碳纤维补强加固.doc

碳纤维补强加固一、碳纤维复合材料(CFRP)简介碳纤维复合材料(CFRP)是以碳纤维为增强材料，以合成树脂为基体复合而成的一种工程材料，具有高强度、高弹模、密度小、耐腐蚀性和耐久性好等特点。碳纤维加固补强混凝土结构的应用始于20世纪80年代美国、日本等发达国家，进入20世纪90年代中后期我国许多科研机构和企业也相继对碳纤维复合材料在土木工程中的应用进行了系统的试验研究。目前，在我国上海、北京、广州、武汉、天津、江苏、福建等许多地区的桥梁和工民建工程中得到广泛的应用。由于碳纤维复合材料(CFRP)修复加固技术比常规的加固技术具有明显的优越性，因此，在桥梁的维修加固中必然会得到更为广泛的应用。二、碳纤维复合材料(CFRP)技术特点1、技术先进、高强、高效、无应力松弛以及无徐变 由于碳纤维布（板）具有高强度、高弹模、延伸率小、质量轻、无应力松弛、无徐变等特性，可充分利用其优异的力学性能有效地提高粱桥、桥墩等的承载力、延性、抗裂性能，达到高强、高效加固修复的目的。 2、不增加荷载（恒载）及断面尺寸 碳纤维布的重量轻，一般在200300g/m2，设计厚度为0.1110.167mm，加上粘贴树脂胶，其自重和厚度也很小、对桥的粱、板、墩等构件的重量和截面尺寸的影响可以忽略不计。 3、施工简便、可在不同环境下要求施工、周期短 碳纤维布（板）重量轻，一般采用手工作业，布需要使用大型施工机具及加压固定装置。施工空间小、施工干扰少，特别时在箱内部作业空间受限制时，碳纤维布加固方法时最好的方法。施工适应性强，可在不同环境要求下施工。 加固周期短，将碳纤维布粘贴在混凝土构件表面，粘结胶固化，满足强度要求，一般只需5-7天（常温情况下），即可投入使用。 4、可适应不同构件形状，施工质量容易保证碳纤维布与混凝土表面粘贴的密实程度是施工质量好坏的标准。由于碳纤维布是柔性的，可随结构外形变化任意施工，不受外形结构形状的限制，如圆形、复杂曲面，异形构件，都能粘贴碳纤维布，只要混凝土表面处理平整，碳纤维布与混凝土表面都能紧密粘结，一般都可保证碳纤维布的有效粘贴面积不小于95%，达到碳纤维布加固施工的质量要求。 5、碳纤维布加固施工对原结构不产生新的损伤碳纤加固是用粘结材料将碳纤维布粘贴在混凝土表面，不需要设置锚固螺栓等，因而避免在已损伤的混凝土构件表面打孔，凿槽等引起新的破坏。6、超强的防水、防腐蚀、耐高温、耐疲劳等效果碳纤维布粘贴固化在混凝土表面，环氧树脂依附在混凝土结构表面，防水效果好，可防止钢筋锈蚀。碳纤维材料和粘结材料都具有极佳的耐腐性能，不必担心建筑物经常遇到各种外部酸、碱盐介质对结构的腐蚀。7、型号多样，系列丰富，性价比高三、补强加固施工流程图 混凝土表面处理-断面修复-涂刷底层胶-修补、整平-涂刷浸渍胶 -粘贴碳纤维布 - 表面防护。四、碳纤维布补强加固施工工艺 在碳纤维加固施工前，应尽可能地卸去部分荷载，使碳纤维粘贴施工时结构或构件承受的荷载作用减少到最低程度。1、混凝土表面处理；混凝土表面的劣化层（例如风化、游离石灰、脱模剂、剥离的砂浆、粉刷层、污物等）必须用砂轮机去除并研磨。用空气喷嘴、砂轮机与毛刷将待补强区的粉尘及松动物质去除。 2、断面修复；将混凝土面层的不良部分（例如剥落、孔隙、蜂窝、腐蚀等）清除。若有钢筋外露情形，必须先做好防蚀处理，再以强度相等或大于混凝土的环氧树脂砂浆材料修补。裂缝以环氧树脂灌注。裂缝或打磨部分若有漏水情形时，应先做好止水、导水处理。3、涂刷底层胶在修复后的混凝土表面上均匀涂刷底层胶，使混凝土表面形成坚硬的底层，有利于修补胶或浸渍胶的粘结。 4、修补整平处理；表面平整度凸出部分（小突起等）以切割机或砂轮机将其铲除并使其平滑。凹陷部分（打除部分）以修补找平胶填补平整，且不应有棱角，要求混凝土表面平整，无凹凸处。混凝土不平处在1m范围内落差不超过5mm。转角处需研磨至凸角R20毫米（R-曲率半径）以上，这为了使碳纤维布与平滑的混凝土更好地粘结，而且对碳纤维布受力有利。 5、粘贴碳纤维布；纤维贴片预先以剪刀、刀子依所设计的尺寸大小裁好。依使用量剪裁尺寸、长度在2米以内最适当。将配制好的浸渍胶涂刷在混凝土表面，然后粘贴碳纤维布，并用专用的橡胶滚筒或刮板沿碳纤维方向滚动，使浸渍胶能浸透碳纤维布，并且挤出多余胶液和气泡。两层以上的碳纤维相叠贴时，重复上述步骤。施工现场空气应流通，严禁烟火。施工时必须要穿戴保护装备（口罩、护目镜及橡皮手套等）。确保粘贴碳纤维布质量的关键是：、配制浸渍胶时要严格按照配比，搅拌要充分、均匀。保证浸渍胶的质量。、必须确保浸渍胶充分浸透碳纤维布，这才能保证碳纤维布与混凝土粘结紧密，同时又能发挥碳纤维的抗拉性能。6、表面防护根据设计要求，在粘贴的碳纤维布表面进行不同的防护处理，如水泥砂浆保护、防火涂料等，此次方案采用的是Hb61防护涂料。五、碳纤维布施工安全及注意事项 1、碳纤维布为导电材料，施工时纤维布应远离电气设备及电源，或采取可靠的防护措施。 2、施工过程中应避免碳纤维的弯折。 3、碳纤维布配套用胶原料应密封储存，远离火源，避免阳光直接照射。 4、配套用胶的配制和使用场所，应保持通风良好。 5、现场施工人员应采取相应的劳动保护措施。六、碳纤维加固应用领域 1、建筑结构、活荷载增加、结构使用功能改变、楼板或墙体的开洞、混凝土开裂、结构火灾受损、原有结构钢筋锈蚀、混凝土强度下降、抗震等级提高、裂缝控制、设计或施工缺陷 2、桥梁结构、