鋼筋混凝土結構碳纖維布加固工藝分析

楊敏 王文輝

摘 要：隨著新型建筑材料的出現，碳纖維布作為結構加固的一種較為新型的材料逐漸廣泛地應用于建筑結構施工及加固之中。利用樹脂類材料將碳纖維布粘貼于結構構件表面，能夠有效的提高建筑結構構件強度，從而實現補強的目的。本文通過實際案例對碳纖維布施工工藝進行分析，詳細介紹了碳纖維布加固施工方法及檢驗結果等方面內容，判斷碳纖維布對結構加固的良好效果。

關鍵詞：鋼筋混凝土;碳纖維布;加固工藝

鋼筋混凝土結構是目前我國建筑中運用較多的結構形式，由于混凝土的特性，使得鋼筋混凝土結構在施工過程中因為結構安全或者承載力等方面的因素，在建筑安全管理過程中需要對結構進行加固處理，從而滿足建筑實際使用的需求。傳統的加固方式通常是選用環氧樹脂膠泥或者是高強度無收縮灌漿料對裂縫進行灌漿處理，隨著碳纖維材料的發展，碳纖維布在工程加固中應用的越來越廣泛。

碳纖維布又稱碳纖維片材（預浸布）、碳纖維帶、碳纖維織物、碳布、碳纖維加固布、碳纖維預浸布、碳纖維編織布、碳纖布、碳素纖維布等。碳纖維布主要應用于抗震、抗剪、抗拉加固，這種材料與浸漬膠共同使用，能夠有效的提高結構構件的強度[1]。因此在防護加固、構件惡劣環境的修繕、裂縫處理、混凝土強度低于設計值、材料老化、工程使用功能改變、荷載增加等情況下具有較好的加固效果。

一、技術準備

采用碳纖維布對鋼筋混凝土結構構件進行加固時，需要事先進行施工方案的制定，對加固方案進行可行性論證與完善。加固人員需要對被加固結構構件進行深入的分析，根據現場實際情況制定不同的加固處理措施。同時，詳細了解碳纖維布的特性，對不同的粘貼方式形成的效果進行對比分析。在詳細深入的分析之后，明確對應項目所選用的材料類別，制定詳細的施工方法，繪制加固設計圖[2]。本文以某發電廠加固工程為例對碳纖維布加固工藝進行分析。加固人員需要對基礎柱周圍部分的土體進行開挖處理，挖至承臺部位，并對柱體表面雜物進行清理，并將其打磨成弧形，弧形位置的半徑應當大于20毫米。在基礎承臺面施工縫上部1厘米左右的位置利用碳纖維布進行加固處理。

二、碳纖維布加固施工工藝

剔除構件表面雜質、并清理干凈——涂刷底膠——膠泥修補——涂刷面膠——粘貼碳纖維布——表面裝修或防火處理。

（一）基層表面修復及處理

鋼筋混凝土結構構件在不滿足設計要求的情況下，需要根據現場情況進行加固處理。依據碳纖維布加固施工部位等的不同，對鋼筋混凝土結構構件進行加固處理前需要對構件表面的浮層物進行清理，對裸露的鋼筋進行除銹，并根據構件混凝土強度選用合適的聚合物砂漿對構件進行處理。在砂漿處理過程中，需要對構件表面凹陷位置進行修補。使得混凝土結構構件表面平整并且有效的清楚表明雜質。

（二）加固人員需要事先對碳纖維布布置的方向、布置層數、碳纖維布厚度的選擇等制定相應的方案，重點關注碳纖維布的寬度，保證現場實際使用的碳纖維布的寬度與方案設計中的寬度相一致。在碳纖維布確定后，需要對浸漬樹脂進行選擇，粘貼前需要處理浸漬樹脂[3]。施工前應當對浸漬樹脂進行充分的檢查，從而保證所選用的浸漬樹脂符合設計以及規范相關要求，檢查材料是否具有相應的合格證以及材料內容是否與說明一致。加固人員需要嚴格根據所選用的浸漬樹脂說明書中具體的操作要求進行操作，在規定的時間內使用浸漬樹脂。混合材料攪拌只需要對其攪拌一次。在攪拌的過程中浸漬樹脂內防止異物落入其中。同時，應當采取相應的措施對其進行防塵處理。在進行碳纖維粘貼過程中，需要對施工環境溫度進行嚴格的控制，從而保障粘貼的效果。操作人員應當根據現場情況，對浸漬樹脂攪拌情況進行合理的調整，同時在使用中不能將其他溶劑添加入浸漬樹脂之中。

碳纖維布粘貼以及固定操作流程中，應當在需要被加固的混凝土結構構件表面涂刷攪拌均勻的樹脂材料。這一操作過程，主要是采用刷子或者抹刀刷330粘合劑進行基層的處理，同時需要操作人員根據現場混凝土結構構件表面粗糙程度確定涂刷量。

最后，在粘貼過程中操作人員需要注意對碳纖維布相互搭接長度的控制，保證搭接長度符合相關規范要求以及滿足設計方案的要求，防止后期使用過程中碳纖維布出現脫空情況。當粘貼過程中遇到無法有效清除的障礙物的情況時，應當將碳纖維布進行割斷處理。操作人員根據現場情況確定隔斷的位置，通過放線等方式確定位置，嚴格按照預先制定的粘貼方案進行碳纖維布粘貼。同時，碳纖維布是根據樹脂涂刷進度進行粘貼，隨刷隨貼，粘貼后二十四小時內不能對粘貼部位進行擾動。

三、質量保障措施

碳纖維布粘貼是一項較新的施工技術，因此需要對質量進行嚴格的控制才能達到預期的效果。操作人員專業水平的高低直接影響所加固結構構件后期使用效益的發揮，因此在操作人員進場前，需要對其進行全方位的培訓，全面了解碳纖維布材料特性、施工工藝、操作流程、加固原理，詳細了解碳纖維布加固過程中重點關注的位置。在具體節點施工前，需要現場管理人員全面的掌握現場情況，圖紙設計要求，方案實施情況等，根據現場情況對操作人員進行調動。同時應當制定相應的責任制，責任到人，明確分工。膠粘劑以及浸漬樹脂對施工時間以及施工環境等各方面的要求都相對較高，因此對碳纖維布加固效果影響相對較大，需要操作人員嚴格按照規范流程進行操作，不斷提高工人的質量控制意識。項目現場還需要建立相應的質量保障體系，不斷提高碳纖維布加固質量控制。

同時，在操作過程中應當進行詳細的記錄，對各個工序進行檢查，質量合格后才能進入下一道工序施工。各個環節應當有監理進行監督，保證材料質量以及施工質量，禁止現場使用不符合規定的材料，從源頭控制加固質量。

四、結語

鋼筋混凝土結構構件加固是目前我國加固工程中最為常見的形式，隨著新材料、新技術、新工藝的不斷發展，碳纖維布加固技術越來越得到工程領域的廣泛應用。由于其具有較好的加固效果，加固后對混凝土結構構件的強度提升較高，因此值得我們關注與研究。碳纖維布施工過程中影響其加固效果的因素較多，因此需要對施工過程進行嚴格的質量控制，才能達到預期的效果。

參考文獻：

[1]王建省，戴宇，李斌斌，戴智彪. 碳纖維布加固古建筑木結構直榫節點試驗[J]. 河南科技大學學報（自然科學版），2018，39（05）：56-60+5-6.

[2]梁豐，劉瑛，唐陸健. 預應力碳纖維布加固混凝土矩形偏壓柱力學性能影響因素分析及有限元模擬[J]. 工程建設，2017，49（09）：14-20.

[3]王丹，郭志昆，邵飛，陳萬祥. 混雜纖維布加固輕骨料混凝土梁的試驗研究[J]. 長安大學學報（自然科學版），2016，36（02）：52-58.