碳纖維布

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碳纖維布范文第1篇

Abstract： Carbon fiber reinforcement technology not only can improve the shear and bending capability of the structure， and also its construction is simple and convenient. This paper， combined with engineering examples， describes construction process of reinforcing concrete beams by carbon fiber reinforcement technology and quality control technology.

關鍵詞： 碳纖維布；加固；施工技術

Key words： carbon fiber；reinforcement；construction technology

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）25-0099-02

1 工程概述

某市醫院外科住院大樓工程為十一層鋼筋砼框架結構，砼設計強度地下室至六層為C40，六層以上為C30。一至三層砼施工完畢后，由于種種原因，砼標準養護的試塊28天強度未達到設計要求，經檢測單位回彈、取芯檢測仍未達到設計要求。設計人員根據回彈結果對結構局部框架梁、柱驗算表明，結構不能滿足設計要求，必須加固處理。

2 加固方案的選擇和加固計算

2.1 加固方案的選擇 項目經理部組織設計等多家相關單位對多種加固方案進行分析比較，鑒于碳纖維布加固具有強度高（強度約為普通鋼材的10倍），耐腐蝕性及耐久性好，自重輕（約300g/m2），易于裁剪，適用范圍廣，施工簡便（不需大型施工機械及周轉材料），施工工期短等優點，最終確定采用碳纖維布加固。

2.2 加固計算 ①碳纖維布加固砼梁抗彎驗算如表1。②碳纖維布加固砼梁上端支座抗剪驗算如表2。

3 碳纖維布加固材料技術指標

所有材料的選用均參照《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2006的技術要求。

3.1 碳纖維布 選用上海怡昌碳纖維材料有限公司生產的同固牌碳纖維布及碳纖維布粘貼專用膠。碳纖維布規格：200g/m2，幅寬10～60cm，厚度0.167mm，碳纖維布的主要技術指標如下：彈性模量≥2.4×105MPa；抗拉強度≥3400MPa；延伸率≥1.77%。

3.2 粘貼用膠（底膠、修補膠、面膠）技術指標粘貼用膠主要技術指標如下：①底膠：拉伸剪切強度≥14MPa；正拉粘結強度≥2.5MPa。②修補膠：抗拉強度≥30MPa；抗彎強度≥40MPa；正拉粘結強度≥2.5MPa。③面膠：抗拉強度≥40MPa；拉伸剪切強度≥14MPa；受控彈性模量≥2500MPa；彎曲強度≥40MPa；正拉粘結強度≥2.5MPa；延伸率≥1.5%。

4 施工工藝

4.1 施工工藝流程如圖1

4.2 碳纖維布粘貼的構造要求 ①采用粘貼碳纖維織物加固工藝的砼承重結構構件其砼強度等級不應低于C15。②砼構件粘貼部位的含水率不應大于4%，環境溫度不應小于5℃，否則應采取一定的處理措施。③砼粘貼表面需進行打磨處理，應達到平整度5mm/m，構件轉角粘貼處要打磨成圓弧狀，圓弧半徑應不小于20mm。④碳纖維布粘貼采用連續法施工工藝，允許搭接，搭接長度不小于10cm，碳纖維布在加固區段外的錨固長度規定如下：對受拉區，不應小于200d，且不應少于600mm；對受壓區，不應小于180d，且不應少于480mm。（d為高強度復合纖維增強布的厚度）。

4.3 施工準備 ①量測記錄梁的實際尺寸，砼表面的凹凸或破損狀況、表面龜裂狀況，現構件上的附屬物情況，周圍有無水、粉塵、外來物之污染。同時對影響梁加固的障礙物進行清除，確保梁底有30cm以上作業空間。②粘貼定位。根據圖紙內容在需加固的砼梁、柱表面定位，保證粘貼的準確性。

4.4 砼表面機械打磨 ①根據定位打磨梁底、梁面、柱周圍待粘貼砼表面，用角向手提砂輪機安裝金剛石磨片打磨，使碳纖維布能平滑地貼附于梁、柱表面，以避免碳纖維布折角處造成應力集中。②待底面打磨平整后，將待粘貼面清理干凈。

4.5 基面處理 用麻布將待貼布砼表面揩凈，并充分干燥。

4.6 涂刷底膠 ①按膠水配比甲：乙=3：1（重量比），配制攪拌均勻。②用涂料輥筒將纖維膠均勻涂刷在砼表面。

4.7 批補修補 ①手摸不粘手時，即可涂刷修補（約2小時）。②按修補膠配比甲：乙=3：1（重量比），最取各組分配制粘貼用膠，攪拌均勻。③對于特別不平處在加固前用批刀將修補材料滿批在砼表面，手摸無高低不平為止，填補時需將小槽處碎砼及浮屑清除掉并用麻布擦拭干凈。

4.8 涂刷面膠 ①手摸不粘手即可涂刷面膠（約2小時）。②按面膠配比甲：乙=3：1（重量比），量取配制，并攪拌均勻。③用涂料輥筒將面膠均勻涂刷在處理好的砼表面上，抹成厚為1mm左右的纖維粘結劑，且應為中間厚邊緣薄。

4.9 按設計圖紙要求裁剪碳纖維布 ①砼表面處理完后，先根據位置放樣剪切碳纖維布。②剪切時沿碳纖維布軸向裁剪，并卷好。

4.10 粘貼碳纖維布 ①將裁剪成料的碳纖維布粘貼在面膠上，并應拉緊、壓實、趕平，不能留有氣泡和皺褶，邊放布邊用專用輥筒沿碳纖維布方向壓布輥實、來回滾壓，擠出氣泡使樹脂充分漫漬碳纖維布，直到面膠浸透布并滲到布外層為止，等待固化。②施工過程中必須使得每束纖維布不打折，均處于拉緊狀態。每層粘貼質量自檢合格后，方可再貼下一層碳纖維布，同時重復以上步驟。③粘貼完后，再在表面用毛輥筒涂刷一層碳纖維粘結劑，自然固化。最后檢查粘貼是否密實。

4.11 表面處理 確保粘貼密實后，在外表層均勻灑上一層細砂，以利今后粉刷。如無粉刷則此工序可省略。

5 質量檢驗及驗收標準

①纖維產品應按設計圖紙要求選用，技術指標必須符合有關規定，所用纖維產品應有產品質保書及復檢報告。②粘結膠料應按設計要求選用，符合基本性能要求，所用膠料產品應有質保書及復檢報告。③施工質量檢驗及驗收標準（表3）。

6 結論

通過對某市醫院外科住院大樓工程的炭纖維布的施工實踐，碳纖維布加固鋼筋混凝土結構技術具有裁剪簡便，施工方便，工期短，質量可靠等優點。工程自2012年11月12日加固完畢后至今，使用良好。

參考文獻：

[1]CECS25：90，混凝土結構加固技術規范[S].

[2]JGJ116-98，建筑抗震加固技術規程[S].

[3]CECS146：2003，碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規程[S].

碳纖維布范文第2篇

【關鍵詞】橋涵蓋板；病害；碳纖維布加固原理；施工工藝；工程性能評價

1 橋涵蓋板病害產生原因

近年來載重汽車噸位的不斷增大，許多橋涵的蓋板出現了混凝土開裂、風化露筋、鋼筋銹蝕等嚴重病害，橋涵蓋板的承載力下降。該病害嚴重地影響到公路行車安全，急需對發生病害的橋涵蓋板進行加固處理。

2 碳纖維布性能指標和加固原理

碳纖維聚合物CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer) 加固混凝土結構，是近十年來在發達國家中新興的成熟的加固技術，也是國內工程界日漸關注和發展中的加固應用技術。

2.1 碳纖維是一種力學性能優異的新材料，它的比重不到鋼的1/4,碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3 500 MPa以上，是鋼的7-9倍，抗拉彈性模量為23 000 MPa-43 000 MPa，亦高于鋼。因此，CFRP的比強度即材料的強度與其密度之比可達2000 MPa/(g*m3)以上，而A3鋼的比強度僅為59 MPa/(g*m3) 左右，其比模量也比鋼高。碳纖維和石墨纖維一般統稱為碳纖維，含碳量都在95%以上，目前具有工業意義的原絲僅有聚丙烯睛纖維(PAN)和中間相瀝青，各國生產碳纖維主要是以聚丙烯睛纖維為原料，經過高溫碳化等特殊工藝加工成極細的纖維絲(直徑5 pm--10 pm)。我國CECS 146-2003碳纖維QD片材加固混凝土結構技術規程規定的碳纖維布的主要力學性能指標要求如表1所示。

2.2 碳纖維增強復合材料加固修補橋涵蓋板技術，是利用專門配制的粘結劑將碳纖維片粘貼在橋涵混凝土蓋板構件需補強加固部位表面，使混凝土與碳纖維片形成一體，共同工作的加固修補方式。碳纖維材料具有優良的力學性能，其抗拉強度一般為建筑用鋼材的十幾倍;但是碳纖維材料織成碳纖維布后，其中的各碳纖維絲很難完全共同工作，在承受較低的荷載時，一部分應力水平較高的碳纖維絲首先達到其抗拉強度并退出工作狀態，以此類推，各碳纖維絲逐漸斷裂，直至整體破壞。而使用粘結劑后，各碳纖維絲能很好地共同工作，大大提高碳纖維布的抗拉強度，故碳纖維加固首先必須使碳纖維布中的碳纖維絲能共同工作，因此粘結劑對碳纖維布的加固起著關鍵的作用，它既要確保各碳纖維絲共同工作，同時又要確保碳纖維布與結構共同工作，從而達到加固的目的。鋼筋混凝土蓋板的抗彎加固，是通過將碳纖維布粘貼于構件受拉區，代替或補充鋼筋的受拉性能，從而提高構件的抗彎承載力。粘貼碳纖維后，在構件受拉區混凝土開裂前，碳纖維的應變很小;在混凝土開裂后，碳纖維布逐漸參與共同工作，應變增長加快;而在鋼筋屈服后，碳纖維布充分發揮作用，應變增長迅速加快，其高強高效的性能得以充分體現。鋼筋混凝土蓋板的抗剪加固，是將碳纖維粘貼于構件的受剪區， 這里碳纖維的作用類似于箍筋。在構件屈服前，碳纖維的應變發展緩慢，所達到的最大應變值也較小;在構件屈服后，箍筋的作用逐漸被碳纖維代替，碳纖維的應變發展加快，應變值要高于箍筋的應變值，而箍筋所起的約束作用減小，其應變發展緩慢。

3 施工工藝及技術要點

橋涵蓋板加固工程的施工日期要安排在雨季前或雨季后，以減少雨水對工程的影響。其施工工序為：施工準備；卸荷；混凝土表面處理；配置、涂刷底膠；找平面層并配置找平膠；粘貼碳纖維片材；保護。

3.1 施工準備：認真閱讀設計圖紙，根據實際情況擬定施工計劃，備齊施工所需的各種材料及機具。

3.2 加固前應對所加固的構件盡可能卸荷。

3.3 混凝土表面處理：清除橋涵蓋板底面剝落、空鼓、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結構層，對于較大面積的劣質層在鑿除后用環氧砂漿進行修復。用混凝土角磨機、砂紙等機具除去混凝土表面的浮漿、油污等雜質，將混凝土面層打磨平整，尤其把表面的凸起部位磨平，轉角粘貼處進行倒角處理并打磨成圓弧狀(R≥20mm)。用吹風機將混凝土表面清理干凈，并保持干燥。

3.4 配置、涂刷底膠：按主劑:固化劑=2:1的比例將主劑與固化劑先后置于容器中，用彈簧秤計量，電動攪拌器均勻攪拌，根據現場實際氣溫決定用量并嚴格控制使用時間。用滾筒刷將底膠均勻涂刷于混凝土表面，待膠固化后再進行下一工序施工。一般固化時間為2～3d。

3.5 配置找平膠（FE膠）并找平面層混凝土蓋板表面凹陷部位用FE膠填平，模板接頭等出現高度差的部位應用FE膠填補，轉角處用FE膠修補成光滑的圓弧，半徑不小于10mm。

3.6 粘貼碳纖維片材：按尺寸裁剪碳纖維布，調配、攪拌粘貼碳纖維材料的加固專用膠（FR膠），攪拌至色澤均勻，然后用滾筒刷均勻涂抹于待粘貼的部位，在搭接、混凝土拐角等部位多涂刷一些，在確定所粘貼部位無誤后剝去離型紙，將碳纖維布拉緊展平并鋪在涂有FR膠基面上，用特制滾子反復沿纖維方向滾壓，去除氣泡，并使FR膠充分浸透碳纖維。碳纖維沿纖維方向的搭接長度不小于100mm，碳纖維端部固定用橫向碳纖維固定。多層粘貼重復上述步驟，待碳纖維布表面指觸干燥進行下一層的粘貼。在最后一層碳纖維的表面均勻涂抹FR膠。其厚度為1～2 mm。

3.7 保護：加固后的碳纖維布表面應采取抹灰或噴防火涂料進行保護。

4 碳纖維加固工程性能評價

4.1碳纖維材料性能評價

碳纖維的彈性模量與鋼材較為接近，極適合于鋼筋砼結構的加固修復，同時，碳纖維的抗拉強度為普通鋼材的10倍，在達到相同加固效果的情況下，碳纖維的用量比鋼材少得多。

碳纖維重量僅為200-300g/m2，約為3mm厚鋼板的1/100，幾乎不增加結構自重，不會引起結構的連鎖補強。

根據有關資料，在弱酸環境中，經過一萬次的凍融循環，干濕交替，一定光照時間，70℃熱水中浸泡30天等作用下，碳纖維的耐久性能、抗腐蝕性能、耐老化性能均無降低，疲勞強度仍保留80％。

4.2 碳纖維工程技術經濟性能評價

與傳統的加固技術相比，碳纖維加固砼技術具有良好的經濟性能，雖然表面上看，碳纖維材料價格相對要高一些，但實際用于加固工程時，其綜合造價卻較低。碳纖維加固工程不需要大型施工機具和輔助機械，節省了臺班費用；碳纖維屬于輕質柔性材料，易于施工，降低了人工費用；碳纖維具有良好的耐腐蝕性能，不需要定期維護，節省了維護費用；當碳纖維批量使用時，其材料價格也不斷下降。

5 結論

碳纖維材料在結構加固工程中的應用越來越廣泛，在已有的加固方法中，碳纖維材料以其優異的力學性能，簡便的施工工藝與良好的效果得到普遍認同。

碳纖維補強加固混凝土結構技術作為一種技術含量高的建筑物補強加固方法，具有很高研究，推廣價值和社會經濟效益。

參考文獻：

碳纖維布范文第3篇

關鍵詞：碳纖維布；加固；混凝土結構；應用

Abstract: The carbon fiber cloth reinforcement characteristics, construction techniques and construction methods, reinforcement effect, the conclusion.

Keywords: carbon fiber cloth; reinforcement; concrete structures; application

中圖分類號： TU37文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

1、引言

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。目前，隨著我國經濟建設的逐步增長，已竣工的工程和在建工程，特別是公建工程隨房屋功能的需要的不同而改變，難以滿足當前規范使用的需求，結構需進行維修、要加固，目前常用是加固方法有很多，如：加大截面法、外包鋼法、粘鋼加固法和碳纖維加固法。前3種的加固方法施工周期長、占地大、功效小。碳纖維布加固是目前設計單位加固設計中最常用的一項，它具有強度高、施工速度快、功效高的特點。碳纖維布的抗拉強度最高能達到3400Mpa以上，受力彈性模量在240000MPa以上,延伸率能達到2%，單位面積質量≦300g/㎡。

2、碳纖維布加固混凝土結構的技術特點

碳纖維布加固法是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；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，達到結構補強和改善結構受力的目的。與加大截面法、外包鋼法、粘鋼加固法相比碳纖維布加固具有明顯的優勢，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，碳素纖維作為新型的補強材料，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，能達到提高結構的承載力，改善結構的受力性，達到加固目的。

（2）自身重量輕薄，密度只有普通鋼材的1/4，經加固后的原構件基本不會增大自身重量和尺寸。

（3）耐腐濁、耐久性好，可阻抗化學腐濁和惡劣環境、氣候變化。經研究實踐表明在外面的碳纖維布的壽命在30年左右。而表面涂抹水泥砂漿保護層或其他保護材料的碳纖維布壽命在50年左右。

（4）施工方便簡便、施工速度快、基本不占用場地、省時省力施工質量易保證。

（5）適用范圍廣，混凝土構件、鋼結構、木結構均可以加固。特別是對其他加固方法無法進行結構加固的結構碳纖維加固法都可以進行加固施工。像隧道、煙囪、受鹽腐的混凝土、橋梁等。可大幅度提高構件的承載力、抗震性能和耐久性能。

3、工程實例

3.1概述

海安大世界廣場6#樓位于海安老汽車站，是海安縣文峰大世界投資新建。一至七層為購物中心，建筑面積43760 m2，集購物、休閑、娛樂為一體。在工程施工至4層結構時由于業主招商引入南京幸福藍海影業有限公司在A區6、7層增設電影院。由于影院功能需求影廳高度要達到9米以上，因此影廳內7層樓面取消，經設計院對A區重新設計驗算對4層以下及地下室柱、進行加固處理。

3.2加固方案

設計院提出2套加固方案

1、外包鋼加固法：梁部位加固在梁底粘貼6MM厚鋼板，柱加固在柱四角包8mm×L80 mm角鋼4mm×50厚綴板@250焊接灌漿。優點：加固材料可控性好，定期保養、油漆是鋼板長期不銹。缺點施工難度大，周期長，增加構件自重，鋼板與混凝土結構不易粘結。

2、碳纖維布加固法：選用碳纖維布的抗拉強度達到3400Mpa以上，受力彈性模量在240000MPa以上,延伸率能達到2%，單位面積質量≦300g/㎡。優點：施工容易，重量輕、體積小，速度快，碳纖維布與混凝土結構易結合，壽命能達到30～50年。

考慮到時間就是效益，我們選用了碳纖維布加固法進行加固處理，使工程能提前完工，商場提前開業為業主提前創造效益。

3.3施工工藝流程

施工準備混凝土表面處理找平材料配置構件表面殘缺修補底膠配置涂刷底膠浸漬樹脂膠配置粘貼碳纖維布表面養護。

3.4施工工藝要點

3.4．1、表面處理

1）、混凝土表面如出現剝落、蜂窩、腐蝕等劣化現象的部位應予剔除，對于較大面積的劣質層，在剔除后應用聚合物水泥砂漿進行修復。

2）、裂縫部位，如有必要應先進行封閉處理。

3）、用混凝土角磨機、砂輪（砂紙）等工具，去除混凝土表面的浮漿、油污等雜質，構件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸出部位要磨平，轉角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀（R³ 10mm）。

4)、用吹風機將混凝土表面清理干凈并保持干燥。使用高強度聚合物砂漿修補表面凹陷底部分。

3.4.2、構件表面殘缺系修補

1）、混凝土表面凹陷部位應用刮刀嵌刮整平膠料修補填平，模板接頭等出現高度差的部位應用整平膠料填補，盡量減少高差。

2）、轉角的處理，應用整平膠料將其修補為光滑的圓弧，半徑不小于10mm。

3）、整平膠料須固化后（固化時間視現場氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不小于2小時），方可再進行下一道工序。

3．4.3、涂底膠

1）、按一定比例將主劑與固化劑先后置于容器中，用攪拌器攪拌均勻，根據現場實際氣溫決定用量，并嚴格控制使用時間，在規定時間內用完。

2）、用滾桶刷或毛刷將膠均勻涂抹于混凝土構件表面，厚度不超過0.4mm，并不得漏刷或有流淌、氣泡，等膠固化后（固化時間視現場氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不小于2小時），再進行下一道工序。

3.4.4、碳纖維布粘貼

1）、粘貼碳纖維布的氣溫應在10℃以上，按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布，除非特殊要求，碳纖維布長度應在3m以內。

2）、按生產廠家提供的施工工藝規定配置浸漬膠，比重稱量正確裝入容器充分攪拌均勻，一次調和量應在規定時間內用完。用滾筒刷均勻涂抹于所粘貼部位，在搭接、拐角部位適當多涂抹一些。

3）、用特制光滑滾子在碳纖維布表面沿同一方向反復滾壓至膠料滲出碳纖維布外表面，以去除氣泡，使碳纖維布充分浸潤膠料。當需要搭接粘貼時，搭接長度應大于10cm。多層粘貼應重復以上步驟，待纖維表面指觸感干燥為宜，方可進行下一層碳纖維布的粘貼。

4）、在最外一層碳纖維布的外表面均勻涂抹一層粘貼膠料。

3.4.5、養護

粘貼碳纖維布后，自然養護1-2小時達到初期固化，應保證固化期不受外界干擾和碰撞。碳纖維布粘貼后達到設計值自然養護應在14天左右。

4、加固效果

碳纖維布粘貼完成達到齡期后，請專業檢測部門對其與混凝土結合強度做了破壞性拉拔試驗，試驗結果拉拔強度超過設計要求，碳纖維布牢固的與混凝土粘結在一起，達到了設計要求。

5、結論

碳纖維布具有輕、薄、高強度、抗腐濁、耐老化等優點。很好的與混凝土結構形成一個共同體，使混凝土結構補強的抗拉強度達到一定的目的。

碳纖維布加固法與粘鋼加固法比較費用差不多，但碳纖維布加固施工方法簡單、速度快捷、功效高、施工場地占用少、工期短，在工期上具有明顯的優勢。

碳纖維布加固法效果好，強度高、適用范圍廣、施工質量容易保證、耐腐濁及耐久性好不受環境條件的影響，采用碳纖維布加固后基本不增加結構自身的尺寸和重量，能適應各種其它加固無法施工的結構，碳纖維加固法會在越來越多的領域廣泛應用。

參考文獻

【1】仇月冬,張鐵鵬.粘貼碳纖維布加固混凝土結構新技術【J】.郵電設計技術,2002年（7）:47-49.

碳纖維布范文第4篇

關鍵詞：碳纖維布加固施工技術

碳纖維布具有高抗拉強度、高彈性模量、質量輕、厚度薄、耐腐蝕性能好、使用方便等重點，所以碳纖維布加固鋼筋混凝土結構是新興的一種加固技術。該技術是利用樹脂類材料將碳纖維布粘貼于結構或構件表面，使碳纖維布與混凝土形成一個復合性整體，提高結構構件的抗彎、抗剪承載能力，達到對結構構件補強加固及改善受力性能的目的。碳纖維布加固技術具有施工便捷、用途廣泛、不改變結構形狀及重量等特點，有很大的研究推廣價值。

1工程概況

某高速公路第八設計段有120多萬土石方要從設計的3號取土場取料進行路基填筑，該填筑路段走向與附近蜿蜒的頭道花園河基本一致，與3號取土場隔河相望，僅一縣道以4-20m鋼筋混凝土T梁跨河通過。頭道花園河河床主要是巨粒卵石和大孤石，雨季和冰融季節水流量大而急，每秒達300m3以上，修建便橋難度特別大。但該舊橋是于80年代修建，上、下部結構均采用的是C25混凝土；設計荷載標準為汽-20、掛-100級，人群荷載3.0KN/m2，設計抗震烈度為6度。通過對該橋進行現場檢查、檢測，發現該橋病害較多，主要集中在橋面開裂、破損嚴重， T梁跨中截面出現豎向受力裂縫，1/4跨處出現彎剪裂縫等。結構承載力基本滿足設計要求，但安全儲備不是很足，安全系數偏低。而附近高速公路施工期間經過該橋多為重載車且車流量大。經過比選，決定采取加固該舊橋的方案來實現跨河至3號取土場取料。

2加固方案及施工工藝

具體加固方案為：一是將原橋面整體化層及鋪裝層整體鑿除，然后植筋，按要求一次性加厚施工橋面整體化層，替代了原橋水泥混凝土整體化屋及瀝青混凝土橋面鋪裝；二是用改性環氧樹脂進行裂縫處理及用碳纖維布加固梁體。碳纖維布加固方法，在T梁底粘貼與梁同寬的通長碳纖維布條2層，并在端部5m范圍內按20cm間距粘貼100mm寬單層碳纖維布“U”形箍，以便更好的將梁底碳纖維布加以固定及增大端部抗剪強度。在翼緣根部，粘貼一層碳纖維布壓條。

2.1裂縫處理

（1）表面清理

用打磨機將混凝土表面污物及浮漿清理干凈，直至露出密實的混凝土結構。對縫寬小于0.2mm的，用改性環氧樹脂進行表面涂刷密封；對大于0.2mm的裂縫用改性環氧樹脂灌縫修補。

（2）安裝底座

在梁的兩側裂縫處各安裝兩個硅酮橡膠灌漿底座，并用專用底座粘貼膠進行固定，兩個灌漿底座的間距約200mm。

（3）裂縫密封

用封縫膠將整條裂縫及可能漏膠的部位進行表面密封，并等待封縫膠的硬化。

（4）灌注改性環氧樹脂

將裝好低粘度改性環氧樹脂灌縫膠的專用注射筒安裝至底座上，并加壓灌注，直至灌滿為止。灌注過程應連續施工，注意不可產生漏漿現象。

（5）拆除底座

待所灌注的改性環氧樹脂硬化后，將橡膠底座拆除，并將表面用打磨機打磨平整。

2.2碳纖維布加固工藝

碳纖維布施工工藝流程見圖一。

圖一 工藝流程圖

（1）表面處理

混凝土表面如出現的表面脫落、蜂窩、腐蝕等劣化現象部位應予以剔除，對較大面積的劣質層，在剔除后用水泥砂漿進行修復。將混凝土的表面用混凝土角磨機處理整平，除去表面松散物、塵埃、油脂等雜物，凸出部位要磨平，轉角部位要倒成不小于20mm的圓角。用吹風機或吸塵器將混凝土表面清理干凈并保持干燥。用脫脂棉沾丙酮擦拭混凝土表面，若有漏水現象要作止水、導水等處理，被加固結構表面處理的好壞直接影響加固質量。

（2）涂刷底膠

把底層樹脂的主劑和固化劑按規定比例稱量準確后放入專用容器內。先稱量主劑，然后加入固化促進劑，攪拌均勻，1~3分鐘后再加入固化劑，并用攪拌器攪拌均勻；一次調和量應在可使用時間（約30~40分鐘）內用完。用專用滾筒刷將底層樹脂均勻的涂刷于混凝土表面，待樹脂表面指觸干燥（樹脂表面達到固化硬結）后，表面上的凸起部分（類似結露的露珠狀）要有砂紙或角磨機磨平。

（3）修補找平

用配制的環氧膩子將結構表面凹陷部位填平，并修復至表面平整、順滑，無楞角。轉角處也應修復為光滑的圓弧。膩子涂刮后，表面存在的凹凸糙紋，應用砂紙打磨平整。

（4）粘貼碳纖維布

首先，裁剪碳纖維布。根據要求裁好所需尺寸，并保證剪裁后的碳纖維方向與粘貼部位方向一致。嚴禁斜向裁切碳纖維布，防止出現拉絲現象。裁剪后的碳纖維布卷成卷狀，防止褶皺、彎折。然后，配制浸漬膠液。按規定的比例準確稱量浸漬膠液的主劑和固化劑，裝入容器用攪拌器均勻攪拌。一次配制膠量要以可使用時間（約50~60分鐘）內施工所需量為限。最后，粘貼碳纖維布。粘貼前應對粘貼面再次擦拭，確保無粉塵后，將浸漬膠液均勻地涂抹于所要粘貼的部位。涂刷時，必須做到“穩、準、勻”的要求，即：穩，涂刷用力適度，盡量不流不墜不掉；準，在粘貼部位準確進行涂刷，滿刷且不出控制線；勻，涂刷范圍內薄厚均勻一致。粘貼碳纖維布時，同樣要“穩、準、勻”，使碳纖維布不皺、不折、展延平滑順暢。滾壓碳纖維布時，必須用特制的滾筒從一端向另一端多次進行滾壓，擠除氣泡，不宜在一個部位反復滾壓揉搓，滾壓中應讓浸漬膠液充分滲透碳纖維布，以達到脫泡、浸潤的效果。需要搭接時，沿纖維方向的搭接長度不小于100mm，并保證搭接部位的膠液浸漬質量。隨著結構膠粘劑反應使粘度增高固化（碳纖維表面指觸感干燥為宜），再涂第二層時就可達到良好效果，多層粘貼重復以上步聚，在最后一層碳纖維布表面均勻涂抹浸漬膠。

（5）養護

粘貼碳纖維布后應進行養護，特別是在其固化時要防雨淋、防風砂等，嚴格不受外界干擾和碰撞，養護期約一周。

（6）檢驗

施工質量檢驗及驗收標準：

a、碳纖維布片粘貼位置的中心線允許偏差不大于10mm，采用鋼尺測量全部；

b、碳纖維布片粘貼量不小于設計數量，根據測量計算全部；

c、粘貼質量：單個空鼓面積小于1000mm2時采用充膠修復，不小于1000mm2時采用割除修補；空鼓面積之和與總粘貼面積之比小于5%，錘擊法全部或抽樣檢查；

d、粘接質量不符合要求需割除修補時，應沿空鼓邊沿，將空鼓部分的碳纖維布割除，用每邊向外緣擴展100mm大小的同樣碳纖維布，用同樣粘結劑，補貼在原處。

3施工注意事項

（1）固化劑中含有有機過氧化物，應使用玻璃、鋁、不銹鋼等材料的容器，避免使用鐵、銅等制品。底膠和膩子的固化劑與浸漬膠液的固化劑不同，使用時應分清用途，不得用錯。

（2）所有材料的計量必須使用計量精度為±1g的計量器，混合的順序是：先計量樹脂，然后添加固化促進劑攪拌1~3分鐘，再后添加固化劑攪拌1~3分鐘，嚴禁同時添加固化劑和固化促進劑進行混合。

（3）樹脂的混合量應在可使用時間內用完，特別是在進行浸漬膠液的施工時，應考慮浸漬時間再決定混合量。樹脂凝化時間一超過，就會發生急劇的固化，不能再進行重復使用，為保證施工質量，一般可使用時間控制在比凝化時間短10分鐘左右。主劑、固化劑混合后，嚴格遵守可使用時間，一旦出現凝化的前兆應立即停止使用。

（4）碳纖維布只有與所加固修補的混凝土表面緊密接觸，才可能產生良好的補強效果。需加固部位表面的銳利突起物或楞角，都可能使碳纖維布產生操作而導致強度降低。因此，粘貼碳纖維布前，一定要檢查需加固部位表面是否平整，否則應進行打磨，平整度保持在1mm以內。

（5）碳纖維布在運輸、儲存過程中不得受擠壓，以免碳纖維受損，膠結材料應陰涼密閉儲存。保管碳纖維布時，應避免日光直射及雨水、灰塵等的侵襲。碳纖維布裁剪后應卷成小卷，防止褶皺。

（6）由于碳纖維為導電材料，施工時應遠離電氣設備及電源，或采取相應的防護措施。粘結劑的配制應室內進行，其操作環境及施工現場均需保持良好的通風。施工人員應戴防護面罩、手套并著工作服。

（7）各種材料不得污染生活水源。廢棄物應按環保要求集中處理，不得直接傾倒大自然或下水道。

4總結

利用碳纖維布加固技術補強后，該橋經歷了施工期間高頻率重載車的考驗，正常使用至今，未出現任何異常現象。

碳纖維布范文第5篇

關鍵詞：加固機理；碳纖維布；承載力

中圖分類號：TQ327.3 文獻標識號：A 文章編號：2306-1499（2013）06-（頁碼）-頁數

1.引言

鋼筋混凝土結構廣泛應用于建筑結構中，混凝土碳化、介質侵蝕、堿骨料反應等原因，經過長時間的使用，梁體的承載力或耐久性均會有所下降，最直接的處理方法就是拆除重建或補強加固。常用的加固方法主要包括：加大混凝土截面加固法、外包鋼加固法、粘鋼加固法、預應力加固法以及粘貼碳纖維補強加固。采用碳纖維加固是目前比較可行的方法之一，實際上，碳纖維布增強混凝土結構在實際應用中有很多優勢，比如良好的承載力、不腐蝕、防磁化、重量輕、不占用空間等。

2.碳纖維布的物理力學性能

2.1物理性能與應用

按高分子材料的種類可分為碳纖維布（CFRP） 、玻璃纖維布（ GFRP） 和芳綸加勁布（AFRP） 三種，其中以碳纖維布的應用最為廣泛。碳纖維布具有較高的抗拉強度，約為普通鋼材的10 倍，彈性模量與鋼材處于同一數量級；自重輕，每平方米質量為3 mm 厚鋼材的1P100 ；厚度小，其厚度為1～2 mm ，是一種高效的結構加固修補材料。

2.2力學性能

碳纖維布是一種正交異性材料，通常在纖維方向具有很高的強度，而在垂直于纖維的方向強度較低。一般，將碳纖維布的主拉應力方向沿加固混凝土梁體的縱向布置，與受力鋼筋方向一致，這種加固方式為單向加固。當需要雙向加固時，可采用雙層粘貼的方式實現。從前人的試驗分析基礎上得到的應力應變曲線可知，碳纖維布的應力—應變關系在斷裂前基本上是一條直線，即碳纖維布在工作應力范圍內基本上表現為線彈性，不存在屈服點或塑性區。

3.碳纖維布的加固機理[1、3]

3.1梁體加固機理

采用碳纖維布粘貼加固混凝土梁，一般是粘貼在梁底受拉區，以提高截面的抗彎承載力，這時碳纖維布的作用類似于梁底受拉鋼筋。碳纖維布和混凝土梁通過粘結層傳遞剪應力和粘

結正應力，以達到共同工作的目的。然而，在碳纖維布端部處往往由于形狀變化而產生應力集中，即產生較大的剪應力和粘結正應力，因此，其常見的破壞模式主要有四種：①碳纖維布達到極限強度發生斷裂，由于碳纖維布斷裂前處于彈性狀態，斷裂后立即退出工作，使梁的破壞具有一定的脆性； ②受壓區混凝土被壓壞相當于混凝土適筋梁破壞梁體所具有的良好延性； ③混凝土粘結面剪切破壞，即在碳纖維布端部應力作用下由于粘結層的剝離強度較低導致碳纖維布剝落； ④混凝土保護層剝落破壞，這是由于端部混凝土保護層被拉裂產生豎向裂縫，當裂縫延伸到縱向鋼筋后，又沿鋼筋產生水平向的剝離裂縫，使碳纖維布連同保護層發生剝離破壞。[1、3]

3.2粘結錨固機理[2]

纖維織物與混凝土之間的粘結力由以下幾個部分組成：纖維織物與混凝土的摩擦力；纖維織物與混凝土的機械咬合力；纖維織物與混凝土的化學膠著力；纖維織物由于溫度變化和吸

濕引起的膨脹及混凝土硬化收縮對纖維織物產生的壓力。面粘結性能是發揮纖維織物對混凝土基體增強、增韌、阻裂能力的關鍵。通過前人對纖維織物增強混凝土薄板界面粘結性能試驗初步研究，經過總結可以得到幾點結論： 1）纖維織物與混凝土之間的粘結力與纖維的種類有關，纖維織物的彈性模量越高，纖維織物的伸長變形越小，纖維織物與混凝土之間的粘結力越大。2）應進一步研究粘結滑移模型，建立纖維織物與混凝土界面單元本構關系，深入分析纖維織物增強混凝土薄板的界面粘結性能3） 碳纖維布錨固端的應力集中不但與其性能有關，還同粘結層的性能有關，降低粘結層剪切模量，可以降低端部剪應力集中。因此，應盡可能選用柔性好的材料可有效地降低剝離應力。4） 粘結層的厚度不宜過大，構件同一部位碳纖維布粘結層數不宜超過3 層。5） 粘結應力與錨固長度有關，錨固長度越短，局部粘結應力越大，因此，縱向抗彎加固的錨固長度應盡可能加長，有條件時建議延伸到梁體的支座邊緣。6） 為保證碳纖維布粘貼面平整，粘結劑應涂刷飽滿、均勻，保證碳纖維布與混凝土的整體粘結效果。

4.碳纖維布加固工程實例

4.1工程概況

某中學教學樓房屋的建筑主體部分為地上6層，混凝土強度等級均為C25，框架柱截面尺寸為400mm×600mm，框架梁尺寸多為250x500mm和400×650mm，目前，主要作為教室及辦公室使用。

4.2檢測結果

經檢測公司檢測鑒定，從一層至三層B～F軸線與10～13軸線范圍內五根框架柱承載力不足，框架梁承載力不足。主要表現為：部分框架梁配筋不足或抗震構造措施不滿足要求，為確保教學樓的使用安全，需對教學樓進行加固。

4.3碳纖維布加固設計

采用碳纖維布對梁進行加固，梁底粘貼寬250mm、厚度為0.117mm的碳纖維布兩層，梁兩端貼6道寬lOOmm的U形箍，凈距50mm。分別計算加固后梁的受彎承載力和受剪承載力，并與原構件進行對比，看加固后的構件是否已滿足結構承載力要求。

4.4碳纖維布加固的施工方法

4.4.1基本施工工藝

施工準備結構表面處理底膠配制并涂刷找平膠配制并修復、平整粘貼膠配制并涂刷粘貼纖維布表面噴砂防護。

4.4.2施工措施：

1）基底處理。2）混凝土表層出現剝落、蜂窩、腐蝕等劣化現象的部位應予以鑿除，對于較大的面積的劣質層在鑿除后應用聚合物水泥砂漿進行修復。3）對表面有裂縫的部分如有必要應首先進行封閉灌漿處理。4）用混凝土角磨機、砂紙等工具去除混凝土表面的浮漿、油污等雜質，構件基面的混凝土要打磨平整，轉角粘貼處要進行倒圓角處理（R≥25mm）。5）用吹風機將混凝土表面清理干凈并保持干燥。6）涂底膠。按規定的比例將主劑與固化劑先后置于容器中攪拌均勻，根據現場氣溫決定用量并嚴格控制使用時間。用滾筒刷均勻涂沫于混凝土表面，等膠體固化后（以指觸干燥為準），再進行下一步施工。施工現場嚴禁出現明火，注意通風。7）粘貼碳纖維布。按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布。拌制粘貼樹脂，然后均勻涂抹于所要粘貼的部位。粘貼碳纖維布，在確定所貼部位無誤后剝去離型紙，用特制的滾子反復沿纖維方向滾壓，去除氣泡，并使粘貼樹脂充分浸透碳纖維布。多層粘貼應重復上述步驟，待纖維表面干燥后方可進行下一層的粘貼。在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹一層粘貼樹脂。

5.結論

粘貼碳纖維布加固混凝土梁，承載力提高效果顯著，同時粘貼碳纖維布施工方法簡單，不占用空間，不影響建筑的使用功能，有著廣泛的應用前景。在本教學樓工程中，加固后的梁通過檢測公司檢測鑒定，達到了承載力要求。

參考文獻

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[3]趙彤，謝劍.碳纖維布補強加固混凝土結構新技術[M].天津大學出版社，2001.