碳纤维修复、补强混凝土结构施工工法

1、碳纤维修复、补强混凝土结构施工工法近年来，结构修复、补强技术广泛应用于桥梁、隧道以及工业民用建筑中的钢筋砼梁、板、柱及剪力墙结构。特别是采用碳纤维修复补强技术时更获得具大成功，其产品性能优异，操作简单，安全可靠，与传统方法相比较，有更大的经济效益、社会效益和环境效益。某工程框架柱的加固补强，采用该项技术，取得了良好效果。一、特点1、碳纤维片材轻质高强：其抗拉强度比普通钢材高810倍，将它用粘结树脂与结构粘贴后形成一体，能可靠地与钢筋混凝土共同工作，有优异的补强效果，而结构自重的增加几乎可以忽略。2、抗腐蚀：碳纤维能有效地防护构件的混凝土和钢筋免职受酸、碱、盐、水等介质的腐蚀。3、耐老化：碳纤维

2、与胶结构本身及经其补强的构件可以长期承受紫外线、核幅射；长期在-5480下使用，强度不会降低；经加速暴露老化试验验证可历时40年性能不变；且在表面涂装后，耐用性更加突出。4、保持结构原状，外形美观：碳纤维片材便于随构件原形贴附，基本不改变构件断面尺寸，贴片后表面可以涂刷、粘贴饰面材料、防火材料。5、施工简便、快捷：采用传统的加固补强方法，如包混凝土法、粘钢法，均需进行大量剔凿、植筋、焊接、浇混凝土作业，碳纤维片材施工却不需要。因此，它对施工空间要求很低，便于狭窄空间作业，施工快捷，对生产、使用的干扰很小。二、工艺原理碳纤维片材是用抗拉强度极高的碳纤维丝“拉拔”成型，单向排列，并经环氧树脂预浸而

3、成的结构增强复合材料。将它用粘结树脂作为粘结剂，沿受力方向或垂直于裂缝方向粘贴在受损构件表面，粘结剂作为它们之间的剪力连接媒介，形成新的复合体。使增强贴片与原有钢筋共同受力，增大了结构抗拉或抗剪能力，能有效地提高强度、刚度、抗裂性和延性。整个工艺的关键在于碳纤维片材粘结的紧密、牢固，保证与原结构形成整体，能够共同工作。三、适用范围碳纤维片材修复、补强、加固适用于隧道、桥梁及各类工业民用建筑中钢筋混凝土梁、板、柱、剪力墙结构、涵洞、衬砌、钢筋混凝土烟囱、筒仓、水池、罐体等，由于设计、施工、使用、老化或某种浸蚀、灾害造成的损坏，以及因超载所致的承载力不足。四、主要材料1、碳纤维片材的规格及性能（表

4、略）。2、底层涂料的规格及性能（表略）。3、环氧腻子的规格及性能（表略）。4、浸渍树脂的规格及性能（表略）。五、主要工、机具1、画线工具：墨斗、卷尺、水平议、铅锤；2、切削工具：角向砂轮、锤子、凿子、钻、錾子；3、碳纤维片切割工具：卷尺、钢直尺、壁纸刀；4、调和涂刷工具：台秤、搅拌容器、橡胶抹子、滚筒刷子、油漆刷、搅拌器、托灰板；5、工具：罗拉（专用工具）、橡胶刮板、塑料刮板；6、安全用具：安全帽、安全带、防护眼镜、橡胶手套、口罩；7、施工管理用器具：R量尺、温湿度计；8、其它：空压机、通风设备、养护复合材料、棉纱。六、施工工艺1. 工艺流程2. 操作要点2.1 混凝土基底处理2.1 对经过剔

5、凿、清理和露筋的构件残缺部分，进行修补、复原。2.2 刷底层涂料2.3 构件表面的残缺修补2.4 贴碳纤维片材200g/m2的碳纤维片，400500g/m2300g/m2的碳纤维片，500600g/m2200g/m2的碳纤维片，200100g/m2300g/m2的碳纤维片，300200g/m2注入粘结树脂法：在大纤维片上打开两个以上的小孔，使用注射器注入粘结树脂（或低粘度型树脂）。割刀切入填充树脂补修法：沿纤维方向切入23刀，用橡胶刮板、毛刷沾上适量树脂，填进割开的缝内。补丁修补法：当贴片完全固化后，且无法用割刀切开或注入树脂时；或出现褶皱和松弛时，应采用此方法割去不良部分，重新粘贴碳纤维片。

6、2.5 养护平均气温在10以下时， 需2周；平均气温在1020之间，需12周；平均气温在20以上时， 需1周；在此之间应防止贴片受到硬性冲击。2.6 涂装七、施工管理与劳动组织1.施工管理1.1 项目管理：负责根据加固补强设计文件制定施工组织设计，按计划负责人力、材料、机具和资金等准备，组织施工并对工程质量、进度、安全、物资供应、生活安排、工程的交工验收及结算全面负责。1.2 技术管理：负责为加固补强设计和技术组织措施的实现，做好技术交底、贯彻施工规程与质量标准等工作，为工序检查和隐蔽工程验收确认把关，处理施工中发生的变更和其他技术问题。1.3 作业管理：按操作工序划分作业组，分别负责加固补强

7、的构件打磨、涂刷树脂、缺陷修补、裂缝封闭、贴片、养护等操作过程。八、质量要求1.所有进场材料，包括碳纤维片材和胶结材料，符合质量标准，并具有出厂产品合格证，符合本工程加固补强设计要求，适合现场温度、湿度条件的材料。2.碳纤维片粘贴的质量检查标准：2.1 下涂与上涂渗入碳纤维束良好。对裂缝必须处理：缝宽0.20mm用环氧树脂灌缝。2.2 碳纤维片材粘结密实。2.3 对于直径在1030mm以下的空鼓，每平方米少于10个为合格；若每平方米在10个以上，则认为不合格，需进行修补；对于直径在30mm以下的空鼓，只要出现即认为不合格，需要进行修补。2.4 顺纤维方向搭接长度不小于10cm.各层之间的搭接部位不得位于同一条直线上，层间必须错开至少50cm.2.5 碳纤维片材规格、贴片位置、长度、宽度、纤维方向、层数符合设计规定。3.养护严格遵守自然养护的时间要求。4.涂装符合合同规定或业主要求及相应的施工验收规定。九、工程实例和效