碳纖維加固技術在橋梁裂縫維修中的應用分析

葉義春

(貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州 貴陽 550000)

1 碳纖維加固技術特點分析

第一，施工流程更加簡單。將碳纖維加固技術應用到橋梁裂縫處理中，無需使用大型施工機械設備，就能夠順利完成修補施工。碳纖維材料具有良好的柔韌性，施工人員可結合具體施工需求，有序的進行裁剪，操作比較方便，施工效率較高。

第二，應用性能較好。碳纖維材料具有較為穩定的化學性質，不會和酸、堿物質發生反應，所以，在橋梁裂縫維修當中，通過運用碳纖維加固技術，能夠減少腐蝕現象的發生，降低橋梁工程的維修費用。

第三，熱膨脹系數比較小。碳纖維材料制作工藝較為特殊，碳纖維材料熱膨脹系數特別小，其纖維方向熱膨脹系數，可以滿足施工規范標準要求，此種優勢是其他材料無法超越的，能夠顯著提升橋梁的穩固性。

第四，強度比較高。碳纖維強度能夠得到3 400 MPa，抗拉強度遠超鋼材，而且其彈性模量和鋼材較為接近。所以，在橋梁裂縫加固施工當中，采用碳纖維材料，進行有效的加固，可以進一步提高橋梁結構的整體性，提升橋梁結構的承載力。

2 橋梁工程裂縫維修過程中碳纖維加固技術的具體運用

2.1 項目概況

某公路橋梁工程運營時間較長，最近幾年以來，該地區的道路交通量迅猛增長，橋梁工程的橋面鋪裝層與板底位置出現較多裂縫。該橋梁工程上部結構為鋼筋混凝土空心板結構，下部采取樁柱式橋墩。

2.2 清理鋼筋混凝土構件表面

在此橋梁工程中，其裂縫位置重點集中在橋面鋪裝層與梁底部位，根據橋梁構件的損壞情況，以及橋梁工程施工要求，施工單位決定采用環氧樹脂與碳纖維布進行加固維修。在碳纖維加固施工方案中，要求施工人員在空心板的底部鋪設碳纖維布，然后在碳纖維布接頭位置，粘貼碳纖維壓布條。

如果橋梁構件表層出現較大缺陷，施工人員需要將疏松部位有效清理，將裸露鋼筋實施防銹處理，并妥善處理混凝土表面裂縫，如果混凝土構件裂縫寬度小于0.2 mm，則可以采取環氧樹脂進行抹平處理，若裂縫寬度超過0.2 mm，則可以使用環氧樹脂進行填充修補。

2.3 基層處理要點

(1)施工人員需要使用強度等級比橋梁構件小的砂漿進行有效修補，將混凝土構件表面徹底清理，在混凝土構件加固位置，還要進行打磨，打磨處理結束后，對混凝土構件表層進行二次清理，進而更好的提升碳纖維粘貼質量。

(2)涂抹適量的底層界面劑，將橋梁混凝土構件表層涂抹適量的TP環氧樹脂，待環氧樹脂滲入混凝土構件內部后，和混凝土構件形成整體，施工人員要及時涂抹界面劑。

2.4 修補混凝土構件殘缺部位

在橋梁裂縫修補環節，若涂抹完底層界面劑之后，橋梁混凝土構件表面仍然存在殘缺，施工人員需要采用TE型環氧膩子進行二次修補。修補結束之后，需要使用砂紙，將橋梁混凝土構件表層的細小顆粒進行打磨處理，保持橋梁混凝土構件表面干凈、整潔、光滑。

2.5 碳纖維粘貼

在粘貼碳纖維的過程之中，施工人員要使用專門的粘貼工具。為了保證碳纖維布能夠完全的浸透，在粘貼之前，要在碳纖維布上面均勻、充分的涂抹樹脂膠，然后將其粘貼到已經涂抹完畢的混凝土構件上，碳纖維和樹脂間不能出現氣泡。施工人員可以順著纖維方向，對碳纖維布進行有效的擠壓，將氣泡擠出，保證樹脂可以更好的滲入到碳纖維當中。

2.6 保護膠的涂刷與養護

第一，保護膠涂刷過程當中，施工人員要重點檢查樹脂和碳纖維間是否存在氣泡，確定無氣泡之后，還要在碳纖維上部涂抹浸漬樹脂，涂抹厚度不宜小于1.0 mm，不宜超過2.0 mm。

第二，做好養護工作。碳纖維材料粘貼結束后，施工人員可以采用自然養護方法進行養護，通常來講，養護時間不宜少于1 h，不宜超過2 h，為碳纖維提供良好的固化時間，減小外界對其固化產生的不利影響，進一步提升碳纖維的固化質量。

2.7 碳纖維加固施工注意事項

第一，碳纖維片材屬于導電材料，在實際施工期間，施工人員要遠離電源，包括各類電器設備，采用科學的防護措施。

第二，碳纖維材料配套使用的樹脂原料，需要通風保存，遠離火源，禁止陽光直射。配置粘結劑所使用的各項原材料，均需要密封保存。

第三，在橋梁裂縫加固期間，施工人員要穿工作服，戴好防護口罩，采取良好的保護措施。

第四，各項材料進入到工程施工場地后，施工單位還要對其性能進行有效檢驗，包括碳纖維材料與膠結材料質量滿足規定標準要求，各項材料均具備出廠合格證明，滿足橋梁工程裂縫加固施工要求。碳纖維材料在運輸與保存過程當中，禁止受到擠壓，防止碳纖維材料破損，膠結材料需要放在陰涼位置，密封保存。

第五，碳纖維施工要按照相應的施工流程進行，各個施工工序結束后，有專業的技術人員進行檢查，每道工序檢查合格后，方可進入下道工序的施工。

第六，在涂抹底層涂料的過程當中，施工人員要涂刷均勻，避免出現漏涂現象，禁止在大風或者惡劣環境下進行施工，如果涂料當中添加了溶劑進行稀釋，要求施工人員在規定的時間之內使用完畢。如果橋梁裂縫加固施工溫度低于7攝氏度，施工環境相對濕度小于85.0%，而且混凝土表面含水率小于8.0%，沒有出現結露現象，施工人員需要采用改性環氧樹脂進行施工。

第七，如果橋梁裂縫的寬度超過0.2 mm，呈現獨立貫通裂縫，施工人員需要采取壓力灌注結構膠的施工方法進行施工，順著結構受拉的方向，或者與裂縫垂直方向，有序的粘貼碳纖維，在補強結構上部，形成新復合體，提升橋梁混凝土結構的抗裂性能。

3 結束語

綜上所述，通過對橋梁工程裂縫維修過程中碳纖維加固技術的具體運用進行合理性的分析，例如清理鋼筋混凝土構件表面、基層處理要點、修補混凝土構件殘缺部位、碳纖維粘貼、保護膠的涂刷與養護等等，可以保證碳纖維加固技術在橋梁裂縫維修中得到更好運用。在此橋梁裂縫維修施工中，通過采取上述措施，能夠有效提高橋梁裂縫維修質量，故能夠給相關人員提供良好借鑒。