【摘要】本文通過對(duì)碳纖維布結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的分析闡述其在加固工程中的重要性及使用

　　 【關(guān)鍵詞】碳纖維布結(jié)構(gòu)加固 應(yīng)用前景

　　 在日益發(fā)展的現(xiàn)代建筑中,過去的一些已建成建筑由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)師未能考慮較大的荷載或較朝前的使用功能或由于時(shí)間,環(huán)境等的影響導(dǎo)致某些結(jié)構(gòu)構(gòu)件(梁,板,柱)出現(xiàn)不同程度的損傷,損壞或部分實(shí)效,但要重新拆掉另行建設(shè)則代價(jià)較大,故加固該類建筑勢(shì)在必行,加固方法很多,本文僅介紹一種碳纖維布加固技術(shù).
　　1、碳纖維布加固技術(shù)簡介
　　粘貼纖維復(fù)合材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是采用配套粘結(jié)樹脂將碳纖維布粘貼于混凝土表面，使碳纖維片材承受拉應(yīng)力，并與混凝土變形協(xié)調(diào)，共同受力，達(dá)到提高構(gòu)件承載能力的目的，起到結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)和抗震加固的作用。廣泛適用于建筑梁、板、柱、墻等的加固，以及橋梁、隧道、煙囪、筒倉等其它土木工程的加固補(bǔ)強(qiáng)。
　　2、碳纖維布加固的原理
　　用于建筑結(jié)構(gòu)加固的碳纖維材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能，其抗拉強(qiáng)度一般為建筑用鋼材的十幾倍；但是，碳纖維材料織成碳纖維布后，其中的各碳纖維絲很難完全共同工作，在承受較低的荷載時(shí)，一部分應(yīng)力水平較高的碳纖維絲首先達(dá)到其抗拉強(qiáng)度并退出工作狀態(tài)，以此類推，各碳纖維絲逐漸斷裂，直至整體破壞。而使用粘結(jié)劑后，各碳纖維絲能很好地共同工作，大大提高碳纖維布的抗拉強(qiáng)度，故碳纖維加固首先必須使碳纖維布中的碳纖維絲能共同工作，因此粘結(jié)劑對(duì)碳纖維布的加固起著關(guān)鍵的作用，它既要確保各碳纖維絲共同工作，同時(shí)又確保碳纖維布與結(jié)構(gòu)共同工作，從而達(dá)到加固的目的。
　　3、碳纖維布加固技術(shù)特點(diǎn)
　　1）高強(qiáng)高效：碳纖維布拉伸強(qiáng)度一般均超過3000MPa，拉伸彈性模量超過2.1×10^5MPa，與鋼筋的彈性模量相近，適合于混凝土結(jié)構(gòu)的加固修復(fù)。
　　2）施工便捷：碳纖維材料輕質(zhì)、柔軟、易粘貼，比重只有鋼鐵的1/4， 厚度小于0.5mm。故可以在基本不增加原結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸的情況下，發(fā)揮強(qiáng)大的補(bǔ)強(qiáng)效果。
　　3）養(yǎng)護(hù)時(shí)間短：常溫下加固完工后72小時(shí)可以受力。
　　4、適用范圍
　　1）適用于房屋建筑、鐵路工程、公路工程、港口工程和水利水電等工程中混凝土結(jié)構(gòu)的加固和砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)加固中的共性技術(shù)。
　　2）梁板受拉受彎加固、柱的抗震加固、構(gòu)件抗剪加固。
　　3）采用碳纖維加固的混凝土結(jié)構(gòu)，長期使用的環(huán)境溫度不應(yīng)高于60℃。處于特殊環(huán)境（腐蝕、放射、高溫等）下的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí)，尚應(yīng)遵守國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并采取相應(yīng)的防護(hù)措施。
　　4）施工宜在環(huán)境溫度為5℃以上的條件下進(jìn)行，并應(yīng)符合配套樹脂膠要求的施工使用溫度。當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，應(yīng)采用適用于低溫環(huán)境的配套樹脂或采取升溫措施。
　　 5）被加固混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的現(xiàn)場實(shí)測混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15。
　　碳纖維片材的主要力學(xué)指標(biāo)
　　性能項(xiàng)目 碳纖維布 碳纖維板
　　抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值Fcfk ≥3000Mpa ≥2000Mpa
　　彈性模量Ecf ≥2.1x10^5Mpa ≥1.4x10^5Mpa
　　伸長率 ≥1.5% ≥1.5%
　　說明：1、單層碳纖維布的單位面積碳纖維質(zhì)量不宜低于150g/?，且不宜高于450g/?。
　　 2、碳纖維板的厚度不宜大于2.0mm，寬度不宜大于200mm，纖維體積含量不宜小于60%。
　　5、施工工藝流程
　　1）放線定位 ：首先熟悉施工圖紙，明確加固部位及范圍，然后在構(gòu)件上彈線（其輪廓線要大于實(shí)貼尺寸20mm以便打磨）；
　　2） 混凝土表面處理：為了保證粘貼密實(shí)，在不影響原結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用先人工后機(jī)械打磨的方法，剔除表面灰層與混凝土的接觸面，混凝土面平整度每米不大于4mm，同時(shí)要剔除粘貼面上的木屑、油污等雜物，磨去混凝土表面的附著物，露出混凝土新面。再用脫脂棉絲擦拭混凝土粘貼面，去除表面浮灰，然后用脫脂棉絲沾丙酮（純度80%以上），擦拭2-3遍，最后在粘貼前再清洗一次混凝土表面，處理結(jié)果以表面無灰塵、油污為準(zhǔn)。
　　3）裁剪下料：按照設(shè)計(jì)尺寸并結(jié)合實(shí)際情況將碳纖維布準(zhǔn)確下料，要求不亂絲、不斷絲。
　　4）涂刷底層樹脂 ：按照產(chǎn)品工藝規(guī)定配制底層樹脂，表面指觸干燥后立即進(jìn)行下道工序。
　　5）找平處理：混凝土表面凹陷部位用專用找平材料填補(bǔ)平整，且不應(yīng)有棱角，纖維布通過的轉(zhuǎn)角處，用找平材料修復(fù)成光滑的圓弧，半徑不應(yīng)小于20mm。表面指觸干燥后立即進(jìn)行下道工序。
　　6）粘貼：按照產(chǎn)品工藝規(guī)定配制粘貼樹脂，將纖維布表面擦拭干凈無粉塵后立即涂刷粘貼樹脂，膠層應(yīng)呈凸起狀，平均厚度不小于2mm，將涂有粘貼樹脂的纖維布固定在需要粘貼的位置，用橡皮滾筒順纖維方向平穩(wěn)壓實(shí)，使樹脂從兩邊溢出，保證密實(shí)無空鼓。當(dāng)平行粘貼多層纖維布時(shí)，其間距應(yīng)大于5mm。粘貼兩層纖維布時(shí)，應(yīng)連續(xù)粘貼，如不能立即粘貼，需在粘貼前對(duì)底層纖維布做好清潔工作。粘貼碳纖維后需對(duì)粘貼層進(jìn)行防火處理。
　　6、檢驗(yàn)與驗(yàn)收
　　碳纖維布與混凝土之間的粘貼質(zhì)量必須保證其有效粘貼面積大于95%，施工質(zhì)量滿足《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》
　　7、結(jié)語：
　　通過對(duì)碳纖維加固的實(shí)際應(yīng)用，可以看到，碳纖維加固技術(shù)具有施工便捷、功效高、噪音小、現(xiàn)場整潔等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)加固效果十分理想，在對(duì)新舊工程加固方面有著極大的適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性，在各方面均達(dá)到了業(yè)主的要求，其綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益良好，具有較大的推廣使用價(jià)值。但碳纖維加固技術(shù)是一項(xiàng)新技術(shù)，只有在了解其特性和工作原理的前提下，認(rèn)真加以研究分析，才能充分發(fā)揮其在建筑行業(yè)上的應(yīng)用，從而在建筑加固技術(shù)領(lǐng)域得到更多的選擇。