。目前已经将此技术大量投入应用。近年来，中国在这方面的研究和应用也做了大量工作，生产出一系列的碳纤维复合材料，在降低工程费用的同时也总结出了较成熟的设计方法和施工经验，为广泛推广该技术创造了有利条件。
-/gjedhe/-
http://qljggs.cn.b2b168.com
