淺析碳纖維在混凝土結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用

蘇忠紅

廣西南寧 530022

淺析碳纖維在混凝土結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用

蘇忠紅

廣西南寧 530022

由于碳纖維材料有著良好的強度和穩(wěn)定性，因此在混凝土結(jié)構(gòu)加固工程中得到了人們的廣泛應(yīng)用。本文通過對碳纖維加固的原理和施工技術(shù)進行分析，討論了碳纖維材料在混凝土結(jié)構(gòu)加固工程中的實際應(yīng)用，以供相關(guān)人士參考。

碳纖維布；原理；施工技術(shù)

1、引言

目前鋼筋混凝土也將成為主要的建筑材料，被人們廣泛的應(yīng)用到建筑工程施工當中。但是，在實際應(yīng)用的過程中，鋼筋混凝土容易受到周圍環(huán)境的影響，而出現(xiàn)許多質(zhì)量問題，這不僅對鋼筋混凝土的耐久性造成了嚴重的影響，還縮短了建筑工程的使用壽命，為此混凝土結(jié)構(gòu)的加固工作在建筑工程施工中有著十分重要的意義。如今隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，人們?yōu)榱颂岣咪摻罨炷恋膹姸群涂估芰Γ蛯⑻祭w維布應(yīng)用到混凝土結(jié)構(gòu)加固工程當中，從而有效的增強混凝土結(jié)構(gòu)的工作性能。

2、碳纖維布加固原理

(1)碳纖維布的特點。碳纖維布在實際應(yīng)用的過程中，它的特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，有著超強的抗拉強度和彈性模量，不容易受到外界環(huán)境因素的影響；第二，在對混凝土結(jié)構(gòu)進行加固時，不需要任何模具的作用，就可以對混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫進行很好的處理，而且對混凝土結(jié)構(gòu)的尺寸也不會造成太大的影響；第三，有著良好的耐腐蝕性和耐久性，從而大幅度的提高了建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命；第四，由于自身結(jié)構(gòu)的重量較輕，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的自重沒有太大的影響。(2)適用范圍。碳纖維布在實際應(yīng)用的過程中，適應(yīng)范圍比較廣，可以適用于任何結(jié)構(gòu)形式的混凝土加固補強工程。(3)加固機理。由于碳纖維布是利用環(huán)氧樹脂制成的，有著極高的強度，因此我們就可以利用碳纖維布強度高這一特想，將其粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上，從而和混凝土結(jié)構(gòu)緊密的結(jié)合在一起。

3、施工準備

將碳纖維布應(yīng)用在混凝土加固工程前，為了保障工程的施工質(zhì)量，施工人員必須要做好相應(yīng)的施工準備工作。

(1)對工程設(shè)計施工圖紙的相關(guān)內(nèi)容進行認真的閱讀，從而對其施工項目的內(nèi)容進行全面的掌握。(2)在施工前，施工人員要對工程施工現(xiàn)場的實際情況以及混凝土加固結(jié)構(gòu)的狀況進行了解，擬定出切實可行的施工方案。(3)在對碳纖維材料以及相關(guān)的施工器具進行選擇時，一定要對其質(zhì)量進行嚴格的要求，使其工程施工的質(zhì)量符合工程設(shè)計的標準。

4、混凝土基底處理

在混凝土結(jié)構(gòu)加固施工的過程中，對混凝土基地處理主要是從以下幾個方面表現(xiàn)出來的：

(1)裂縫處理。在對混凝土基底裂縫進行處理的時候，施工人員要對混凝土裂縫開裂的實際情況分析，從而對混凝土裂縫處理的方法進行選取。在一般情況下，如果其混凝土裂縫的寬度小于0.2mm，那么技術(shù)人員一般都是采用碳纖維材料表面涂抹封閉的方法來進行處理。(2)對混凝土結(jié)構(gòu)表面殘缺的部位進行適當?shù)那闆r，保障混凝土結(jié)構(gòu)的平整性。(3)來對對外露鋼筋的腐蝕程度進行檢查，從而采用相應(yīng)的施工技術(shù)對其進行處理。(4)而在對混凝土結(jié)構(gòu)中存在的殘缺部分進行處理時，施工人員可以采用環(huán)氧砂漿修補施工的方法，將其混凝土表面進行復原，使其混凝土表面結(jié)構(gòu)的平整性達到工程施工的要求。

5、涂底層涂料

(1)把底層涂料的主劑和固化劑按規(guī)定比例稱量準確后放入容器內(nèi)，并用攪拌器攪拌約8∽10分鐘左右至A、B組份混合均勻為止。攪拌時最好沿同一方向攪拌，盡量避免混入空氣形成氣泡。每次配置量以小于3公斤為宜，現(xiàn)配現(xiàn)用。(2)用專用滾筒刷均勻地將底層涂料涂刷于混凝土表面，厚度不超過0.4mm，并不得漏刷或有流淌、氣泡，指觸干燥后，才能進行下一道工序的施工。(3)底層涂料指觸干燥或固化后，表面上的凸起部分(一般類似結(jié)露的露珠一樣)要用砂布或角磨機磨平。

6、用環(huán)氧膩子進行殘缺修補

(1)構(gòu)件表面凹陷部位應(yīng)用環(huán)氧膩子填平，并修復至表面平整、順滑。(2)內(nèi)角(段差、起拱等)要用環(huán)氧膩子填補，使之平順。膩子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙紋，應(yīng)再用砂紙打磨平整。

7、粘貼碳纖維布

(1)按設(shè)計要求的尺寸用鋒利刀具裁剪碳纖維布，應(yīng)整齊劃一，避免毛刺、缺角。宜在平整木板(如三合板)、紙板上裁剪。(2)樹脂的主劑和固化劑應(yīng)按規(guī)定的比例稱量準確，裝入容器用攪拌器均勻攪拌。一次調(diào)和量應(yīng)在可使用時間內(nèi)用完。(3)纖維順長方向片材的接頭必須搭接10cm以上。該部位應(yīng)多涂樹脂，脫泡、樹脂操作按正常進行。在片材寬度方向不需要搭接。(4)貼布前用專用滾筒刷均勻地涂抹粘貼用環(huán)氧樹脂，使其均勻涂抹于混凝土粘貼部位和碳纖維布上，拐角部位適當多涂抹一些。按設(shè)計要求的尺寸裁剪碳纖維布，拉緊對齊后粘貼，用刮板、滾筒沿同一方向反復滾壓，去除氣泡，直至膠料滲出，充分浸潤膠料碳纖維布。(5)纖維布施工30分鐘后，用滾筒刷均勻涂抹粘貼用環(huán)氧樹脂。如需多層粘貼則重復1～5步驟，并保證底層粘貼的碳纖維片上涂已指觸干燥，才能粘貼下一層。(6)最后一層碳纖維的上涂應(yīng)涂刷均勻、周邊整齊。

8、養(yǎng)護

(1)碳纖維布施工后，應(yīng)進行養(yǎng)護，保證養(yǎng)護期間的溫度不低于環(huán)氧樹脂的允許使用溫度。(2)養(yǎng)護期一般在1～2周內(nèi)。(3)對于有風吹、雨淋或有可能人為擾動的地方應(yīng)進行遮擋封閉養(yǎng)護。

9、表面涂裝

對于有外觀裝飾要求的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，可在粘貼后的碳纖維表面噴沙抹灰后涂刷常規(guī)涂料。

10、施工主意事項

(1)氣溫在5℃以下、相對濕度RH>85%、混凝土表面含水率在8%以上、有結(jié)露的可能時，無有效措施不得施工，施工時應(yīng)保證氣溫在5℃～35℃之間，相對濕度不大于85%的環(huán)境下施工。(2)由于碳纖維片為電的良導體，應(yīng)使其遠離電源。(3)施工用各種樹脂遠離明火，并避免陽光直射。

11、檢驗與驗收

(1)在開始施工之前，應(yīng)確認碳纖維布及配套樹脂類粘結(jié)材料的產(chǎn)品合格證，產(chǎn)品質(zhì)量出廠檢驗報告，進口材料要有商檢證，各項性能指標應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定的要求。(2)采用碳纖維布及配套樹脂類粘結(jié)材料對混凝土結(jié)構(gòu)進行加固修復時，應(yīng)嚴格按有關(guān)規(guī)定進行各工序隱蔽工程檢驗與驗收。如施工質(zhì)量不能滿足有關(guān)規(guī)定的要求時，應(yīng)立即采取補救措施或返工。(3)碳纖維布實際粘貼面積應(yīng)不少于設(shè)計量，位置偏差應(yīng)不大于l0mm。(4)碳纖維布與混凝土之間的粘結(jié)質(zhì)量可用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維布表面的方法來檢查，總有效粘結(jié)面積不應(yīng)低于95%.當碳纖維布的空鼓面積小于10，000mm2時，可采用針管注膠的方式進行補救.空鼓面積大于10，000mm2時，宜將空鼓處的碳纖維片材切除，重新搭接貼上等量的碳纖維布，搭接長度應(yīng)不小于l00m。

12、結(jié)束語

目前，由于碳纖維材料有著極強的適應(yīng)性，而且強度較高、施工簡便，因此已經(jīng)被人們剛發(fā)的應(yīng)用在鋼筋混凝土構(gòu)件的加固工程當中，這不僅有效的增強了混凝土結(jié)構(gòu)的各方面性能，還對提高了混凝土結(jié)構(gòu)的強度，使其工程施工的質(zhì)量滿足工程施工的要求。

[1]張鵬飛.碳纖維加固技術(shù)的應(yīng)用[J].科技信息(學術(shù)版)，2006(03)

[2]樸洪立.碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的原理及在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2007(06)