4.碳纤维布加固旧桥施工工艺与要求?
4．1?施工工艺?
4．1．1施工前的准备作业?
4．1．2基面处理．?
(1)混凝土表面的劣化层(如浮浆、风化层等)要用砂轮机进行清除和打磨；?
(2)基面的错位与凸出部分要磨平，转角部位要进行倒角处理：?
(3)裂缝部分要注入环氧树脂浆进行修补。?
4.1.3基面的清洗?
(1)先用钢丝刷将表面松散浮渣刷去，然后用压缩空气除去粉尘；?
(2)用水或无水酒精擦试表面，也可用清水冲洗，但必须保证其充分干燥后才能进行下一道工序的施工。?
4.1.4涂刷底胶?
(1)按比例准确配制好底胶并搅拌均匀，对已失效的坚决不能使用，以确保粘接质量；?
(2)用滚筒或刷子均匀地涂抹在基面上，粘度较高，不能涂得太厚；?
(3)底胶硬化后，在表面有凸起部分时，应除去重涂；?
(4)待底胶指触干燥后，进入下道工序。?
4．1．5粘贴面的修补?
注意一次调和量在可使用时间内用完，过时间的绝不能使用，注意直横均匀涂抹，自然风干。如在冬季施工，粘贴面要剐磨光机或砂纸打光。?
(1)若发现粘贴面上有凹凸部位，应用找底胶进行修补，保证粘贴面的平整，以确保加固效果。?
(2)待找平胶指触干燥后进人下一道工序。?
4．1．6粘贴碳纤维布?
(1)在待粘贴面上划出各层位置；?
(2)依设计尺寸裁剪碳纤维布，应根据现场施工经验和作业空间确定下料长度，若需要进行接长时，接头的长度应根据实际情况而定，一般不得小于15cm；?
(3)下料数量应以当天能用完为准；?
(4)粘贴碳纤维布时，应依设计位置由上而下，由左至右有秩序地粘贴，并以滚筒压挤贴片，使碳纤维布与浸渍树脂充分结合，同时以压板去除气泡；?
(5)即时观察贴片是否粘贴密实，若发现有间隙或气泡，应及时处理。?
4．1．7罩面防护处理?
(1)粘贴完碳纤维布后，即时在其表面再直横均匀涂抹一层浸渍树脂，自然风干；?
(2)确保贴片表面已充分风干结合后，在其整体涂抹罩面胶或采取其它措施处理，以保证各层胶的耐久性。?
4．2粘贴施工要求?
4．2．1?对被加固陶件的整面要求?
?因为用碳纤维布加固混凝土构件是依赖于碳纤维布与构件表面的粘贴效果，所以要求基面的混凝上强度等级不低于C15。同时要求砼加固构件应具有较好的保护层，即基面平整且具有一定强度。对于构件有剥落、起皮、腐蚀、裂缝及严重碳化等表面缺损，必须先进行修复，并应将粘贴基面打磨平整、清理干净，且不应存在尖锐楞角和浮灰粉尘，防止碳纤维布的局部剥断破坏和粘贴失效。?
4．2．2碳纤维布的粘贴?
?用碳纤维布加固混凝土构件宜采用薄布多层的粘结方法，使其与粘结材料充分浸润，确保粘结效率。对于受弯构件宜在受拉区沿轴向平直粘贴碳纤维布进行加固补强，并在主纤维方向的断面端部进行附加锚固处理．。?
4．2．3碳纤维布的搭接与截断?
?加固用的碳纤维布一般不宜采取沿主纤维方向的搭接，尤其是对受拉构件和受弯构件受拉区的加固。根据国内外对碳纤维布与混凝土间粘结锚固的试验结果，粘结应力主要集中于端部100mm范围内，粘结破坏是脆性的，且粘结应力一般不会产生扩展。因此，若碳纤维布确需搭接时，其搭接部位应避开构件应力很大区段，搭接长度不应小于15cm，且搭援端部应平整无翘曲。多层搭接的各层接口位置不应在同一截面，每层接口位置的净距宜大于200mm。?
4．2．4施工时其它应注意的事项?
(1)现场气温低于5℃及雨天或可能结露时，应停止施工；?
(2)在施工现场，应做好防火等安全措施；?
(3)各种胶粘附在皮肤上时，要用肥皂水冲洗，特别是进入眼内，要立即用水冲洗，或接受医生诊治。?
4．2．5加固所用的碳纤维布及其配套粘结材料均应有厂家所提供的材料检验证明和合格证。
碳纤维加固碳纤维布加固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
?
?
1.3配套树脂粘结材料的设计?
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。?
施工流程与现场施工方法?
碳纤维加固施工流程为：混凝土基底修补、打磨处理→涂刷底层树脂、对不平整处进行找平处理→涂涮浸渍树脂→粘贴碳纤维布→表面进行防护处理。?
3、1混凝土基底修补、打磨处理?
（1）表面裂缝及孔洞处理。采用碳纤维胶粘结剂进行修补充密实。?
（2）将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净、对经剔凿、清除和露筋的构件残缺部分，用**黏结进行修补、复原。?
（3）将构件表面沿碳纤维粘贴结合面打磨平整，要求平整度应达到5mm/m，保证修复后的段差要尽量平顺；棱角的部位，用磨光机磨成圆角，圆角半径须≥20mm。?
（4）结构或构件表面打磨后，用压缩空气将表面灰尘和杂物清理掉，清洗残留粉尘，并使表面充分干燥。?
3、2涂刷底层树脂、对不平整处进行找平处理?
（1）用滚筒刷均匀地将底层涂料刷于混凝土表面，指触干燥后才能进行下一道工序的施工。底层涂料指触干燥或固化后，表面上的凸起部分要用砂布或角磨机磨平并清洗去尘。?
（2）构件表面凹陷部位应用粘结剂填平，内角（段差、起拱等）要用粘结剂填补，使之平顺。腻子涂刮后，表面仍在的凹凸糙纹的，应再用砂纸打磨平整。?
3．3涂刷浸渍树脂?
把浸渍树脂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。?
3．4粘贴碳纤维布?
（1）按设计尺寸裁减碳纤维布，纤维顺长方向碳纤维布的接头必须搭接10cm以上。该部位应多涂粘结剂，在碳纤维布宽度方向不需要搭接。?
（2）将裁剪好的碳纤维织物敷在涂好粘结剂的基层上，贴碳纤维布前用滚简刷均匀地涂抹粘贴用粘贴剂，称为下涂。贴碳纤维布时，在碳纤维布和树脂之间尽量不要有空气。可用特制滚简沿着纤维方向在碳纤维布上滚压多次，使树脂渗浸进纤维中并挤除气泡。滚压时要小心操作，不得损伤碳纤维布。?
（3）碳纤维布粘贴施工完毕30分钟后，在用滚简刷在表面均匀涂抹粘贴用粘结剂，使粘结剂能充分渗透到碳纤维里面，称为上涂。?
（4）二层碳纤维布粘贴则重复一层步骤，并保证底层粘贴的碳纤维布上涂黏结剂已指触干燥，才能粘贴二层。?
（5）二层碳纤维织物的表面应均匀涂抹一道粘结剂应涂刷均匀、周边整齐。?
粘贴碳纤维布，按照《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》CECS146:2003的要求进行操作。?
3．5表面进行防护处理?
碳纤维布施工后，按设计要求做表面防护，要保证防护材料与碳纤维布之间有可靠的粘结（要求粘结材料的正拉粘结强度满足设计要求）。加固完成后按《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》相关规定进行检验及验收。?
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很后一层后，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。很后，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。?
碳纤维作为一种复合型材料，其具有很强的抗拉强度，经过测试其抗拉强度是同等截面面积钢材的7-10倍，并且具有刚度轻、密度小等优点，其耐久性也好，可以抵抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏，采用碳纤维进行施工能够在简化施工步骤的前提下提高施工速度，同时保证了施工质量，具有很强的适用范围，当加固混凝土结构时，能够大幅度的提高其强度和承载力，当采用粘结材料与梁板混凝土有序缠绕粘贴后，可以实现构件变形的约束，增强构件局部的抗拉性能。?
碳纤维在顺纤维方向具有很高的拉伸强度和疲劳强度，而抗压和抗剪强度相对较低，因此主要适用于混凝土结构构件受拉区域的加固，尤其适用于桥梁等承受动荷载的大中型结构的抗震加固和承载力加固，但因碳纤维布可以加工成圆形或U?型，从而也可以用于混凝土构件的抗压和抗剪加固；由于碳纤维布具有较高的比强度和比模量，可以改善构件的延性；对于使用空间较小的加固现场，使用碳纤维布进行结构加固是一种理想的方法，因为这样不会减少使用空间；对于同时需要提高耐久性的结构构件来说，应用碳纤维布进行加固也是一种有效的方法，因为碳纤维布既可以提高构件的承载力，又不易老化，耐腐蚀，起到了保护结构的作用。?
二、碳纤维复合材料加固混凝土结构技术的主要优点?
（1）高强、高效?
碳纤维作为一种复合型材料，具有很高的抗拉强度，一般≥3000MPa，相当于一般钢材的7-10倍左右，并且其弹性模量也比较高，能够适应强度的变化；延伸率较小，密度在1.8g/cm2左右，可以充分利用其优异的力学性能来提高混凝土结构的承载力、延性、抗裂性，以达到高效、高强加固修复混凝土的目的。?
（2）施工简便,?加固周期短?
碳纤维不同于其他的钢筋材料，由于质量比较小，不需要大型的机械进行施工，这就节约了成本，并且不受施工空间的限制，对周围的环境影响也小，在某些情况下，能够保证施工；并且具有加固周期短，在施工中只需要将碳纤维布粘贴在结构的表面达到固化，就能满足要求。?
（3）施工质量容易保证?
碳纤维布加固构件的施工质量标准主要反映在碳纤维布粘贴的密实程度。由于碳纤维布是柔性的,?很容易粘贴在结构表面上,?使碳纤维布与混凝土表面粘贴密实,?一般情况下都可以保证碳纤维布的有效粘贴面积不小于95%,?很易满足碳纤维布加固施工的质量要求。?
（4）强的防水和防腐蚀效果?
碳纤维布粘贴固结在混凝土表面,?环氧树脂胶附着在结构表面,?防水效果好,?可防止钢筋锈蚀。碳纤维材料具有较佳的耐腐蚀性能,?不必担心建筑物经常遇到的各种、碱、对结构的腐蚀。?
（5）适用面广?
碳纤维具有很广的适用范围，如工业、民用建筑、水利工程等各种类型结构的不同受力状况等。不受结构形状的限制。?
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、碱、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。?
3．碳纤维布加固旧桥特点?
3．1?不增加恒载及断面尺寸?
?碳纤维布的自重仅为200～300g／m2，设计厚度为0．111～0．167mm，环氧树脂系列的粘结材料的自重也很轻，对整个结构重量及桥下净空的影响微乎甚微，可忽略不计。同时，碳纤维布可以多层粘贴。根据补强的要求，碳纤维布可以在一个部位重叠粘贴，充分满足补强的要求。这一优点更是传统补强方式所难以比拟的。?
3．2可适应不同构件形状，成型很方便?
?斜、弯、坡及异型结构的补强，采用传统的方法，施工难度较大，采用碳纤维布补强法，利用碳纤维布的随型性较强的特点，可以随结构外形变化任意施工，从而降低施工难度，减少施工成本，缩短施工工期，产生巨大的社会及经济效益。?
3．3施工简便?
?特别是当箱梁内部的作业空间受到限制时，碳纤维布加固方法是可选择的一种方法。该法工艺简便，*大型设备、模板、夹具及支撑，操作起来简单易行，因而施工时所需工作面小。在作业空间受限制时，该优点是其它加固方法无法比拟的。?
3．4采用碳纤维布加固补强，对原结构不产生新的损伤?
?碳纤维布加固补强系采用环氧树脂系列的粘结材料进行粘贴，不需要设置锚固螺栓及开凿混凝土等，因而不会对已经损伤的结构产生新的破坏，更可避免钻孔时与结构内原有钢筋和预应力索发生冲突而引起新的问题。?
3．5能有效地封闭混凝土的裂缝?
?碳纤维布(片)粘贴在混凝土的表面，不仅封闭了混凝上的裂缝，其高强高模量的特性还约束了混凝土结构裂缝的生成与扩展，改变了裂缝的形态，使宽而深的裂缝变成分散的细微裂缝，从而提高了混凝土构件的整体刚度。?
3．6碳纤维布(片)具有优良的耐化学腐蚀性?
?碳纤维布(片)是一种复合材料，几乎无腐蚀性和磁性以及具有较好的耐热性，不仅能经得起水泥碱性的侵蚀，而且当应用于经常受害侵蚀等腐蚀性环境时，其寿命也较长。因而碳纤维布加固法，在不利环境下较其它方法更显出其优异性。?
3．7?不影响结构的外观?
?碳纤维布(片)的厚度很薄，粘贴尉化后其表面还可以涂刷一层与原有结构外观颜色一致的涂料，而不影响结构的外观。
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。
碳纤维加固采用碳纤维加固材料修复补强混凝土结构，是近来发展的新型工法，利用碳纤维材料**的抗拉强度到达的增强构件承载能力及刚度的目的。碳纤维加固法可用于桥梁混凝土结构抗弯、抗剪加固，同时广泛用于各类工业与民用建筑物、构造物的防震、防裂、防腐的补强。?
2．碳纤维的加固原理?
碳纤维在桥梁工程使用广泛，其加固的基本原理是将抗拉强度较高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强材料；用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上，形成一个新的复合体，使增强粘贴材料与原有钢筋混凝土共同受力，增大结构的抗裂或抗剪能力，以提高结构的强度、刚度、抗裂性和延长性。?
3．碳纤维加固的特点?
碳纤维材质自重轻，施工方便快捷，不增加结构荷载；强度高，能灵活地用于抗弯、封闭箍和抗剪加固；柔韧性好，不受结构外形限制；耐久性佳，抗化学和恶劣环境气候变化的能力强；同时抗高温、抗蠕变、抗磨蚀、抗震性能好；在混凝土构件、钢结构、木结构均广泛采用。?
4．碳纤维复合材料?
4.1碳纤维复合材料?
碳纤维复合材料通常由纤维和基体组成。其力学特点是应力应变量线弹性，不存在屈服点或塑性区。由于碳纤维材料具有高强、轻质、耐、耐疲劳等优异物理力学性能，以及现场施工便捷，所以是旧桥加固补强的理想材料。碳纤维布的抗拉强度一般为3550MPa，弹性模量为2.35×105MPa，根据碳纤维布的品质不同，其厚度为0.?11~?0.?43mm，幅宽为20~100cm，卷材长度为50~100m。?
4.2粘结材料?
粘结材料是指能将连续纤维状的碳纤维结合在一起，同时又与混凝土表面粘合的系列材料。它是保证碳纤维布与混凝土共同工作的关键，应有足够的刚度与强度来保证碳纤维与混凝土间剪力的传递，同时应有足够的韧性，不会因混凝土开裂导致脆性粘结破坏。此外，由于旧桥加固均在野外，所以粘结材料还应能在一般气候条件下固化，固化时间合适(一般保证有3h左右)，对组分含量不敏感，具有适宜的流动性和粘度，固化收缩率小。粘结材料主要包括三类材料：底层涂料、整平材料和浸渍树脂。?
5．加固受力特点分析?
（1）碳纤维布有单向碳纤维布、单向碳纤维交织布、双向碳纤维交织布及单向碳纤维层压材料等多种，可根据需加固结构的不同的部位和受力特性与方向等，选择相应的碳纤维布进行加固。?
（2）将抗拉性能优良的碳纤维布用粘结材料粘贴到梁体底面或箱梁内壁上，使其与原结构布置的钢筋一道共同承受拉力，以提高旧桥的承载能力。与其他加固方法相比，碳纤维布保证在设计荷载范围内与原结构共同受力，其改变原有结构的应力分布程度很小。?
（3）沿桥梁的主拉应力方向或与裂缝垂直方向粘贴碳纤维布，两端分别设置锚固端，可约束混凝土表面裂缝，防止裂缝扩大，提高构件抗弯刚度、减少构件挠度、改善梁体受力状态。?
（4）应根据实际情况合理使用碳纤维布加固钢筋混凝土梁式桥，因碳纤维布在加固混凝土构件时，在提高受弯承载力的同时还影响受弯构件的破坏形态。当碳纤维布用量过多时，构件的破坏形态由碳纤维被拉断引起的破坏转变为混凝土被突然压碎破坏。还因碳纤维为弹性材料，它与钢筋共同工作会减弱钢筋塑性性能，碳纤维布用量过多，构件延性将有所降低。?
（5）碳纤维布加固后桥梁结构破坏形式变为脆性破坏，其承载力状态应按碳纤维抗拉强度的2?/3进行抗弯承载力计算，不能按普通钢筋混凝土考虑。?
（6）碳纤维布可提高混凝土梁抗剪承载力，其作用机理类似箍筋，同时还能明显改善构件的变形性能，增强构件的变形能力。?
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