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二、 碳纤维加固技术

三、碳纤维加固工艺原理

将抗拉强度极高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强材料 （单向连续纤维） ； 用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上,形成一个新的复合体,使增强粘贴材料与原有钢筋混凝土共同受力增大结构的抗裂或抗剪能力,提高结构的强度,刚度,抗裂性和延伸性。

四、碳纤维加固特点

1.材料轻质高强

碳纤维片的抗拉强度比同截面钢材高 7～10 倍,将它用环氧树脂与钢筋混凝土构件粘贴后,能可靠地与构件形成一体,共同工作,具有优异的补强效果,而结构自重的增加几乎可以忽略。

2.抗腐蚀

能有效地防护构件的混凝土和钢筋免受酸,碱,盐,水等介质的腐蚀。

3.耐老化

碳纤维片与环氧树脂胶结材料本身及经其补强的混凝土构件可以长期承受紫外线,核辐射。长期在 – 54～82℃温度下使用,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,耐久性将更加突出。

4.高温性能

碳纤维本身具有非常高的耐热性,但碳纤维增强复合材料与混凝土粘贴后的耐热性由 环氧树脂决定。 因为环氧树脂在接近 80℃时发生软化, 所以碳纤维增强复合材料的耐热温度为 80℃的强度保持率为 80％, 从设计强度的安全率考虑, 80℃应视作使用的上限温度。 另外, 当温度达到 260℃并持续该温度两小时后降至室温,碳纤维复合材料的抗拉强度不发生任何变化。

5.保持结构原状,外形美观

碳纤维片便于随构件原形裁剪,贴附。修复补强不增加构件高宽尺寸及体积,且表面可以涂刷,粘贴饰面材料,防火材料。

6．施工简便,快捷

传统加固补强施工工艺如粘钢,外包混凝土方法必须进行大量混凝土剔凿,钢 筋绑扎,焊接,浇筑混凝土以及大型机械设备吊装等作业,而碳纤维片加固补强施工却不需要。因此它对施工空间要求很低,便于在狭窄空间作业,施工快捷,对生产,使用的干扰很小。

五、施工工艺

工艺流程： 

施工准备→砼表面处理→涂刷底胶→构件表面残缺面修补→粘贴碳纤维→

表面养护→找平材料配置→底层或树脂配制→浸渍树脂配制

操作要点：

（1）一般要求: 

    1）、粘贴碳纤维片材加固修复混凝土结构应由熟悉该技术施工工艺的专业施工队伍完成，并应有加固修复方案和施工技术措施。 

    2）、碳纤维加固施工必须遵循下列工序进行： 

    3）、施工宜在5℃以上环境温度条件下进行，并应符合配套胶粘剂的施工使用温度。当环境温度低于5℃时，应使用适用于低温环境的配套胶粘剂或采用升温处理措施。 

    4）、施工时应考虑环境湿度对胶粘剂固化的不利影响。 

    5）、在表面处理和粘贴碳纤维片材前，应按加固设计部位放线定位。 

    6）、胶粘剂配制时应按产品使用说明中规定的配比称量置于容器中，用搅拌器均匀搅拌至色泽均匀。搅拌用容器内及搅拌器上不得有油污及杂质。应根据现场实际环境温度决定胶粘剂的每次拌合量，并按使用要求严格控制使用时间。 

（2）施工准备: 

    1）、应认真阅读施工图。 

    2）、应根据施工现场和被加固构件混凝土的实际状况，拟定施工方案和施工计划。 

　　3）、应对所使用的碳纤维片材、配套胶粘剂、机具等作好施工前的准备工作。

（3）混凝土表面处理：

　1）将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净。

　2）对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分，进行修补、复原。

　3） 裂缝修补：缝宽小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂进行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。

　4）打磨：将构件表面凸出部分（混凝土构件交接部位、模板的接槎等）打磨平整，修复后的构件表面尽量平顺。

　5） 清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。

 （4）涂刷底胶: 

    1）、应按产品供应商提供的工艺规定配制底层胶粘剂，根据现场实际气温决定胶料用量。并严格控制使用时间，超过适用时间后不得使用。 

    2）、用滚筒或毛刷将底层胶粘剂均匀涂抹于混凝土表面，胶体厚度不超过0.4mm，并不得漏刷、流淌或有气泡产生，在底胶表面指触干燥后立即进行下一步工序施工。 

 （5）找平处理: 

    1）、应按产品供应商提供的工艺规定配制找平材料。 

    2）、应对混凝土表面凹陷部位用找平材料填补平整，且不应有棱角。 

    3）、转角处应用找平材料修复为光滑的圆弧，半径应不小于20mm。 

　　4）、应在找平材料表面指触干燥后立即进行下一步工序施工。

（6）粘贴碳纤维：

　　粘贴碳纤维材料之前，首先应确认粘贴表面干燥。气温在-10℃以上，相对湿度RH＞85%时，如无有效措施不得施工。为防止碳纤维受损，在碳纤维材料运输、储存、裁切和粘贴过程中。应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断碳纤维材料，每段长度一般以不超过6m为宜。为防止材料在保管过程中损坏，材料的裁切数量应按当天的用量裁切为准。碳纤维纵向接头必须搭接20cm以上。该部位应多涂树脂，碳纤维横向不需要搭接。其施工工艺要点如下：

　　1）粘贴树脂的主剂、固化催促剂和固化剂应按规定的比例称量准确，装入容器，用搅拌器搅拌均匀。一次调和量应以在可使用时间内用完为准。

　　2）粘贴时，在碳纤维和树脂之间尽量不要有空气。可用罗拉（专用工具）沿着纤维方向在碳纤维材料上滚压多次，使树脂渗浸入碳纤维中。

（7）. 养护：

粘贴碳纤维材料后，需自然养护1-2小时达到初期固化，应保证固化期间不受外界干扰和碰撞。

六、检验与验收: 

　　 1、在开始施工之前，应确认碳纤维片材及配套胶粘剂类粘结的产品合格证、产品质量出厂检验报告，各项性能指标应符合要求。 

　　 2、采用碳纤维片材及配套胶粘剂类粘结材料对混凝土结构进行加固修复时，应严格按施工工艺及流程的有关条款进行各工序隐蔽工程检验与验收。如施工质量不能满足施工工艺及流程的有关条款要求时，应立即采取补救措施或返工。 

　　 3、碳纤维片材实际粘贴面积应不少于设计量，位置偏差应不大于10mm。 

　　 4、碳纤维片材与混凝土之间的粘结质量可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维片材表面的方法来检查，总有效粘结面积不应低于95%。当碳纤维布的空鼓面积小于10000㎜2时，可采用针管注胶的方式进行补救。空鼓面积大于10000㎜2时，宜将空鼓处的碳纤维片材切除，重新搭接贴上等量的碳纤维片材，搭接长度不小于100mm。 

　　 5、必要时可对碳纤维片材和配套胶粘剂类粘结材料进行现场取样检验。