導(dǎo)語：如何才能寫好一篇纖維布，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

超細(xì)纖維面膜布是是一種不需要紡紗織布而形成的織物。因?yàn)樗且环N不需要紡紗織布而形成的織物，只是將紡織短纖維或者長絲進(jìn)行定向或隨機(jī)撐列，形成纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)，然后采用機(jī)械、熱粘或化學(xué)等方法加固而成。

紡織原意是取自紡紗與織布的總稱，但是隨著紡織知識(shí)體系和學(xué)科體系的不斷發(fā)展和完善，特別是非織造紡織材料和三維復(fù)合編織等技術(shù)產(chǎn)生后，已經(jīng)不僅是傳統(tǒng)的手工紡紗和織布，也包括無紡布技術(shù)，現(xiàn)代三維編織技術(shù)，現(xiàn)代靜電納米成網(wǎng)技術(shù)等生產(chǎn)的服裝用、產(chǎn)業(yè)用、裝飾用紡織品。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

篇2

一、概述

隨著國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和公路交通事業(yè)的飛速發(fā)展，城市道路和國省干線公路上的車輛荷載及密度越來越大，致使路面的損壞也日趨嚴(yán)重起來。對(duì)于老路改造項(xiàng)目，許多交通量大的道路，基本上處于壞了修、修了又壞再修的惡性循環(huán)中。特別是對(duì)損壞的水泥混凝土路面而言，它不僅翻修投資大，且施工周期較長，嚴(yán)重影響交通暢通及行車安全。如用普通水泥混凝土修復(fù)路面雖有強(qiáng)度高、板塊性好、有一定的抗磨性及承受氣象作用的耐久性好等特點(diǎn)，但它的最大缺陷是脆性大、易開裂、抗溫性差，路面板塊容易受彎折而產(chǎn)生斷裂，所以就要求路面面板應(yīng)有足夠的抗彎、抗拉強(qiáng)度和厚度。用層布式鋼纖維混凝土修筑路面，就是在普通混凝土路面面層的底部和頂部的一定厚度內(nèi)（約20 mm），撒布一定量的鋼纖維鋪筑而成，并通過分散的鋼纖維，減小荷載在基體混凝土引起的細(xì)裂縫端部的應(yīng)力集中，從而控制混凝土裂縫的擴(kuò)展，提高整個(gè)復(fù)合材料的抗裂性。同時(shí)由于混凝土與鋼纖維接觸界面之間有很大的界面粘結(jié)力，因而可將外力傳到抗拉強(qiáng)度大、延伸率高的纖維上面，使混凝土作為一個(gè)均勻的整體抵抗外力的作用，顯著提高了混凝土原有的抗拉、抗彎強(qiáng)度和斷裂延伸率。為此，我省湘潭、常德等公路局在G107、G320、S312、S306等國省干線公路上應(yīng)用該技術(shù)，修建里程50余公里。經(jīng)多年的大交通、重交通考驗(yàn)，目前路面整體使用狀況良好，與同轄區(qū)內(nèi)一般水泥混凝土路面相比，層布式鋼纖維混凝土路面具有非常顯著的抗裂、抗疲勞性能，使用早期基本沒有掉邊、掉角、斷板等常見病害。

二、層布式鋼纖維混凝土路面設(shè)計(jì)

1、層布式鋼纖維混凝土路面面層的強(qiáng)度，以齡期28d的彎拉強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)。

2、各級(jí)交通量下的層布式鋼纖維混凝土路面的面層初估厚度，可按現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范規(guī)定的水泥混凝土路面面層初估厚度的70%～80%選用。

3、層布式鋼纖維混凝土路面面層的橫向縮縫間距（即板長）應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂颉⒚鎸雍穸?，按?jīng)驗(yàn)和已有資料確定，一般在10m左右。

4、層布式鋼纖維混凝土路面面層厚度的確定，以行車荷載和溫度梯度綜合作用產(chǎn)生的疲勞斷裂作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

5、層布式鋼纖維混凝土路面中的水泥混凝土混合料配制和原材料要求，按現(xiàn)行水泥混凝土路面的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

三、加鋪層布式鋼纖維混凝土路面的應(yīng)用

（一）對(duì)基層的處理

對(duì)基層的承載能力進(jìn)行評(píng)定，若承載能力不足，達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。

（二）層布式鋼纖維混凝土路面的施工工藝

層布式鋼纖維混凝土路面的施工工藝，是在水泥混凝土路面澆筑前和澆筑中，在水泥混凝土路面底部和頂部分別均勻施布一層鋼纖維而形成一種新型復(fù)合路面的結(jié)構(gòu)工藝，并不需要改變素混凝土的配合比，施工過程只需在普通素混凝土施工過程中適時(shí)添加層布式鋼纖維，施工方便。但是，鋼纖維混凝土路面質(zhì)量的優(yōu)劣，在很大程度上取決于施工質(zhì)量。因此，除了滿足普通混凝土的施工要求外，還應(yīng)特別重視鋼纖維給施工帶來的技術(shù)問題。根據(jù)室內(nèi)研究結(jié)果和工程實(shí)踐，層布式鋼纖維混凝土施工要點(diǎn)如下：

1、立模時(shí)嚴(yán)格控制好模板頂部標(biāo)高，使路面標(biāo)高滿足縱斷面設(shè)計(jì)要求。嚴(yán)格控制好路線中樁坐標(biāo)，使路面線形滿足平曲線設(shè)計(jì)要求。

2、路面施工前應(yīng)按現(xiàn)行公路相關(guān)規(guī)范進(jìn)行水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)、各項(xiàng)原材料的試驗(yàn)。只有當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)才能進(jìn)行施工。施工過程應(yīng)嚴(yán)格遵循有關(guān)施工技術(shù)規(guī)范。

3、路面施工期間，必須按施工規(guī)范要求頻率制作抗彎拉強(qiáng)度的試件，以便對(duì)混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

4、層布式鋼纖維施工

（1）底層鋼纖維的布施

下承層經(jīng)養(yǎng)生成型達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，在立模之前，對(duì)下承層進(jìn)行清洗，涼干后，先稀薄地鋪筑第一層20--30mm厚與路面同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，以便混凝土振搗時(shí)使砂漿將鋼纖維握裹，再用機(jī)械振動(dòng)篩或人工篩將鋼纖維按1.5kg/m2撒布。一次撒布鋼纖維時(shí)的面積不宜過大，且力求足量、均勻分布，忌漏布或成團(tuán)，以免因施工車輛過度輾壓、人員走動(dòng)等因素造成鋼纖維漏洞或堆積，至使成型后的鋼纖維混凝土路板斷板或分層。

（2）第二次混凝土澆筑

完成底層鋼纖維布施后，澆筑混凝土采并用挖機(jī)整平。攤鋪混凝土?xí)r，應(yīng)注意松鋪厚度比要求的厚度低20--30mm左右，作為第三層混凝土的厚度。

（3）上層鋼纖維的布施

混凝土混合物攤鋪找平后，用振動(dòng)棒振搗密實(shí)，振動(dòng)平板粗平（以保證上層鋼纖維平面分布）后，立即布施上層鋼纖維。上層鋼纖維布施的方法、用量要求與底層鋼纖維布施相同。

（4）第三次混凝土澆筑

上層鋼纖維布施后，加鋪頂層混凝土，找平后，用平板振搗器振搗密實(shí)、三輥軸整平儀整平、磨漿機(jī)收漿等，后續(xù)工藝和現(xiàn)行水泥混凝土路面施工相同。

（5）切縫

縮縫縫距為10m，成縫工藝采用兩次切縫法形成，第一次切3mm寬，80—90mm深，第二次切30mm深，并使接縫寬度達(dá)到12—20mm。清洗接縫以后并且灌注填縫料。

（6）養(yǎng)護(hù)工藝

執(zhí)行現(xiàn)行公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)工藝。

（7）質(zhì)量要求

水泥混凝土質(zhì)量按設(shè)計(jì)要求，水灰比比設(shè)計(jì)配合比略高約0.02－0.03，以保證素混凝土和易性和流動(dòng)性，保證鋼纖維能被混凝土充分包囊。

（8）工藝流程

下承層準(zhǔn)備符合設(shè)計(jì)要求裝模鋪筑第一層混凝土布底層鋼纖維攤鋪第二層混凝土松鋪整平排振振搗平板振動(dòng)粗平布上層鋼纖維鋪筑表層混凝土平板整搗三輥軸整平儀整平磨漿收漿養(yǎng)護(hù)切縫養(yǎng)護(hù)刻紋開放交通。

5、路面養(yǎng)生期間對(duì)于原路面的交通應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格管理，確保養(yǎng)生期間路面板的質(zhì)量。

6、環(huán)境溫度超過35℃或低于5℃時(shí)應(yīng)停止混凝土澆筑工作。

四、效益分析

（一）經(jīng)濟(jì)效益分析

1、面層厚度減薄30%左右，節(jié)約原材料，減少工程量。

2、路面厚度減薄，攪拌運(yùn)送混凝土數(shù)量減少，其施工速度加快，施工設(shè)備利用效率、施工效率提高。

3、縮縫間距延長2倍，減少了鋸縫、灌縫工作量，節(jié)約了鋸縫機(jī)具損耗和灌縫材料；同時(shí)，減少了縮縫養(yǎng)護(hù)的工作量。

（二）社會(huì)效益分析

根據(jù)鋼纖維對(duì)混凝土的增強(qiáng)改性機(jī)理，在素混凝土面板上下層布鋼纖維后，大幅增強(qiáng)了混凝土的抗彎拉強(qiáng)度，改善了抗沖擊、耐疲勞性能，提高了混凝土路面的承載能力和使用性能，降低養(yǎng)護(hù)成本，減少對(duì)路面通行能力的影響，其社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益是十分顯著的。

五、結(jié)語

層布式鋼纖維混凝土這一新型高強(qiáng)復(fù)合材料用于路面工程，既可提高路面的抗裂、抗彎拉、耐沖擊和耐疲勞性，又可改善路面的使用性能，延長使用壽命從而減少老路開挖，節(jié)省工程造價(jià)，為道路補(bǔ)強(qiáng)與改造提供了良好的途徑，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：水刺非織造布；超細(xì)纖維；結(jié)構(gòu)-性能的關(guān)系；孔徑

中圖分類號(hào)：TS176 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Structure and Properties of Nonwovens Composed of Ultrafine Sea-island Fibers

Abstract： Nonwovens made of ultrafine fibers has a big potential in filtration， insulation and absorbing medium market. The pore structure and fiber diameter of nonwovens have a dominant influence on the performance of the final products. In this study， nonwovens made of PA6/PE sea-island fiber was prepared by spunlace process. And after a treatment with xylene， nonwovens composed of ultrafine PA6 fibers was obtained. A comparison of the pore diameters， morphology， permeability and liquid behaviors of the nonwovens before and after the treatment was made. The results showed that after treated by xylene， the fiber’s diameter was significantly dropped to 792 nm from 28 μm， and the pore diameter decreased by 85%. Moreover， its water-absorbing capacity， breaking strength and uniformity got better.

Key words： spunlaced nonwovens； ultrafine fiber； structure-property relation； aperture

非織造布中的孔隙在大小、數(shù)量、形狀等方面高度復(fù)雜，其直徑及分布影響著產(chǎn)品的運(yùn)輸能力，包括透氣性、液體吸收及過濾性能等。由于超細(xì)纖維的比表面積較大，由其組成的非織造布結(jié)構(gòu)更致密、更雜亂，具有更多的微細(xì)孔隙，且質(zhì)量輕，從而也帶來了獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)，如柔軟性、液體保留能力及過濾性能等。

目前，關(guān)于超細(xì)纖維的許多研究多集中在靜電紡領(lǐng)域，這些研究表明，靜電紡納米纖維氈顯示出優(yōu)異的過濾和吸收性能。但由于其強(qiáng)力和生產(chǎn)效率相對(duì)較低，因而在應(yīng)用方面受到一定的限制。而共混海島法制備出的超細(xì)纖維非織造布具有較高的力學(xué)性能，且可大批量生產(chǎn)，若掌握其非織造布的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)聯(lián)，可拓寬海島超細(xì)纖維在吸收、過濾等領(lǐng)域的應(yīng)用。

因此，本文采用水刺法制備出PA6/PE海島纖維非織造布，采用二甲苯剝離水刺非織造布中的PE組分得到PA6超細(xì)纖維水刺非織造布，并系統(tǒng)研究了剝離前后水刺非織造布的形態(tài)結(jié)構(gòu)、孔徑、透氣、力學(xué)及吸收性能。

1 試驗(yàn)部分

1.1 材料和樣品制備

用PA6/PE海島短纖維在相同工藝條件下制備出 3 種不同克重的水刺非織造布。超細(xì)纖維水刺非織造布是將這 3 種產(chǎn)品在95 ℃下用二甲苯剝離PE后得到的。幾種水刺非織造布的性能指標(biāo)如表 1 所示。

1.2 相結(jié)構(gòu)

在掃描電子顯微鏡（SEM，JEOL JSM-6360LV，日本電子）下觀察水刺非織造布的形態(tài)。通過SEM圖像與圖像分析軟件得到纖維直徑及其分布。

1.3 孔徑及其分布測(cè)試

本試驗(yàn)孔徑大小及其分布采用泡點(diǎn)法測(cè)定，測(cè)試儀器為Porolux 500型毛細(xì)管流動(dòng)孔徑測(cè)定儀（簡稱PMI）。

1.4 透氣性測(cè)試

本文中非織造布透氣性用一定流量氣體通過一定面積非織造布時(shí)的阻力值表示，測(cè)試儀器為自動(dòng)透氣性測(cè)試儀。測(cè)試條件：溫度20 ℃，相對(duì)濕度65%。

1.5 力學(xué)性能測(cè)試

依據(jù)FZ/T 60005 — 1991，取 5 塊尺寸為 5 cm × 30 cm的樣品，采用YGO26（E）-500型電子織物強(qiáng)力機(jī)，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下測(cè)水刺非織造布的縱橫向拉伸強(qiáng)力。拉伸速率為100 mm/min，隔距200 mm。

2 結(jié)果與討論2.1 相結(jié)構(gòu)

水刺非織造布的相結(jié)構(gòu)由SEM表征，樣品A、B和C是由PA6/PE海島纖維制成的水刺非織造布，由于使用原料相同，其結(jié)構(gòu)相似，圖 1 顯示了樣品A和A1的相結(jié)構(gòu)。樣品A、B和C短纖維隨機(jī)分布，纖維直徑分布在27 ～ 29 μm范圍內(nèi)。樣品A1、B1 和C1由樣品A、B和C用二甲苯溶劑剝離PE后得到。用二甲苯完全處理后，PE溶解在溶劑中，一根海島纖維被分為數(shù)以百計(jì)的PA6極細(xì)纖維。因此，纖維直徑明顯降低至700 ～ 900 nm。

此外，SEM照片清楚表明，二甲苯處理前的水刺非織造布孔徑較大，處理之后，纖維比表面積顯著增加，孔徑減小。表明由超細(xì)纖維組成的非織造布已經(jīng)形成。

2.2 纖維直徑的分布

水刺非織造布的纖維直徑在SEM圖像的基礎(chǔ)上測(cè)得。由于樣品A、B和C使用的短纖維原料相同，因此纖維直徑分布相似。圖 2 為樣品A和A1的纖維直徑分布。樣品A、B和C中的纖維由海島纖維構(gòu)成，平均直徑為28 μm。經(jīng)二甲苯處理后分離成超細(xì)纖維，纖維直徑顯著減小，平均直徑達(dá)到792 nm。

2.4 透氣性

水刺非織造布的透氣性與其孔徑、克重有關(guān)。由表 3 可知，樣品A、B和C的阻氣值逐漸增大，說明其透氣性隨著克重增加而逐漸變差，樣品A1、B1和C1也遵循同樣的規(guī)律。與樣品A、B和C相比，樣品A1、B1 和C1的阻氣值略微增加，這是由于PA6超細(xì)纖維水刺非織造布的孔徑較小。但水刺非織造布是呈單纖維分布的纖維集合體，結(jié)構(gòu)中充滿微孔，因此對(duì)水刺非織造布的原有性能影響不大，透氣性能均較好。

2.5 力學(xué)性能

由于二甲苯處理前后水刺非織造布的厚度和克重等指標(biāo)發(fā)生變化，使測(cè)得的各試樣的拉伸斷裂強(qiáng)力值沒有可比性，因此用拉伸斷裂相對(duì)強(qiáng)度值來進(jìn)行比較。PV表示單位體積非織造布的強(qiáng)力，可用下式計(jì)算：

PV=斷裂強(qiáng)力/（克重×厚度）

另外，同種試樣的縱向斷裂強(qiáng)力均大于橫向，這與水刺非織造布的生產(chǎn)工藝有關(guān)。如表 4 所示，樣品A、B和C的縱橫向強(qiáng)力比較大，而樣品A1、B1和C1縱向與橫向斷裂強(qiáng)力的差異則明顯減小，說明PA6超細(xì)纖維水刺非織造布均勻度提高。這種結(jié)果是由PA6超細(xì)纖維重新分散導(dǎo)致的。

2.6 吸收性能

水吸收試驗(yàn)的吸收過程如下：首先，水通過水刺非織造布的孔隙從水刺非織造布表面逐漸進(jìn)入其內(nèi)部，開始接觸水刺非織造布內(nèi)部的纖維。當(dāng)水刺非織造布的空氣體積充滿水，纖維停止吸收水分，水刺非織造布達(dá)到飽和。

由PA6/PE和PA6纖維分別組成的水刺非織造布的吸水率均在飽和條件下由公式（1）計(jì)算得到，結(jié)果如圖 4 所示。由圖 4可知超細(xì)纖維水刺非織造布有著較好的吸水能力，吸水率可達(dá)400%。排除克重與厚度的影響后，與樣品A、B和C相比，A1、B1 和C1單位體積的吸水率均相應(yīng)增加，原因在于水刺非織造布中的毛細(xì)壓力可驅(qū)動(dòng)吸水行為，超細(xì)纖維水刺非織造布的孔徑均小于那些由海島纖維組成的水刺非織造布，而更小的孔徑能引起較高的毛細(xì)壓力，從而導(dǎo)致PA6超細(xì)纖維水刺非織造布具有更強(qiáng)的吸水能力。

（1）PA6/PE海島纖維水刺非織造布經(jīng)二甲苯處理后，纖維直徑從28 μm顯著下降至792 nm。未處理的水刺非織造布的孔徑分布較寬，與之相比，超細(xì)纖維形成的水刺非織造布纖維直徑分布較窄，平均孔徑明顯下降。

（2）與PA6/PE水刺非織造布相比，PA6超細(xì)纖維水刺非織造布由于孔徑減小，透氣性略微變差，但吸水性較好，強(qiáng)力增加，水刺非織造布均勻度提高。

（3）通過上述研究可初步認(rèn)為，PA6超細(xì)纖維非織造布除了應(yīng)用在革基布、擦拭布領(lǐng)域外，通過纖維直徑和非織造布加工工藝的調(diào)控，加工出不同孔隙的非織造布材料，可在醫(yī)療衛(wèi)生、吸收、過濾材料等領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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篇4

Abstract: CFRP structure reinforcement technique means adopting high performance adhesive to paste the carbon cloth to the surface of building structure elements and make the two work together to improve the load capacity of structure elements(bending-resistent, shearing-resistent). The purpose of building reinforcement is achieved. The paper focuses on design methods adopting the carbon cloth, construction technique and constructoin process at poplar bridge reinforcing project.

關(guān)鍵詞：公路橋；碳纖維布；加固

Key words: highway bridge；carbon cloth；reinforcement

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2010）33-0058-02

1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。

2工程簡介

楊樹橋位于大連經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為3-13米鋼筋混凝土簡支結(jié)構(gòu)，原橋主梁砼標(biāo)號(hào)為C30；橋面布置為：凈-11+2×0.5米；下部結(jié)構(gòu)為U型橋臺(tái)，重力式橋墩，基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)；原橋在橋頭兩端設(shè)置C40伸縮縫。

經(jīng)大連理工大學(xué)外觀調(diào)查和驗(yàn)算發(fā)現(xiàn)情況如下：a.經(jīng)驗(yàn)算，下部結(jié)構(gòu)滿足荷載要求（汽車-20級(jí)至公路I級(jí)荷載），無需加固。b.橋面系，橋面絞縫出現(xiàn)縱向裂縫，裂縫較寬，存在安全隱患并影響車輛通行。其中兩處破壞嚴(yán)重，縫隙寬度查過10cm（梁翼緣砼破碎）；伸縮縫損壞嚴(yán)重，縫兩側(cè)砼破碎，橡膠條外露并折斷。c.主梁，主梁跨中底面出現(xiàn)不同程度的裂縫，個(gè)別裂縫較多，裂縫間距150-400mm不等，寬度0.1-0.2mm（0.2mm僅一處）。

本文討論的碳纖維布加固主要是對(duì)楊樹橋主梁病害加以處理。

3加固方案與設(shè)計(jì)

3.1 加固方案的選擇由于本橋處于開發(fā)區(qū)繁忙路段，因此要求交通封閉的時(shí)間要盡可能短，同時(shí)要求加固時(shí)盡量不增加舊橋的荷載。為此，本工程選用了碳纖維布加固的方案。

3.2 碳纖維布加固方案的特點(diǎn)①不增加恒載及斷面尺寸。碳纖維布的自重僅為200-300g/m2，設(shè)計(jì)厚度為0.111-0.167mm，加上環(huán)氧樹脂系列的粘結(jié)材料的自重也很輕，對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)重量及橋下凈空的影響微乎甚微，可忽略不計(jì)。同時(shí)，碳纖維布可以多層粘貼。根據(jù)補(bǔ)強(qiáng)的要求，碳纖維布可以在一個(gè)部位重疊粘貼，充分滿足補(bǔ)強(qiáng)的要求。這一優(yōu)點(diǎn)更是傳統(tǒng)補(bǔ)強(qiáng)方式所難以比擬的。本工程采用碳纖維布加固對(duì)原截面的幾何尺寸影響幾乎沒有，保持了原剛架拱的受力體系。相比增大拱肋截面改變了剛架拱肋原有的拱軸線，不利于拱肋的受力。②施工簡便，施工工期短。碳纖維布柔軟，對(duì)被補(bǔ)強(qiáng)物沒有形狀要求，無需預(yù)制材料、大型施工機(jī)械和現(xiàn)場固定設(shè)施，工期短。③采用碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)，對(duì)原結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生新的損傷。碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)系采用環(huán)氧樹脂系列的粘結(jié)材料進(jìn)行粘貼，不需要設(shè)置錨固及開鑿混凝土等，因而不會(huì)對(duì)已經(jīng)損傷的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生新的破壞，更可避免鉆孔時(shí)與結(jié)構(gòu)內(nèi)原有鋼筋和預(yù)應(yīng)力素發(fā)生沖突而引起新的問題。④能有效地封閉混凝土的裂縫。碳纖維布（片）粘貼在混凝土的表面，不僅封閉了混凝土的裂縫，其高強(qiáng)高模量的特性還約束了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的生成與擴(kuò)展，改變了裂縫的形態(tài)，使寬而深的裂縫變成分散的細(xì)微裂縫，從而提高了混凝土構(gòu)件的整體剛度。⑤碳纖維布具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性。碳纖維布是一種復(fù)合材料，幾乎無腐蝕性和磁性以及具有較好的耐熱性，不僅能經(jīng)得起水泥堿性的侵蝕，而且當(dāng)應(yīng)用于經(jīng)常受鹽害侵蝕等腐蝕性環(huán)境時(shí)，其壽命也較長。因而碳纖維布加固法，在不利環(huán)境下較其它方法更顯出其優(yōu)異性。⑥不影響結(jié)構(gòu)的外觀。碳纖維布的厚度很薄，粘貼固化后其表面還可以涂刷一層與原有結(jié)構(gòu)外觀顏色一致的涂料，而不影響結(jié)構(gòu)的外觀。

3.3 加固方案全橋共計(jì)主梁30片，中、邊梁粘貼相同數(shù)量碳纖維。碳纖維粘貼前，須先對(duì)梁體進(jìn)行處理：劣化混凝土等病害處理和清理、轉(zhuǎn)角處圓弧倒角處理。粘貼碳纖維的施工順序依次為：兩層類型A、類型B、類型C，并嚴(yán)格按照《公路橋梁加固技術(shù)規(guī)范》JTG TJ23-2008進(jìn)行操作。

碳纖維在施工過程中，要注意碳纖維主筋粘貼方向與層位：受剪加固纖維方向與主梁軸向垂直，受彎加固纖維方向與主梁軸向相同；粘結(jié)樹脂平均厚度不應(yīng)小于2mm。碳纖維沿主梁縱向需要搭接時(shí)，搭接長度不應(yīng)小于10cm；且各條纖維的搭接位置應(yīng)錯(cuò)開。具體方案如下圖所示:

3.4 主要材料

①碳纖維布（CFRP）。本工程加固采用韓日Carbon公司的SK-200碳纖維布對(duì)橋梁拱片進(jìn)行加固。主要力學(xué)性能指標(biāo)如表1。

②粘結(jié)材料。粘結(jié)材料的性能是保證碳纖維布與混凝同工作的關(guān)鍵，也是兩者之間傳力途徑中的薄弱環(huán)節(jié)。因此，粘結(jié)材料應(yīng)有足夠的剛度與強(qiáng)度保證碳纖維與混凝土間剪力的傳力，同時(shí)應(yīng)有足夠的韌性，不會(huì)因混凝土開裂導(dǎo)致脆性粘性破壞。此外，由于舊橋的加固均在野外，粘結(jié)材料還應(yīng)能在一般氣候條件下固化，且固化時(shí)間合適（一般保證有3小時(shí)左右），對(duì)組分含量不敏感，具有適宜的流動(dòng)性和粘度，固化收縮率小。

粘結(jié)材料將連續(xù)纖維狀的碳纖維結(jié)合在一起，同時(shí)又與混凝土表面粘合的系列粘結(jié)材料。主要包括三類材料：底層涂料、整平材料和浸漬材料。本工程采用韓日Carbon公司生產(chǎn)的SK碳纖維布配套膠，SK-PN底膠，SK-RN浸潤膠。其主要技術(shù)指標(biāo)如表2、表3。

4施工工藝與步驟

4.1 施工工藝①施工準(zhǔn)備；②混凝土表面處理；③配置并涂刷底層樹脂；④配置找平材料并對(duì)不平整處進(jìn)行找平處理；⑤配置并涂刷粘貼樹脂；⑥粘貼碳纖維片材；⑦表面防護(hù)。

4.2 用碳纖維加固橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，主要工藝過程施工時(shí)注意事項(xiàng)：

①準(zhǔn)備工作。加固前應(yīng)對(duì)橋梁盡可能卸荷，同時(shí)停止交通，以減少汽車通行造成的震動(dòng)對(duì)粘貼效果的影響。

②基底處理。清除被加固構(gòu)件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結(jié)構(gòu)層，并按照混凝土修補(bǔ)的相應(yīng)的技術(shù)要求進(jìn)行修補(bǔ)，平整度應(yīng)達(dá)到5mm/m，并對(duì)加固區(qū)域裂縫按相應(yīng)技術(shù)要求進(jìn)行封閉處理。被粘貼混凝土表面應(yīng)打磨平整，除去表面浮土、油污等雜質(zhì)，直至完全露出混凝土結(jié)構(gòu)基面，轉(zhuǎn)角粘貼處應(yīng)進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應(yīng)小于20mm；混凝土表面應(yīng)清理干凈并保持干燥。

③底層涂料（涂底膠）。在處理好的混凝土表面涂一層很薄的底層膠，既可以浸入混凝土表面，增強(qiáng)混凝土表面強(qiáng)度，又可以改進(jìn)膠結(jié)性能，從而使得混凝土與碳纖維布之間粘結(jié)性得以提高。因此，要求底膠必須具有很低的粘度，和混凝土良好的粘結(jié)性能，以便于涂刷在混凝土表面后，粘結(jié)劑滲入混凝土結(jié)構(gòu)中。

a.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)用量，算出所涂面積底層樹脂用量，視現(xiàn)場氣溫等實(shí)際情況，確保在試用期內(nèi)一次用完，按底層樹脂規(guī)定的比例把底膠混合攪拌均勻；b.用滾筒刷或毛刷均勻、無遺漏的將底層膠涂在需補(bǔ)強(qiáng)的混凝土表面，底膠涂布面邊界應(yīng)不小于所粘貼的碳纖維布大小；c.等底膠凝膠至指觸干燥（視現(xiàn)場氣溫情況，一般需1小時(shí)左右）后，如發(fā)現(xiàn)表面有突起毛刺，應(yīng)用紗布打磨光順，但注意不能將底膠層打磨穿，如有打磨穿的局部應(yīng)重復(fù)以上操作步驟。

④整平材料（找平層）。碳纖維布只有與所加固補(bǔ)強(qiáng)的混凝土表面緊密接觸，才能產(chǎn)生良好的步槍效果。但是混凝土表面的銳利突起物、錯(cuò)位和轉(zhuǎn)角部位等都可能使碳纖維布產(chǎn)生損傷，并引起強(qiáng)度降低，混凝土表面小的模板錯(cuò)位及混凝土氣孔很難通過基底處理一道工序徹底清理，因此在涂覆的底層涂料指觸干燥后，必須用找平膠進(jìn)行找平，同時(shí)將矩形斷面直角打磨后補(bǔ)成圓弧狀。

a.底膠干燥后，若發(fā)現(xiàn)粘貼表面上有缺損、坑洼、凹陷拐角、模板接頭處出現(xiàn)的高度差等情況，應(yīng)用找平膠（用粘結(jié)膠加適量作為觸變劑的礦物填料調(diào)制成的膩?zhàn)樱┻M(jìn)行刮填修補(bǔ)，保證模板接頭處無明顯高度差，缺損、坑洼，平緩順暢，凹陷拐角處填補(bǔ)成R=20mm的圓角過渡；b.整平材料的調(diào)制和使用注意事項(xiàng)與底膠相同；c.等整平材料固化至指觸干燥后，如發(fā)現(xiàn)整平部位表面有突起毛刺，應(yīng)用砂布打磨光順；d.粘貼碳纖維布時(shí)，應(yīng)依設(shè)計(jì)位置由上而下，由左到右有秩序地粘貼，并采用專用的滾筒順纖維方向多次滾壓，擠壓氣泡，使浸漬浸漬樹脂充分滲透纖維布，滾壓時(shí)不得損傷碳纖維布。

⑤浸漬樹脂（粘貼主膠）粘貼碳纖維布。浸漬樹脂在粘貼材料中起著至關(guān)重要的作用，他連接底膠與碳纖維布，它的粘度應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，有利于浸漬樹脂順利的將碳纖維布粘附于混凝土表面，經(jīng)過碾壓，使浸漬樹脂很容易浸透碳纖維布，形成一個(gè)復(fù)合整體，共同抵抗外力作用。

a.按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維布，注意不要在幅寬方向進(jìn)行裁剪，粘貼時(shí)注意碳纖維布主筋方向；b.根據(jù)粘結(jié)膠的標(biāo)準(zhǔn)用量，計(jì)算出所涂布面積的需要量，視現(xiàn)場氣溫等實(shí)際情況，確保在適用期內(nèi)一次用完，按粘接膠使用說明規(guī)定的比例把粘貼膠主劑和固化劑置于配膠容器中，用電動(dòng)攪拌器攪拌均勻；c.用滾刷或毛刷均勻、無遺漏地將粘貼膠涂在選定的混凝土表面，粘接膠涂布面應(yīng)不小于所粘貼的碳纖維布大小；d.在已經(jīng)涂好粘結(jié)膠的混凝土表面鋪覆碳纖維布，碳纖維布的鋪覆方向復(fù)合設(shè)計(jì)要求，一層中各張布之間的搭接應(yīng)在纖維方向進(jìn)行；e.用膠輥在碳纖維布上沿纖維方向施加壓力并反復(fù)碾壓，使樹脂液充分浸漬碳纖維布，消除氣泡和除去多余樹脂，使碳纖維布和底層充分粘結(jié)；f.每處施工完成后，自然養(yǎng)護(hù)24小時(shí)內(nèi)應(yīng)確保外力硬性沖擊等干擾；g.沒道工序過程中及完工后，均應(yīng)采取適當(dāng)措施保證不受污染或雨水侵襲；h.該工程施工過程平均氣溫一般都高于15℃，自然養(yǎng)護(hù)需要5天左右；i.對(duì)粘貼施工完成后的復(fù)合材料層，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)至粘貼膠完全固結(jié)后，對(duì)碳纖維布粘貼面仔細(xì)檢查，如果碳纖維布粘貼層有空鼓或氣泡，可以用刀片將碳纖維布劃開（注意不要?jiǎng)潝嗟奶L），然后采用注射器針管將調(diào)制好的粘接膠注入空鼓或氣泡內(nèi)填充至密實(shí)，應(yīng)保證密實(shí)粘貼面積大于95％。

⑥施工應(yīng)在專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)下進(jìn)行，以確保加固質(zhì)量。

5質(zhì)量控制要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

在碳纖維布加固過程中，要從以下幾個(gè)方面加強(qiáng)質(zhì)量控制。

①材料準(zhǔn)備時(shí)必須有碳纖維布及其配套膠生產(chǎn)廠家所提供的材料檢驗(yàn)證明。每一道工序結(jié)束后均應(yīng)按工藝要求進(jìn)行檢查，并做好相關(guān)的檢驗(yàn)記錄，如出現(xiàn)質(zhì)量問題，應(yīng)立即返工。②施工結(jié)束后的現(xiàn)場驗(yàn)收以評(píng)定碳纖維布與役之間的粘結(jié)質(zhì)量為主，用小錘等工具輕輕敲擊碳纖維布表面，以回音判斷粘結(jié)效果。如出現(xiàn)空鼓等粘貼不密實(shí)的現(xiàn)象，應(yīng)采用針管注膠的方法進(jìn)行補(bǔ)救。粘結(jié)面積若小于90％則判定粘結(jié)無效，需重新施工。③為檢驗(yàn)其加固效果，在加固后要進(jìn)行靜載試驗(yàn)，確保結(jié)構(gòu)的變形及應(yīng)變等各項(xiàng)指標(biāo)均應(yīng)滿足國家規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)及使用要求。④在大面積粘貼前需要樣板，然后再大面積施工。為確保碳纖維布與鹼間的粘結(jié)質(zhì)量，基底處理必須嚴(yán)格按下列要求執(zhí)行：先檢查要加固的部位本身是否有空鼓現(xiàn)象，再進(jìn)行表面檢查，最后對(duì)不符合要求的部位采取相應(yīng)的措施。⑤在結(jié)構(gòu)膠配制過程中，要求配比正確，A、B組分稱量準(zhǔn)確，攪拌要均勻。⑥碳纖維布材料為導(dǎo)電材料，施工碳纖維布時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離電氣設(shè)備和電源，或采取可靠的防護(hù)措施。⑦施工過程中避免碳纖維布彎折，碳纖維布配套的應(yīng)密封存儲(chǔ)，遠(yuǎn)離火源，避免陽光直接照射。⑧樹脂的配置和使用場所應(yīng)保持良好的通風(fēng)。

6結(jié)論

①通過荷載試驗(yàn)驗(yàn)證，碳纖維布加固后楊樹橋橋，基本恢復(fù)原來的承載水平。②碳纖維布加固段結(jié)構(gòu)橋梁是一項(xiàng)新技術(shù)，碳纖維片材輕，現(xiàn)場粘貼無需重型設(shè)備，設(shè)施簡便，便于橋下高空作用，可在公路橋梁上推廣應(yīng)用。③目前，粘貼碳纖維片材加固方法往往輔以裂縫灌漿、裂縫封閉等方法。④碳纖維加固主要是分擔(dān)鋼筋的受力，即提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度，那么，在使用碳纖維加固后，是否會(huì)形成類似鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的超筋破壞一樣產(chǎn)生負(fù)面影響，還有待探討。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).JT/T532-2004 橋梁結(jié)構(gòu)用碳纖維片材[Z].

篇5

關(guān)鍵詞：碳纖維布；維修加固；特點(diǎn)；原理；施工步驟

中圖分類號(hào)： TU71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

前言

隨著橋梁使用年限的不斷增加，在多種外力的共同作用下，現(xiàn)階段我國橋梁大多處于亟需維修加固的狀態(tài)，但是傳統(tǒng)的維修加固方法不僅操作困難，施工周期還比較長，因此，我們現(xiàn)階段大量采用粘貼碳纖維布的方法。通過相關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)，在梁板粘貼一層碳纖維布就可以提高約6%左右的抗彎性，因此，我們現(xiàn)階段需要加大對(duì)粘貼碳纖維布方法的研究與投入，通過技術(shù)革新等方式，加速該技術(shù)的推廣。

一、碳纖維布的加固原理

現(xiàn)階段生產(chǎn)的碳纖維布的抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到3000MPa，彈性模量可以達(dá)到2.1×105MPa，而伸長率更是可以大于1.5%，因此碳纖維布在橋梁的維修加固中起到了非常關(guān)鍵的作用。

通過上述數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)了碳纖維布的力學(xué)性能是普通建筑鋼材的十幾倍，所以我們通過將其粘貼在橋梁結(jié)構(gòu)件的表面，使兩者一同受力，大幅度提高結(jié)構(gòu)件的抗剪、抗彎能力。

二、碳纖維布材料以及加固技術(shù)的特點(diǎn)

碳纖維布最早應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域中，但是由于其優(yōu)異的材料性能，我們也逐漸將其應(yīng)用在土木工程中，并在近年來得到了廣泛的應(yīng)用。作為一種在橋梁加固工程中廣泛使用的新型材料，碳纖維布具有下列特點(diǎn)：施工方便，具有隨型性的特點(diǎn)；不會(huì)對(duì)原有橋梁的外觀產(chǎn)生影響，不會(huì)減小橋梁下部的凈空；通過特殊粘結(jié)材料的使用，不會(huì)影響原有的橋梁結(jié)構(gòu)；通過該技術(shù)的使用，有效封閉了裂縫，大幅度增加了混凝土的整體強(qiáng)度；該技術(shù)操作便利，很容易即可算出需要粘貼的層數(shù)；該材料耐腐蝕性較強(qiáng)，使用在橋梁上時(shí)，仍有較長的使用壽命；而且該方法能夠在不增加現(xiàn)有結(jié)構(gòu)尺寸以及自重的前提下，大幅度提升橋梁的各種性能；最重要的就是該方法可以對(duì)加固效果進(jìn)行有效地評(píng)估，并通過相關(guān)的計(jì)算，保證加固效果、加固后的可靠度以及使用年限。

三、碳纖維布加固的施工方法

碳纖維布的加固方法主要是：施工準(zhǔn)備混凝土的表面處理底層樹脂配制找平處理粘貼碳纖維布養(yǎng)護(hù)工作。下面我們對(duì)施工中的重點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析：

1混凝土的表面處理

1.1作為最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，我們一定要將混凝土構(gòu)件表面的腐蝕、蜂窩、疏松以及剝落處的混凝土剔除干凈，使其露出結(jié)構(gòu)層，以便修復(fù)材料的使用；

1.2對(duì)于混凝土裂縫處應(yīng)按照設(shè)計(jì)的要求對(duì)其進(jìn)行封閉或者灌縫處理；

1.3將被粘貼的混凝土表面的有無、表層浮漿等清洗干凈，使其露出內(nèi)部的結(jié)構(gòu)新面，而且要將其轉(zhuǎn)角處進(jìn)行打磨，保證圓弧半徑小于2cm。

1.4保證混凝土表面的干燥與潔凈。

2底層樹脂配制

2.1樹脂的配置溫度必須要保證在5℃以上的環(huán)境溫度才可以進(jìn)行，只有在高于5℃的環(huán)境下才可以進(jìn)行配套樹脂的施工工作，在環(huán)境溫度達(dá)不到時(shí)，可以考慮采用升溫措施或者采用適用于低溫的配套樹脂；

2.2在混凝土的表面應(yīng)用滾筒將底層樹脂均勻的涂抹開，等待樹脂表面干燥后才可進(jìn)入到下一道工序；

2.3樹脂的配置過程需要進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管，一定要嚴(yán)格按照說明將配比稱重置于潔凈的容器中，再用攪拌器將其攪拌均勻，每次的拌合量也應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行確定，此外還需要對(duì)使用時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格控制。

3找平處理

3.1混凝土的表面不能存在棱角，需用找平的方法將凹陷部位填補(bǔ)平整；

3.2為了保證維修加固的質(zhì)量，必須保證在下道工序進(jìn)行前找平材料的表面已經(jīng)干燥。

4粘貼碳纖維布

4.1在進(jìn)行碳纖維布的粘貼之前，一定要做好對(duì)加固部位的防線定位工作，其次在根據(jù)加固部位的實(shí)際大小，對(duì)碳纖維布進(jìn)行適當(dāng)裁剪；

4.2在粘貼上碳纖維布后，應(yīng)通過特質(zhì)滾筒的滾壓，將內(nèi)部的氣泡擠出，使碳纖維布充分吸收樹脂，需要注意的是在滾壓過程中避免損傷碳纖維布，否則會(huì)產(chǎn)生一系列的質(zhì)量問題；

4.3如需多層粘貼時(shí)，需等待碳纖維布表面干燥后重復(fù)進(jìn)行上道工序；

4.4在進(jìn)行表層碳纖維布的粘貼時(shí)，要用樹脂將其浸透。

5碳纖維布的養(yǎng)護(hù)

在粘貼好碳纖維布后，我們需要采用聚乙烯板對(duì)其進(jìn)行2d以上的養(yǎng)護(hù)，在養(yǎng)護(hù)的過程中尤其要注意，避免碳纖維布表面被損傷。特殊條件下，為了保證質(zhì)量以及耐久性，我們可以通過在表層碳纖維布的表面涂刷年結(jié)束之、粉刷M15水泥砂漿或者進(jìn)行噴砂等方式，在增加耐久性的同時(shí)，盡量保證其外觀顏色與原有結(jié)構(gòu)的一致。

四、碳纖維布在實(shí)際工程中的應(yīng)用分析

廣東省中山市的某橋，于1980年建成，其設(shè)計(jì)荷載為汽車-20，掛-100級(jí)，由于廣東省近年來經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，大量載重量極大地客車不斷地通行，造成橋梁上的車輛總重遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了設(shè)計(jì)荷載，這就給橋梁帶來了非常嚴(yán)重的單板受力等問題，以至于出現(xiàn)鉸縫混凝土脫落且滲水梁板跨中開裂、橋面鋪裝破損以及梁板跨中撓度曲線明顯等嚴(yán)重危害到橋梁使用壽命以及安全性的現(xiàn)象。因此，在2008年，經(jīng)過勘察、設(shè)計(jì)專家等的共同努力，得出以下結(jié)論：該橋梁的承載能力下降嚴(yán)重，必須立即對(duì)梁部和帽梁進(jìn)行加固，以防出現(xiàn)重大事故。所以當(dāng)?shù)毓贩志至⒓撮_始著手對(duì)該橋梁的維修加固工作，最后經(jīng)過管理部門以及多位專家的討論，也為了保證橋梁的不間斷運(yùn)營，以及盡量優(yōu)化施工工藝，決定采用碳纖維布加固的方法來對(duì)該橋梁進(jìn)行加固。我們通過下列公式來計(jì)算碳纖維布的用量：

其中：ΔM ———提載前后的彎矩增加量；

rs ———鋼筋安全系數(shù)；

Rg ———鋼筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度；

Ag ———加固補(bǔ)強(qiáng)所需鋼筋面積；

h ———截面高度；

x ———混凝土受壓區(qū)高度。

在確定了加固部位及計(jì)算出所需碳纖維布面積之后,按前述施工流程及注意事項(xiàng)組織人員精心施工。為確保施工質(zhì)量,每天施工結(jié)束前必須對(duì)粘貼部位進(jìn)行檢查,若發(fā)現(xiàn)局部空鼓現(xiàn)象,要注膠修補(bǔ),嚴(yán)重的必須重新粘貼。加固后的橋跨及帽梁布置圖分別見下圖。

橋梁跨底面加固補(bǔ)強(qiáng)圖

橋帽梁加固補(bǔ)強(qiáng)圖

五、結(jié)論

綜上所述，受限于過去的設(shè)計(jì)方法、施工技術(shù)以及使用年限等原因，我國的橋來那個(gè)大多已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的使用需求，我們需要對(duì)其重新進(jìn)行維修加固。因此，本文筆者對(duì)碳纖維布在橋梁維修加固中的應(yīng)用進(jìn)行了一系列的分析，希望可以起到拋磚引玉的作用，在保證我國橋梁質(zhì)量以及使用壽命的同時(shí)，為我國的公共交通事業(yè)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。實(shí)踐證明，碳纖維布技術(shù)對(duì)于橋梁工程的維修加固來說有著非常好的作用，應(yīng)用前景非常廣泛。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50367-2007)[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2002.

[2] 匡正曦.淺析公路舊橋加固技術(shù)[J].黑龍江交通運(yùn)輸,2008,9.

篇6

關(guān)鍵詞：碳纖維布；加固；混凝土結(jié)構(gòu)；應(yīng)用

Abstract: The carbon fiber cloth reinforcement characteristics, construction techniques and construction methods, reinforcement effect, the conclusion.

Keywords: carbon fiber cloth; reinforcement; concrete structures; application

中圖分類號(hào)： TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）

1、引言

碳纖維材料用于混凝土結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)的研究始于80年代美、日等發(fā)達(dá)國家。目前，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的逐步增長，已竣工的工程和在建工程，特別是公建工程隨房屋功能的需要的不同而改變，難以滿足當(dāng)前規(guī)范使用的需求，結(jié)構(gòu)需進(jìn)行維修、要加固，目前常用是加固方法有很多，如：加大截面法、外包鋼法、粘鋼加固法和碳纖維加固法。前3種的加固方法施工周期長、占地大、功效小。碳纖維布加固是目前設(shè)計(jì)單位加固設(shè)計(jì)中最常用的一項(xiàng)，它具有強(qiáng)度高、施工速度快、功效高的特點(diǎn)。碳纖維布的抗拉強(qiáng)度最高能達(dá)到3400Mpa以上，受力彈性模量在240000MPa以上,延伸率能達(dá)到2%，單位面積質(zhì)量≦300g/㎡。

2、碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)特點(diǎn)

碳纖維布加固法是將抗拉強(qiáng)度極高的碳纖維用環(huán)氧樹脂預(yù)浸成為復(fù)合增強(qiáng)材料；用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)上，形成一個(gè)新的復(fù)合體，使增強(qiáng)粘貼材料與原有鋼筋混凝同受力增大結(jié)構(gòu)的抗裂或抗剪能力，提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、抗裂性和延伸性，達(dá)到結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)和改善結(jié)構(gòu)受力的目的。與加大截面法、外包鋼法、粘鋼加固法相比碳纖維布加固具有明顯的優(yōu)勢(shì)，具有節(jié)省空間，施工簡便，不需要現(xiàn)場固定設(shè)施，施工質(zhì)量易保證，基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點(diǎn)。另外，采用該工法，可大大提高建筑物的使用壽命，降低加固成本。因此，碳素纖維作為新型的補(bǔ)強(qiáng)材料，而備受青睞和關(guān)注。

（1）抗拉強(qiáng)度高，是同等截面鋼材的7-10倍，能達(dá)到提高結(jié)構(gòu)的承載力，改善結(jié)構(gòu)的受力性，達(dá)到加固目的。

（2）自身重量輕薄，密度只有普通鋼材的1/4，經(jīng)加固后的原構(gòu)件基本不會(huì)增大自身重量和尺寸。

（3）耐腐濁、耐久性好，可阻抗化學(xué)腐濁和惡劣環(huán)境、氣候變化。經(jīng)研究實(shí)踐表明在外面的碳纖維布的壽命在30年左右。而表面涂抹水泥砂漿保護(hù)層或其他保護(hù)材料的碳纖維布?jí)勖?0年左右。

（4）施工方便簡便、施工速度快、基本不占用場地、省時(shí)省力施工質(zhì)量易保證。

（5）適用范圍廣，混凝土構(gòu)件、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)均可以加固。特別是對(duì)其他加固方法無法進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固的結(jié)構(gòu)碳纖維加固法都可以進(jìn)行加固施工。像隧道、煙囪、受鹽腐的混凝土、橋梁等。可大幅度提高構(gòu)件的承載力、抗震性能和耐久性能。

3、工程實(shí)例

3.1概述

海安大世界廣場6#樓位于海安老汽車站，是海安縣文峰大世界投資新建。一至七層為購物中心，建筑面積43760 m2，集購物、休閑、娛樂為一體。在工程施工至4層結(jié)構(gòu)時(shí)由于業(yè)主招商引入南京幸福藍(lán)海影業(yè)有限公司在A區(qū)6、7層增設(shè)電影院。由于影院功能需求影廳高度要達(dá)到9米以上，因此影廳內(nèi)7層樓面取消，經(jīng)設(shè)計(jì)院對(duì)A區(qū)重新設(shè)計(jì)驗(yàn)算對(duì)4層以下及地下室柱、進(jìn)行加固處理。

3.2加固方案

設(shè)計(jì)院提出2套加固方案

1、外包鋼加固法：梁部位加固在梁底粘貼6MM厚鋼板，柱加固在柱四角包8mm×L80 mm角鋼4mm×50厚綴板@250焊接灌漿。優(yōu)點(diǎn)：加固材料可控性好，定期保養(yǎng)、油漆是鋼板長期不銹。缺點(diǎn)施工難度大，周期長，增加構(gòu)件自重，鋼板與混凝土結(jié)構(gòu)不易粘結(jié)。

2、碳纖維布加固法：選用碳纖維布的抗拉強(qiáng)度達(dá)到3400Mpa以上，受力彈性模量在240000MPa以上,延伸率能達(dá)到2%，單位面積質(zhì)量≦300g/㎡。優(yōu)點(diǎn)：施工容易，重量輕、體積小，速度快，碳纖維布與混凝土結(jié)構(gòu)易結(jié)合，壽命能達(dá)到30～50年。

考慮到時(shí)間就是效益，我們選用了碳纖維布加固法進(jìn)行加固處理，使工程能提前完工，商場提前開業(yè)為業(yè)主提前創(chuàng)造效益。

3.3施工工藝流程

施工準(zhǔn)備混凝土表面處理找平材料配置構(gòu)件表面殘缺修補(bǔ)底膠配置涂刷底膠浸漬樹脂膠配置粘貼碳纖維布表面養(yǎng)護(hù)。

3.4施工工藝要點(diǎn)

3.4．1、表面處理

1）、混凝土表面如出現(xiàn)剝落、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應(yīng)予剔除，對(duì)于較大面積的劣質(zhì)層，在剔除后應(yīng)用聚合物水泥砂漿進(jìn)行修復(fù)。

2）、裂縫部位，如有必要應(yīng)先進(jìn)行封閉處理。

3）、用混凝土角磨機(jī)、砂輪（砂紙）等工具，去除混凝土表面的浮漿、油污等雜質(zhì)，構(gòu)件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸出部位要磨平，轉(zhuǎn)角粘貼處要進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀（R³ 10mm）。

4)、用吹風(fēng)機(jī)將混凝土表面清理干凈并保持干燥。使用高強(qiáng)度聚合物砂漿修補(bǔ)表面凹陷底部分。

3.4.2、構(gòu)件表面殘缺系修補(bǔ)

1）、混凝土表面凹陷部位應(yīng)用刮刀嵌刮整平膠料修補(bǔ)填平，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)用整平膠料填補(bǔ)，盡量減少高差。

2）、轉(zhuǎn)角的處理，應(yīng)用整平膠料將其修補(bǔ)為光滑的圓弧，半徑不小于10mm。

3）、整平膠料須固化后（固化時(shí)間視現(xiàn)場氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不小于2小時(shí)），方可再進(jìn)行下一道工序。

3．4.3、涂底膠

1）、按一定比例將主劑與固化劑先后置于容器中，用攪拌器攪拌均勻，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際氣溫決定用量，并嚴(yán)格控制使用時(shí)間，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)用完。

2）、用滾桶刷或毛刷將膠均勻涂抹于混凝土構(gòu)件表面，厚度不超過0.4mm，并不得漏刷或有流淌、氣泡，等膠固化后（固化時(shí)間視現(xiàn)場氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不小于2小時(shí)），再進(jìn)行下一道工序。

3.4.4、碳纖維布粘貼

1）、粘貼碳纖維布的氣溫應(yīng)在10℃以上，按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維布，除非特殊要求，碳纖維布長度應(yīng)在3m以內(nèi)。

2）、按生產(chǎn)廠家提供的施工工藝規(guī)定配置浸漬膠，比重稱量正確裝入容器充分?jǐn)嚢杈鶆?，一次調(diào)和量應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)用完。用滾筒刷均勻涂抹于所粘貼部位，在搭接、拐角部位適當(dāng)多涂抹一些。

3）、用特制光滑滾子在碳纖維布表面沿同一方向反復(fù)滾壓至膠料滲出碳纖維布外表面，以去除氣泡，使碳纖維布充分浸潤膠料。當(dāng)需要搭接粘貼時(shí)，搭接長度應(yīng)大于10cm。多層粘貼應(yīng)重復(fù)以上步驟，待纖維表面指觸感干燥為宜，方可進(jìn)行下一層碳纖維布的粘貼。

4）、在最外一層碳纖維布的外表面均勻涂抹一層粘貼膠料。

3.4.5、養(yǎng)護(hù)

粘貼碳纖維布后，自然養(yǎng)護(hù)1-2小時(shí)達(dá)到初期固化，應(yīng)保證固化期不受外界干擾和碰撞。碳纖維布粘貼后達(dá)到設(shè)計(jì)值自然養(yǎng)護(hù)應(yīng)在14天左右。

4、加固效果

碳纖維布粘貼完成達(dá)到齡期后，請(qǐng)專業(yè)檢測(cè)部門對(duì)其與混凝土結(jié)合強(qiáng)度做了破壞性拉拔試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果拉拔強(qiáng)度超過設(shè)計(jì)要求，碳纖維布牢固的與混凝土粘結(jié)在一起，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

5、結(jié)論

碳纖維布具有輕、薄、高強(qiáng)度、抗腐濁、耐老化等優(yōu)點(diǎn)。很好的與混凝土結(jié)構(gòu)形成一個(gè)共同體，使混凝土結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度達(dá)到一定的目的。

碳纖維布加固法與粘鋼加固法比較費(fèi)用差不多，但碳纖維布加固施工方法簡單、速度快捷、功效高、施工場地占用少、工期短，在工期上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

碳纖維布加固法效果好，強(qiáng)度高、適用范圍廣、施工質(zhì)量容易保證、耐腐濁及耐久性好不受環(huán)境條件的影響，采用碳纖維布加固后基本不增加結(jié)構(gòu)自身的尺寸和重量，能適應(yīng)各種其它加固無法施工的結(jié)構(gòu)，碳纖維加固法會(huì)在越來越多的領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

【1】仇月冬,張鐵鵬.粘貼碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)新技術(shù)【J】.郵電設(shè)計(jì)技術(shù),2002年（7）:47-49.

篇7

關(guān)鍵詞：碳纖維布；水庫；引水隧洞；加固；應(yīng)用

碳纖維布屬于復(fù)合材料，其在水庫加固工程中應(yīng)用比較多，這項(xiàng)技術(shù)是從歐洲傳過來的，在我國建設(shè)行業(yè)應(yīng)用的時(shí)間并不長，但是在應(yīng)用的過程中收到了良好的應(yīng)用效果。我國對(duì)碳纖維布施工技術(shù)的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，在應(yīng)用與發(fā)展的過程中，這項(xiàng)技術(shù)也在不斷的完善，加固的作用在不斷增強(qiáng)。下面筆者對(duì)碳纖維的加固原理以及應(yīng)用情況進(jìn)行簡單的介紹。

1 碳纖維布加固的原理

碳纖維布是一種性能優(yōu)良的材料，其在水庫引水隧洞加固工程中發(fā)揮著重要的加固效果，在碳纖維布的表面添加適量的膠黏劑，可以增強(qiáng)其加固的效果，還能提高構(gòu)件的承載能力。碳纖維布的加固方式比較特殊，為了更好的應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，相關(guān)工作人員需要對(duì)其進(jìn)行不斷的研究。碳纖維布是由碳素纖維、聚合物纖維、玻璃纖維等材料構(gòu)成的，其不但具有較高的強(qiáng)度，還具有較高的彈性。

應(yīng)用碳纖維布對(duì)混凝土材料進(jìn)行修復(fù)時(shí)，采用的加固方式主要有兩種，一種是碳纖維布配合膠黏劑，提高構(gòu)件的抗彎程度；另一種是對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固。碳纖維布的抗拉強(qiáng)度是碳塑鋼的7-10倍，在使用膠黏劑時(shí)，有底層膠黏劑與粘結(jié)膠黏劑兩種類型，二者都具有提升碳纖維粘結(jié)質(zhì)量的作用。

2 碳纖維布在水庫引水隧洞加固中的應(yīng)用

2.1 工程概況

本水庫工程的主要功能除了灌溉之外，還包括發(fā)電和養(yǎng)殖在其中。水庫的總體容量為4.3億m3，規(guī)模較大。另外，在具體的工程中，取水井的前端主要為矩形的斷面為主。另外，取水井的斷面形狀以圓形為主。其總體的長度為230m，而且上平段和出口段是重要的過程部位，隧洞結(jié)構(gòu)主要是以混凝土結(jié)構(gòu)為主，同時(shí)襯砌的厚度也可以達(dá)到60-100cm左右。這一隧洞的應(yīng)用歷時(shí)較長，經(jīng)過檢測(cè)和研究可見，混凝土構(gòu)件出現(xiàn)碳化的現(xiàn)象是比較常見的，而且在混凝土材料的表面上也出現(xiàn)了縱橫不等的抗裂，另外，隧洞也出現(xiàn)了程度不同的漏水現(xiàn)象，因此，施工人員對(duì)書庫結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善和加固具有一定的現(xiàn)實(shí)性和可行性。

2.2 碳纖維布加固施工

碳纖維具有加固的效果，在水庫引水隧洞加固工程的應(yīng)用中，需要確定好加固的范圍以及施工流程，加固一般是從工作閘門開始的，最后對(duì)下端部位進(jìn)行加工處理，在加工的過程中，施工人員需要采用粘貼纖維布的方式，施工人員還要保證樁好與表面粘貼的密實(shí)性，粘貼的厚度也要保持一致。

在應(yīng)用碳纖維布施工技術(shù)時(shí)，施工但是需要宣傳連續(xù)的纖維材料，保證材料的性能指標(biāo)達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在使用碳纖維布時(shí)，有時(shí)還要結(jié)合膠黏劑一起使用，其可以提高碳纖維布的黏性，可以提高材料的穩(wěn)定性，還可以保證碳纖維布應(yīng)用的高效性。在添加膠黏劑，施工單位多采用的是環(huán)氧樹脂膠黏劑，通過測(cè)試這種材料與碳纖維布結(jié)合后，有著良好的應(yīng)用效果。

在碳纖維加固施工的過程中，需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行處理：

（1）基底處理。碳纖維加固在水利工程多個(gè)項(xiàng)目中都有著廣泛的應(yīng)用，在應(yīng)用在基底工程中時(shí)，施工人員首先需要將隧洞基底中的水全部排出去，以基底露出堅(jiān)硬的混凝土結(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)。在混凝土施工的過程中，由于混凝土材料比較容易受到外界環(huán)境的影響，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)混凝土表面存在嚴(yán)重的裂縫問題，施工單位需要做好裂縫處理工作，保證混凝土的穩(wěn)定性以及整體的強(qiáng)度。在水庫工程中，施工單位多采用的是無收縮灌漿材料，其有著較高的強(qiáng)度，應(yīng)用這種材料時(shí)，對(duì)施工環(huán)境有著一定要求，混凝土材料比較處于完全干燥的狀態(tài)，然后才能將碳纖維布應(yīng)用在混凝土結(jié)構(gòu)加固工程中。在基底處理時(shí)，施工單位應(yīng)做好前期準(zhǔn)備工作，只有做好充足的準(zhǔn)備，才能保證施工的順利進(jìn)行。

（2）底層膠黏劑涂刷。膠黏劑會(huì)受到環(huán)境因素的影響，這包括溫度、濕度以及混凝土表面的干燥程度等，為了保證膠黏劑具有較強(qiáng)的粘結(jié)性能，施工環(huán)境溫度最好控制在不低于5%，濕度應(yīng)不高于85%，混凝土表面含水量小于10%的干燥狀況；按照底層膠粘劑供應(yīng)商提供的工藝規(guī)定進(jìn)行配制，配制數(shù)量需根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際氣溫決定且需要嚴(yán)格控制使用時(shí)間，一般情況下20-50min內(nèi)用完；用滾筒刷或毛刷將配好的底層膠粘劑均勻涂抹于混凝土構(gòu)件表面，厚度不超過0.4mm，等底層膠粘劑固化后，再進(jìn)行下一道工序。

（3）找平膠粘劑涂刷。根據(jù)找平膠粘劑供應(yīng)商提供的工藝規(guī)定進(jìn)行配制；然后將混凝土表面凹陷部位填補(bǔ)平整，尤其是模板接頭部位等有高差部位，盡量填補(bǔ)平整且不應(yīng)有棱角；轉(zhuǎn)角處修復(fù)為光滑的圓弧形狀；找平材料表面指觸干燥后立即進(jìn)行下一道工序。

（4）碳纖維布粘帖。根據(jù)設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維布。為便于粘貼，裁剪好的碳纖維布卷在小圓棍或圓筒上，并編號(hào)以供使用。裁剪和卷布過程中保持碳纖維布表面無灰塵"無雜物；根據(jù)需粘貼的碳纖維布面積確定所需粘貼用膠粘劑的數(shù)量，按產(chǎn)品供應(yīng)商提供的工藝規(guī)定配制粘貼用膠粘劑并均勻涂抹于所要粘貼的部位；下泄水流對(duì)碳纖維布接頭部位的沖刷破壞是控制碳纖維布粘貼順序的關(guān)鍵。

2.4 工程質(zhì)量控制與驗(yàn)收

在施工過程中，施工班組應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行自檢；固化養(yǎng)護(hù)完工后首先由質(zhì)檢員進(jìn)行初驗(yàn)，加固材料必須有碳纖維布及其配套膠粘劑生產(chǎn)廠家提供的材料質(zhì)檢證明，并經(jīng)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)符合國家標(biāo)準(zhǔn)才能進(jìn)場。每一道工序結(jié)束后均應(yīng)按工藝要求進(jìn)行檢查，做好驗(yàn)收記錄，如出現(xiàn)質(zhì)量問題，立即返工；碳纖維片材粘貼位置與圖紙位置相比偏差應(yīng)不大于10mm；施工結(jié)束后的現(xiàn)場驗(yàn)收，以評(píng)定碳纖維布與混凝土之間的粘結(jié)質(zhì)量為主。用小錘等工具輕敲碳纖維布表面，以回聲來判斷粘結(jié)效果。要求空鼓總面積小于粘結(jié)總面積的5%。

結(jié)束語

總之，碳纖維布在水庫引水隧洞加固中發(fā)揮著重要的應(yīng)用價(jià)值，施工單位需要使用高性能的粘結(jié)劑將碳纖維布鋪設(shè)與粘貼到混凝土表面，從而提高混凝土的防滲性及強(qiáng)度。通過實(shí)踐證明，采用碳纖維布有效提高了水庫引水隧洞的加固效果，在應(yīng)用的過程中，具有施工簡單、高效、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可以縮短施工的工期，還能保證工程的經(jīng)濟(jì)效益。碳纖維布在大型的水利工程中有著廣泛的應(yīng)用，其可以保證水庫引水隧洞的加固效果，可以大力推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]李彥軍，劉志奇.碳纖維布加固技術(shù)在水工隧洞中的應(yīng)用[J].人民黃河，2007（4）.

篇8

關(guān)鍵詞:碳纖維;混凝土;結(jié)構(gòu);加固技術(shù)

一、常見的其他加固技術(shù)和碳纖維加固技術(shù)及特點(diǎn)

(一)常見的其他加固技術(shù)

以下對(duì)目前較為廣泛應(yīng)用的加固技術(shù)進(jìn)行簡單介紹。

(1)加大截面加固法

在構(gòu)件外部外包混凝土增大構(gòu)件截面面積和配筋量的一種加固方法稱為加大截面加固法,這種方法能夠達(dá)到提高構(gòu)件承載力的目的。加大截面法工藝簡單,可廣泛應(yīng)用于各種?昆凝土結(jié)構(gòu)的加固,其使用面比較廣。但是其也存在一定的弊端,例如現(xiàn)場工作量大,需較長的時(shí)間進(jìn)行養(yǎng)護(hù),對(duì)結(jié)構(gòu)外觀及房屋凈空也存在一定的影響。

(2)外包鋼加固法

在構(gòu)件四周包以型鋼的一種加固方法稱為外包鋼加固法。在構(gòu)件截面的四角沿構(gòu)件通長或某一段設(shè)置角鋼,橫向用螺栓套箍將角鋼連接成整體,成為外包于構(gòu)件的鋼構(gòu)架(角鋼套箍),這是比較典型的一種。外包鋼加固可分為干式和濕式。外包鋼主要是對(duì)鋼筋混凝土柱和磚柱進(jìn)行加固?；蛘邔?duì)鋼筋混凝上梁和鋼架弦和腹桿進(jìn)行加固。由于濕式外包鋼可大幅提高構(gòu)件的承載能力,因此它主要是對(duì)承受很大荷載的受壓構(gòu)件進(jìn)行加固。

(3)增設(shè)支點(diǎn)加固法

在梁、板等受彎構(gòu)件跨中增設(shè)支撐、支柱、支架等構(gòu)件,形成一個(gè)交點(diǎn),此方法稱為增設(shè)支點(diǎn)加固法。此方法大幅度的提高了承載能力以及減小了梁、板的撓曲變形,主要是因?yàn)樵诹?、板在跨中增設(shè)支點(diǎn)后,使得跨度減小了。

(4)外加預(yù)應(yīng)力加固

采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿或型鋼撐桿對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或整體進(jìn)行加固的方法稱為預(yù)應(yīng)力加固法,其特點(diǎn)是通過預(yù)應(yīng)力段強(qiáng)迫后加部分拉桿或撐桿受力,改變?cè)Y(jié)構(gòu)內(nèi)力分布并降低原結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平,致使一般加固結(jié)構(gòu)中所特有的應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象得以完全消除。因此,后加部分與原結(jié)構(gòu)能較好地共同作用,結(jié)構(gòu)的總體承載能力可顯著提高。

(二)碳纖維加固的特點(diǎn)

碳纖維增強(qiáng)聚合物(Carb。nFibcrRcinforCedPOIymcr,簡稱CFRP)這種高性能材料較其它傳統(tǒng)加固法有著獨(dú)特的優(yōu)越性,這種新興的加固技術(shù)脫穎而出,此加固技術(shù)能夠很好的解決傳統(tǒng)的加固方法中出現(xiàn)的問題,逐漸被應(yīng)用于各種混凝土結(jié)構(gòu)的加固改造。碳纖維布加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是一項(xiàng)新型、高效的結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)技術(shù),其優(yōu)異的力學(xué)性能、簡便的施工工藝與良好的加固效果得到普遍贊同。碳纖維布加固技術(shù)是利用浸漬樹脂將CFRP粘貼于混凝土表面,形成復(fù)合材料體,通過它與混凝土之間的共同工作,達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的加固補(bǔ)強(qiáng)及改善結(jié)構(gòu)受力性能的目的。碳纖維布加固具有高強(qiáng)高效、重量輕,厚度薄、適用面廣、施工方便、施工質(zhì)量易保證和良好的耐久性及耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)。

二、碳纖維加固基本施工步驟

碳纖維加固的施工方便,基底處理――涂底膠――找平――粘貼――保護(hù)為碳纖維加固的基本施工步驟。

(一)基底處理

①鑿除混凝土表層的蜂窩以及被腐蝕的混凝土,然后用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修復(fù)。

②清理混凝土表面的雜質(zhì),打磨平整構(gòu)件基面的混凝土,對(duì)表面的凸起部位必須磨平,在轉(zhuǎn)角粘貼處要進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀(R>20mxn)。

③用風(fēng)機(jī)將混凝土表面灰塵清理干凈,并保持干燥。

(二)涂底膠

①按配合比主劑:固化劑叼:l配置底膠。

②將底膠均勻涂刷于混凝土表面,待膠固化后(一般固化時(shí)間為6~24h),再進(jìn)行下一工序施工。

(三)找平

①混凝土表面凹陷部位應(yīng)用修補(bǔ)劑填平。

②在轉(zhuǎn)角處用修補(bǔ)劑修補(bǔ)成光滑的圓弧,半徑不小于20ram。待修補(bǔ)劑表面接觸干燥后方可進(jìn)行下一步工序。

(四)粘貼

①按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維布。

②調(diào)配、攪拌粘貼材料粘結(jié)劑浪用方法與底膠相同),不能出現(xiàn)漏刷現(xiàn)象,特別注意要粘貼碳纖維的邊緣部位。

③粘貼碳纖維布,按照設(shè)計(jì)要求粘貼的部位,用特制工具反復(fù)沿纖維方向滾壓,將氣泡除掉:而且要求粘結(jié)膠必須充分浸透碳纖維布;并用舌0板刮涂碳纖維布表面粘結(jié)膠,使之均勻。

④碳纖維布沿纖維方向的搭接長度不得小于200mm。

(五)保護(hù)

加固后的碳纖維布表面采月]抹灰或噴防火涂料進(jìn)行保護(hù)。

三、碳纖維加固施工中應(yīng)注意的問題

碳纖維加固施工中應(yīng)注意一些問題:第一,對(duì)于主劑、固化劑的配置必須按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行,一定要防止材料加錯(cuò)或者不均勻攪拌膠液,在施工過程中,溫度和濕度應(yīng)同時(shí)給予一定的重視,為了避免產(chǎn)品質(zhì)量受影響,還應(yīng)該注意產(chǎn)品存儲(chǔ)條件以及存儲(chǔ)時(shí)間。第二,根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用合適的膠品種,注意固化劑的用量(不宜過大),以防涂0不及時(shí)而導(dǎo)致反應(yīng)熱不能及時(shí)釋放,從而引起膠液固化起來,耽誤施工進(jìn)程。第三,攪拌不充分,導(dǎo)致沒有反應(yīng)的成分在表面析出。第四,碳纖維布的加固效果受碳纖維與基層產(chǎn)生空鼓的影響,碳纖維與基層產(chǎn)生空鼓的原因是由于混凝土表面凹凸不平,打磨、找平施工不正確、一次粘貼的碳纖維布過寬且混凝土表面不平、拐角弧度不一致。

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關(guān)鍵詞： 復(fù)合材料 碳纖維 混凝土結(jié)構(gòu)加固 疲勞壽命

Abstract: carbon fiber reinforcement concrete structure is a kind of high efficient, has broad application prospects of the reinforcement technology, relates to material science, mechanics, structural engineering and other fields of knowledge. This paper combines Beijing high-speed bridge repair and reinforcement example, single from the mechanics of composite material fatigue life analysis method.

Key words: composite material of carbon fiber reinforced concrete structure fatigue life

中圖分類號(hào)：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

在對(duì)濟(jì)廣高速高架橋的檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)該橋存在較多病害，上部結(jié)構(gòu)梁底出現(xiàn)了較多裂縫。經(jīng)山東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院、山東高速檢測(cè)咨詢中心等有關(guān)部門現(xiàn)場查看，確定對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)板、鋼筋混凝土連續(xù)剛構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土等截面連續(xù)剛構(gòu)出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行封閉處理并粘貼碳纖維，提高其抗彎承載力。

1 碳纖維材料在橋梁加固中的應(yīng)用

對(duì)于混凝土橋梁的抗彎加固，目前常用的方法有增大截面加固、粘貼鋼板加固、體外預(yù)應(yīng)力加固、粘貼纖維復(fù)合材料加固等。這些加固方法各有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也有不足之處。加大截面加固能有效提高結(jié)構(gòu)的剛度和承載力，但施工周期長，增加結(jié)構(gòu)自重，減小橋下使用空間；粘貼鋼板加固對(duì)結(jié)構(gòu)剛度提高明顯，但鋼板具有容易腐蝕耐久性差的缺點(diǎn)，且使用的結(jié)構(gòu)膠往往因老化產(chǎn)生粘結(jié)破壞；體外預(yù)應(yīng)力加固對(duì)剛度和承載能力提高明顯，但錨固端受力很大不容易控制，且施工繁瑣，加固成本較高。粘貼纖維復(fù)合材料加固，即采用粘結(jié)劑將碳纖維片材附著于結(jié)構(gòu)損傷的表面，使一部分荷載透過膠層傳遞到碳纖維片材上，從而降低受損結(jié)構(gòu)處的應(yīng)力作用，進(jìn)而控制裂紋擴(kuò)展速率以達(dá)到制止裂縫擴(kuò)展的作用，最終使結(jié)構(gòu)使用周期得以延續(xù)。纖維材料由于自重輕，抗拉強(qiáng)度高，抗腐蝕能力強(qiáng)，提高最大承載力明顯，但對(duì)剛度提高不大。

在粘貼鋼板和粘貼碳纖維布橋梁加固中，我們通過對(duì)碳纖維復(fù)合材料和鋼筋進(jìn)行比較可看出兩者的優(yōu)劣。碳纖維復(fù)合材料初始缺陷損傷尺寸比金屬材料大，例如纖維斷開、基體開裂、纖維與基體脫膠、層間局部脫離等，但疲勞壽命比金屬長，同時(shí)碳纖維復(fù)合材料疲勞損傷是累積的，而且有明顯的征兆，金屬材料損傷累積是隱蔽的，破壞有突發(fā)性。金屬材料在交變載荷作用下往往出現(xiàn)一條疲勞主裂紋，它控制最后的疲勞破壞。而碳纖維復(fù)合材料往往在高應(yīng)力區(qū)出現(xiàn)較大范圍的損傷，疲勞破壞很少由單一的裂紋控制?？偟膩碚f，碳纖維復(fù)合材料抗疲勞破壞的性能比金屬材料好很多。

2 疲勞特性

2.1碳纖維布加固混凝土梁后，在疲勞荷載作用下，碳纖維布能夠明顯降低加固梁中的箍筋應(yīng)變。對(duì)于完好加固梁，粘貼碳纖維布后，箍筋應(yīng)變減少達(dá)到40%-50%；對(duì)于損傷的加固梁，箍筋應(yīng)變減少達(dá)到20%-40%。

2.2隨著疲勞次數(shù)的增加，碳纖維應(yīng)變不斷增大，且單纖維布用量越大，其應(yīng)變?cè)叫　Ｕ迟N40mm碳纖維布加固梁相對(duì)于粘貼20mm碳纖維布加固梁，碳纖維應(yīng)變減少10%-40%。

2.3碳纖維和箍筋應(yīng)變均在疲勞前10萬次增長較快，幾乎達(dá)到應(yīng)變的70%-90%，其后增長趨于穩(wěn)定，這與疲勞損傷的一般規(guī)律是一致的。

2.4在疲勞荷載作用下，碳纖維布能夠限制斜裂縫的發(fā)展，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)疲勞抗剪能力。

2.5碳纖維布加固鋼筋混凝土梁后，在受荷過程中相互作用，各材料應(yīng)力相互調(diào)整，各材料相互作用和應(yīng)力的相互調(diào)整將直接影響碳纖維布在不同受荷階段的發(fā)揮水平。

3 碳纖維疲勞損傷機(jī)理

單向復(fù)合材料正鈾拉伸疲勞時(shí)，基體內(nèi)首先形成橫向裂紋，當(dāng)局部纖維斷裂時(shí)形成裂紋擴(kuò)展、界面脫膠、由纖維損傷引起基體裂紋增長和纖維橋聯(lián)．也可形成它們的組合情況。圖1和圖2分別表示單向復(fù)合材料正軸拉伸疲勞基體損傷和纖維損傷的幾種型式。單向復(fù)合材料正軸拉—拉疲勞纖維斷裂的情況如圖3所示。

圖1單向復(fù)合材料正軸拉伸疲勞基體損傷

（a）分散裂紋限于基體內(nèi) （b）局部纖維斷裂，裂紋擴(kuò)展，界面破壞

圖2單向復(fù)合材料正軸拉伸疲勞纖維損傷

（a）纖維斷裂引起界面脫膠（b）纖維斷裂引起基體裂紋增加

（c）纖維橋聯(lián)基體裂紋

圖3單向復(fù)合材料正軸拉伸疲勞纖維斷裂

4碳纖維疲勞壽命預(yù)測(cè)

疲勞壽命預(yù)測(cè)有三種理論模型：

4.1疲勞裂紋擴(kuò)展速率線彈性斷裂力學(xué)認(rèn)為決定疲勞裂紋擴(kuò)展的是應(yīng)力強(qiáng)度因子的幅值 ，Paris由此得出下列公式

其中 為疲分裂紋擴(kuò)展速率，C為材料常數(shù)，n為擴(kuò)展指數(shù)。

此公式是針對(duì)金屬材料疲勞裂紋擴(kuò)展的，它對(duì)復(fù)合材料基體(樹脂等)和短纖維復(fù)合材料也適用，但是對(duì)于其它連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料．預(yù)制了裂紋的試件在疲勞過程中并不以主裂紋擴(kuò)展而是以損傷區(qū)擴(kuò)展而發(fā)生破壞。對(duì)于無預(yù)制裂紋的試件更是以損傷形式擴(kuò)展，因此，用疲勞裂紋擴(kuò)展的方法預(yù)估壽命是困難的。

4.2 累積損傷理論Miner從數(shù)學(xué)上定義，材料在應(yīng)力水平 下的疲勞壽命為N周，當(dāng)在此應(yīng)力水平下受載n周時(shí)，材料損傷為D=n/N,顯然 時(shí)材料破壞。在變化幅值應(yīng)力作用下，Miner的線性累積損傷理淪認(rèn)為，當(dāng)

時(shí)材料發(fā)生破壞，式中表示在第i個(gè)應(yīng)力水平 作用的應(yīng)力循環(huán)周數(shù)， 為該應(yīng)力水平下疲勞壽命周數(shù)， 表示對(duì)整個(gè)過程中所有 水平對(duì)應(yīng)的周數(shù)求和。如已經(jīng)測(cè)得材料的S-N曲線以及載荷譜，則可預(yù)測(cè)何時(shí)發(fā)生破壞。某些實(shí)驗(yàn)表明復(fù)合材料不完全遵守這一規(guī)律，當(dāng)應(yīng)力由低變到高時(shí)， 往往小于1；而應(yīng)力由高變低時(shí)， 常在大于1時(shí)發(fā)生破壞，因此有人提出非線性累積損傷理論， 等加以修正。

4.3 剩余強(qiáng)度理論由式 可知，材料損傷隨疲勞周數(shù)增加而發(fā)展，材料內(nèi)在缺陷發(fā)展而破壞，它取決于載荷和環(huán)境等外因。此外，結(jié)構(gòu)破壞的臨界荷載隨裂紋長度和損傷D增大而降低。剩余強(qiáng)度理論認(rèn)為:在外在交變載荷作用下由于損傷D增大,材料強(qiáng)度由其靜強(qiáng)度R(0)下降到剩余強(qiáng)度R(n),一旦外加載荷峰值 達(dá)到R(n)，材料便發(fā)生破壞。利用此理論預(yù)測(cè)疲勞壽命，還需了解損傷D的演變規(guī)律及剩余強(qiáng)度與損傷的關(guān)系，目前這一理論尚在進(jìn)—步研究中。

總之由于復(fù)合材料的復(fù)雜性和性能的分散性，其疲勞問題受多種因素影響也非常復(fù)雜，本文列出的計(jì)算分析方法還有待實(shí)踐修正，需繼續(xù)總結(jié)研究。

參考：1、《混凝土加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2006

2、《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》【S】CECS146：2003

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[關(guān)鍵詞]橋梁；碳纖維布；加固

中圖分類號(hào)：U445.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）29-0184-02

一、碳纖維布的特點(diǎn)

1、材料質(zhì)輕高強(qiáng)：抗拉強(qiáng)度3200～3800MPa，為同截面鋼材的10倍以上，比重2.0～3.0g/cm3，單層厚度0.15～0.2mm，用粘結(jié)劑將它與結(jié)構(gòu)物粘貼后形成一體，厚度僅為2mm左右，基本上不增加構(gòu)件截面，而結(jié)構(gòu)物自重的增加幾乎可以忽略，能可靠地保證與原鋼筋混凝土構(gòu)件共同工作，獲得優(yōu)異的補(bǔ)強(qiáng)效果；適用面廣，廣泛適用于建筑物橋梁隧道等各種結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)形狀的加固修復(fù)和抗震加固及節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)加固。

2、施工便捷：占用場地少，不需大型機(jī)具，沒有濕作業(yè)，無需動(dòng)火，無需現(xiàn)場固定設(shè)施，施工工效高。

3、高耐久性：不會(huì)生銹，非常適合高酸、堿、鹽及大氣腐蝕環(huán)境中使用，還具有抗疲勞強(qiáng)度高，耐磨損、抗老化等優(yōu)點(diǎn)。

二、加固原理

加固原理：將碳纖維布，采用高性能的碳纖維配套樹脂浸漬膠粘結(jié)于混凝土構(gòu)件的表面，利用碳纖維材料良好的抗拉強(qiáng)度，達(dá)到增強(qiáng)構(gòu)件承載能力及強(qiáng)度的目的。下面對(duì)碳纖維復(fù)合材料和粘結(jié)材料進(jìn)行重點(diǎn)介紹：

1、碳纖維復(fù)合材料

碳纖維復(fù)合材料通常有纖維合基體組成。加固砼結(jié)構(gòu)用的纖維材料目前主要有三種：玻璃纖維、碳纖維和芳綸纖維。碳纖維復(fù)合材料的力學(xué)特點(diǎn)是其應(yīng)力應(yīng)變量完全線彈性，不存在屈服點(diǎn)或塑性區(qū)。由于碳纖維材料具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)異物理力學(xué)性能，以及現(xiàn)場施工便捷，所以是舊橋加固補(bǔ)強(qiáng)的理想材料。

加固砼構(gòu)件所用的碳纖維布，是由碳纖維長絲經(jīng)變制而成制成的柔軟片材。目前可用于舊橋結(jié)構(gòu)加固的碳纖維有單向碳纖維布、單向碳纖維交織布、雙向碳纖維交織布及單項(xiàng)壓層材料等，可根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)部位和受力特性與方向等，選擇相應(yīng)的碳纖維布進(jìn)行加固。

2、粘結(jié)材料

粘結(jié)材料是性能保證碳纖維布與砼共同工作的關(guān)鍵，也是兩者之間傳力途徑的薄弱環(huán)節(jié)。因此，粘結(jié)材料應(yīng)有足夠的剛度與強(qiáng)度保證碳纖維與混凝土間剪力的傳遞，同時(shí)應(yīng)有足夠的韌性，不會(huì)因混凝土開裂導(dǎo)致脆性粘結(jié)破壞。此外，由于舊橋加固均在野外，所以粘結(jié)材料還應(yīng)能在一般氣候條件下固化，且固化時(shí)間合適（一般保證有3h左右），具有適宜的流動(dòng)性和粘度，固化收縮率小。

粘結(jié)材料是既能將連續(xù)纖維狀的碳纖維結(jié)合在一起，同時(shí)又能與混凝土表面粘合的系列粘結(jié)材料。它主要包括三類材料：底層涂料、整平材料和浸漬樹脂。

底層涂料（底涂膠）在處理好的混凝土表面上，涂一層很薄的底層膠，既可以浸入混凝土表面，強(qiáng)化混凝土表面強(qiáng)度，又可以改進(jìn)膠結(jié)性能，從而使混凝土與碳纖維布之間的粘結(jié)性得以提高。因此要求底涂料膠必須具有很低的粘度，以及與混凝土間良好的粘結(jié)性能，以便于涂刷在混凝土表面后，膠粘劑能滲入混凝土結(jié)構(gòu)中。為保證性能，應(yīng)盡量避免使用溶劑型膠。

整平材料（找平膠）碳纖維布只有與所加固補(bǔ)強(qiáng)的混凝土表面緊密接觸，才能產(chǎn)生良好的補(bǔ)強(qiáng)效果。但混凝土表面的銳利突起物、錯(cuò)位和轉(zhuǎn)角部位等都可能使碳纖維布產(chǎn)生損傷，并引強(qiáng)度降低?；炷恋牡讓油苛现劣|干燥后，必須用找平膠進(jìn)行找平，同時(shí)將矩形斷面直角打磨后補(bǔ)成圓弧狀。

找平膠應(yīng)具有優(yōu)良的力學(xué)性能，以及良好的施工性能與觸變性能。在施工過程中，找平膠應(yīng)易于操作，且不隨時(shí)間的延長出現(xiàn)明顯的變形，同時(shí)應(yīng)防止膠的滴掛。一般的普通環(huán)氧樹脂的粘結(jié)強(qiáng)度和強(qiáng)韌性都達(dá)不到找平膠的要求，不應(yīng)調(diào)配使用。

浸漬樹脂（粘結(jié)主膠）浸漬樹脂在粘結(jié)材料中起著至關(guān)重要的作用，它連接底膠與碳纖維布。它的粘度應(yīng)控制在一定的范圍，有利于浸漬樹脂順利地將碳纖維布粘附于混凝土表面，經(jīng)過碾壓，使浸漬樹脂很容易浸透碳纖維布，形成一個(gè)復(fù)合性整體，共同抵抗外力作用。

浸漬樹脂不僅應(yīng)具有良好的滲透性以利于浸透碳纖維布，同時(shí)還應(yīng)具有一定的初粘力，防止粘結(jié)的碳纖維布塌落而形成空洞或空隙。并且本身應(yīng)具有良好的觸變性，易于施工且不會(huì)發(fā)生明顯的滴淌現(xiàn)象。另外，膠粘劑與碳纖維的相如性和粘結(jié)力必須極好，才能滿足纖維布和混凝土形成預(yù)定的復(fù)合材料。

防護(hù)材料（罩面膠）罩面膠是為了施工表面美觀和保護(hù)碳纖維布。只要求材料能涂覆在碳纖維布表面，并不脫層，不掉落，能長期在冷熱干燥的空氣中穩(wěn)定，防止復(fù)合材料被紫外線直接照射。

膠與膠的相容性，用碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)的施工過程中，膠是一層一層疊加上去復(fù)合而成的，與砼直接接觸的只有底涂膠、找平膠，而粘結(jié)主膠、找平膠、碳纖維布和罩面膠相連；因此不同膠之間的相容性粘結(jié)性應(yīng)予以充分的考慮。

三、加固受力特點(diǎn)分析

與傳統(tǒng)的其它加固方法相比，采用碳纖維布加固舊橋能最小程度的改變?cè)薪Y(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布，保證在設(shè)計(jì)荷載范圍內(nèi)與原結(jié)構(gòu)共同受力。

將抗拉性能優(yōu)良的碳纖維布粘貼到梁體地面或箱梁內(nèi)壁上，使其與原結(jié)構(gòu)一起受力，及碳纖維布可以與原結(jié)構(gòu)內(nèi)部的鋼筋一道共同承受拉力，以提高舊橋的承載力。

沿橋梁的主拉應(yīng)力方向（或與裂縫正交方向）粘貼碳纖維布，兩端分別設(shè)置錨固端，據(jù)此可約束混凝土裂縫、防止裂縫再擴(kuò)展，從而達(dá)到提高構(gòu)件抗彎剛度、減少構(gòu)件撓度、改善梁體受力狀態(tài)的目的。

碳纖維布加固混凝土構(gòu)件，在提高其受彎承載力的同時(shí)還可能影響受彎構(gòu)件的破壞形態(tài)。當(dāng)碳纖維布用量過多時(shí)，構(gòu)件的破壞形態(tài)將由碳纖維被拉斷引起的破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榛炷镣蝗槐粔核榈钠茐?。與此同時(shí)，由于碳纖維為完全彈性的材料，它與鋼筋的共同工作會(huì)減弱鋼筋塑性性能對(duì)構(gòu)件延性的影響。碳纖維布用量過多，構(gòu)件延性將有所降低，因此，碳纖維布用于鋼筋混凝土梁式橋的加固補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理使用。

試驗(yàn)研究證實(shí)，碳纖維布能夠提高混凝土梁抗剪承載力，其作用機(jī)理與箍筋類似，同時(shí)還能明顯改善構(gòu)件的變形性能，增強(qiáng)構(gòu)件的變形能力。

碳纖維布與混凝土基層界面，可分為兩個(gè)界面區(qū)，即混凝土基層與粘結(jié)樹脂界面區(qū)、粘結(jié)樹脂與碳纖維布界面區(qū)。粘結(jié)性能的本質(zhì)是接觸面間的相互作用，宏觀上表現(xiàn)為液態(tài)聚合物浸潤表面后形成的機(jī)械鎖結(jié)，微觀上表現(xiàn)為分子擴(kuò)散后相互纏結(jié)作用，或化學(xué)鍵作用，或靜電吸引作用，或其符合作用。

四、碳纖維布加固舊橋特點(diǎn)

1、不增加永久作用及斷面尺寸；

2、可適應(yīng)不同構(gòu)件形狀，成型很方便；

3、施工簡便；

4、采用碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)，對(duì)原結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生新的損傷；

5、能有效地封閉混凝土的裂縫；

6、碳纖維布（片）具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性；

7、不影響結(jié)構(gòu)的外觀。

五、碳纖維布加固設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn)

由于碳纖維布加固后在最后破壞時(shí)的突然性（拉斷或剝離等脆性破壞），其承載力極限狀態(tài)不能按普通鋼筋混凝土的定義，一般應(yīng)按碳纖維抗拉強(qiáng)度的2/3進(jìn)行抗彎承載力計(jì)算。

采用碳纖維布加固舊橋，目前一般的計(jì)算方法是將碳纖維布按照一定的標(biāo)準(zhǔn)（例如強(qiáng)度或允許應(yīng)力）近似換算成一定用量的鋼筋，然后按照傳統(tǒng)的鋼筋混凝土受力分析模型進(jìn)行理論分析。雖然是近似計(jì)算方法，但理論分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合得很好，因此在一般情況下是適用的。

六、施工工藝

1、施工準(zhǔn)備

擬定施工方案和施工計(jì)劃，應(yīng)對(duì)所使用的碳纖維片材、配套樹脂、機(jī)具等作好施工前的準(zhǔn)備工作

2、基面處理

（1）混凝土表面的劣化層（如浮漿、風(fēng)化層等）要用砂輪機(jī)進(jìn)行清除和打磨，露出混凝土結(jié)構(gòu)層；（2）基面錯(cuò)位與突出部分要磨平，轉(zhuǎn)角部位要進(jìn)行倒角處理；（3）裂縫部分按設(shè)計(jì)要求對(duì)裂縫進(jìn)行灌縫或封閉處理。

3、基面的清洗

（1）先用鋼絲刷將表面松散浮渣刷去，然后用壓縮空氣除去粉塵；（2）用丙酮或無水酒精擦試表面，也可以用清水沖洗，但必須保證其充分干燥后才能進(jìn)行下道工序的施工。

4、涂刷底膠

（1）按比例準(zhǔn)確配置好底膠并攪拌均勻，注意一次調(diào)和量應(yīng)在可使用時(shí)間內(nèi)完成，超過時(shí)間的絕對(duì)不能使用，以確保粘結(jié)質(zhì)量；（2）用滾筒或刷子均勻地涂抹在基面上，注意直接均勻涂抹，自然風(fēng)干。如在冬季施工時(shí)膠的粘結(jié)都較高，不能涂的太厚；（3）底膠硬化后，使表面有凸起部分時(shí)，要用磨光機(jī)或砂紙打光；（4）待底膠指觸干燥后，進(jìn)入下道工序。

5、粘貼面的修補(bǔ)

（1）若發(fā)現(xiàn)粘貼面上有凹入部位，應(yīng)用找平膠進(jìn)行修補(bǔ)，保證粘貼面的平整，以確保加固效果；（2）待找平膠指觸干燥后進(jìn)入下一道工序。

6、粘貼碳纖維布

（1）在待粘貼面上劃出各層位置；（2）依設(shè)計(jì)尺寸裁剪碳纖維布，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)和作業(yè)空間確定下料長度，若需要進(jìn)行接長時(shí)，接頭的長度應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定，一般不得小于15cm；（3）下料數(shù)量應(yīng)以當(dāng)天能用完為準(zhǔn)；（4）粘貼碳纖維布時(shí)，應(yīng)依設(shè)計(jì)位置由上而下，由左至右有秩序地粘貼，并以滾筒壓擠貼片，是碳纖維布與浸漬樹脂充分結(jié)合，同時(shí)以壓板去除氣體；（5）即時(shí)觀察貼片是否密實(shí)，若發(fā)現(xiàn)有間隙或氣泡時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理。

7、罩面防護(hù)處理

（1）粘貼完碳纖維布后，即時(shí)在其表面再制衡均勻涂抹一層浸脂樹脂，自然風(fēng)干；（2）確保貼片表面已充分風(fēng)干結(jié)合后，在其表面涂抹罩面膠或采取其他措施處理，以保證各層膠的耐久性。

七、粘貼施工要求

1、對(duì)被加固構(gòu)件的基面要求

因?yàn)橛锰祭w維布加固混凝土構(gòu)件是依賴于碳纖維布與構(gòu)件表面的粘貼效率，所以要求基面的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C15。同時(shí)要求被加固構(gòu)件應(yīng)具有良好的保護(hù)層，即基面平整且具有一定強(qiáng)度。對(duì)于構(gòu)件有剝落、起皮、腐蝕、裂縫及嚴(yán)重碳化表面缺損，必須先進(jìn)行修復(fù)，并應(yīng)將粘貼基面打磨平整、清理干凈，且不應(yīng)存在尖銳棱角和浮灰粉塵，防止碳纖維布的局部剝斷破壞和粘貼失效。

2、碳纖維布的粘貼

用碳纖維布加固混凝土構(gòu)件宜采用薄布多層的粘貼方法，使其與粘貼材料充分浸潤，確保粘貼效率。對(duì)于受彎構(gòu)件宜在受拉區(qū)沿軸向平直粘貼碳纖維布進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，并在主纖維方向的斷面部進(jìn)行附加錨固處理。

3、碳纖維布的搭接與截?cái)?/p>

加固的碳纖維布一般不應(yīng)采取沿主纖維方向的搭接，尤其是對(duì)受拉構(gòu)件和受彎構(gòu)件受拉區(qū)的加固。根據(jù)國內(nèi)外對(duì)碳纖維布與混凝土間粘結(jié)錨固的試驗(yàn)結(jié)果，粘結(jié)應(yīng)力主要集中于端部100mm范圍內(nèi)，粘結(jié)破壞是脆性的，且粘結(jié)應(yīng)力一般不會(huì)產(chǎn)生擴(kuò)展。因此，若碳纖維布確需搭接時(shí)，其搭接部位應(yīng)避開構(gòu)件應(yīng)力最大區(qū)段，搭接長度不應(yīng)小于100mm，且搭接接端部應(yīng)平整無翹曲。多層搭接的各層接口位置不應(yīng)的同一截面，每層接口位置的凈距宜大于200 mm.

4、施工時(shí)其他應(yīng)注意的事項(xiàng)

（1）現(xiàn)場氣溫低于5℃及雨天或可能結(jié)露時(shí)，應(yīng)停止施工；（2）在施工現(xiàn)場，應(yīng)做好防火等安全措施；（3）各種膠粘附在皮膚上時(shí)，要用肥皂水沖洗，特別是進(jìn)入眼內(nèi)，要立即用水清洗或接受醫(yī)生治療。

5、加固所用的碳纖維布及其配套粘結(jié)材料均應(yīng)有廠家所提供的材料檢驗(yàn)證明和合格證。

參考文獻(xiàn)

[1] 《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》