建筑加固之碳纖維布加固

目前常用的加固方法有很多，如：加大截面法、外包鋼加固法、粘鋼加固法、碳纖維加固法等。碳纖維加固修補(bǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)是繼加大混凝土截面、粘鋼之后的又一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)。

      纖維加固包括碳纖維布加固和碳纖維板加固兩種，主要應(yīng)用在：混凝土結(jié)構(gòu)粱的受彎和受剪加固、板的受彎加固、柱的抗震加固等，廠房、校舍、大廈、醫(yī)院等民用建筑加固補(bǔ)強(qiáng)；橋梁、水利等基礎(chǔ)設(shè)施加固補(bǔ)強(qiáng)。

     碳纖維布具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能。加固混凝土構(gòu)件所用的碳纖維布，是碳纖維材料通過一定的制作工藝與特定的樹脂材料復(fù)合而制成的，是將碳纖維長絲經(jīng)編織而制成的柔軟片況材料。碳纖維布在編織時，將大量的碳纖維長絲沿一個主方向均勻平鋪，形成很薄的以主纖維方向受力的碳纖維布。

（1）抗拉強(qiáng)度高，是同等截面鋼材的7-10倍。

（2）自重輕：重量約為鋼材的五分之一，基本不增加構(gòu)件自重。

（3）耐久性好，抗酸堿腐蝕，抗疲勞，且在任何惡劣環(huán)境下皆可使用。

（4）柔軟，施工不受構(gòu)件外形限制，方便快捷、省力節(jié)時、施工質(zhì)量易于保證。

（5）適用范圍廣，混凝土構(gòu)件、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)均可進(jìn)行加固。可大幅度提高構(gòu)件的承載能力、抗震性能和耐久性能。

  碳纖維布加固施工工藝流程：施工準(zhǔn)備、混凝土表面處理、對不平整處采用找平膠找平修復(fù)，底膠配制并涂刷，浸漬膠配制，粘貼碳纖維布、表面抹砂漿保護(hù)。

  粘貼碳纖維布施工工藝流程圖

一、施工準(zhǔn)備

根據(jù)施工現(xiàn)場和被加固構(gòu)件混凝土的實(shí)際狀況對照設(shè)計(jì)圖紙，確定施工方案和施工計(jì)劃，作好施工前的準(zhǔn)備工作。

二、混凝土表面處理

1、在設(shè)計(jì)粘貼的部位按設(shè)計(jì)圖紙放樣定位。

2、鏟除混凝土粉飾層、油污和污物，露出混凝土表面，并用角磨機(jī)磨去1-2mm厚表層，直至完全露出混凝土結(jié)構(gòu)新面。

3、如有裂縫需對裂縫進(jìn)行灌漿封閉處理。

4、對混凝土構(gòu)件轉(zhuǎn)角部位采用角磨機(jī)修整R≥20mm的圓弧，并對表面凹凸不平部位進(jìn)行打磨修平處理。 砼構(gòu)件陽角部位處理示意圖

5、混凝土表面如有較大的剝落、蜂窩、腐蝕等缺陷時應(yīng)進(jìn)行鑿除找平處理方法找平。

6、采用高壓風(fēng)去混凝土表面粉塵、砂粒，并采用丙酮拭擦混凝土結(jié)構(gòu)表面。

7、涂刷底層樹脂前，處理過的混凝土表面必須干燥干凈。

8、最后用1m的直邊靠尺檢查處理過后表面的平整度差異，任何方向上1m范圍的最大允許差異為±5mm。

三、涂刷底膠

1、采用配套底膠按一定比例將主劑與固化劑放置入容器內(nèi)，并攪拌均勻，配制底膠。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定每次用量，嚴(yán)格控制使用時間。

2、采用滾筒刷將底膠均勻涂于混凝土表面，厚度不超過0.4mm，并不得漏涂或流淌、氣泡。

3、應(yīng)在底膠指觸干后立即進(jìn)行粘貼碳纖維布。

4、涂刷碳纖維底膠注意事項(xiàng)：

①涂底膠時溫度若低于﹣50℃或濕度為85%RH以上，則不能施工。

②底膠是由樹脂和硬化劑在一起混合均勻而成的，特別注意混合容器表面與底部的混合。

③如果底膠的使用時間過期，底膠必須馬上處理掉。

④涂底膠的容量和環(huán)境溫度決定修復(fù)的效果。大的容量或高的溫度會導(dǎo)致底膠的修復(fù)效果降低，所以修復(fù)的結(jié)果會不一樣。

⑤底膠混合后，如果修復(fù)時涂底膠的溫度高、粘性大時必須停止使用。

⑥涂底膠時為了防止底膠面的染污，避免帶纖維手套。

四、局部表面找平處理

1、配制找平膠，按配比比例及工藝要求配制攪拌。

2、對混凝土表面凹陷部位采用刮刀嵌填整平膠泥，且不應(yīng)有棱角，修復(fù)面與混凝土表面落差不超過1mm。

3、轉(zhuǎn)角處采用找平膠修復(fù)為光滑的圓弧，半徑不小于20mm。

4、固化養(yǎng)護(hù)后在找平膠表面指觸干燥后盡快進(jìn)行下一步工序施工。

五、浸漬膠配制

1、采用配套浸漬膠，其配比為A料：B料=2：1；

2、配制浸漬膠應(yīng)設(shè)專人負(fù)責(zé)，并用秤進(jìn)行控制各種材料的數(shù)量，偏差在±5%范圍；

3、調(diào)膠使用低速攪拌器攪拌，攪拌時間約2~3分鐘，攪拌均勻，無氣泡產(chǎn)生，并防止灰塵雜質(zhì)混入。

六、粘貼碳纖維布

1、在粘貼碳素纖維布之前，要有計(jì)劃的計(jì)算出粘貼范圍的大小、表面的形狀、施工環(huán)境、施工時間、施工人員等。

2、必須調(diào)配適當(dāng)量的浸漬膠，以避免超出可使用的時間之外，配制好浸漬膠后，立即用滾筒刷均勻的涂刷，底層用量為400-500 g/m2。

3、涂刷浸漬膠后馬上粘貼預(yù)先剪好的碳素纖維布于施工處，用橡皮或塑料的刮析輕刮數(shù)次。粘完后，用力在順著碳素纖維布方向來回滾動數(shù)次讓浸漬膠浸透且擠出氣泡。

4、在30分鐘后、3小時之內(nèi)，檢查底層的浸漬膠是否浸透后，再用力按著碳纖維布的方向滾動，然后按上層涂量的標(biāo)準(zhǔn)涂刷。上層涂量為300-400 g/m2。

5、多層粘貼時逐層重復(fù)上述步驟，但應(yīng)在碳纖維布表面指觸干燥后立即進(jìn)行下一層的粘貼，如超過60分鐘則應(yīng)等12小時后再進(jìn)行涂浸碳纖維粘貼下一層。

6、最后的一層碳纖維物表面應(yīng)均勻涂抹一道粘結(jié)劑。

七、固化養(yǎng)護(hù)

施工完成后24小時內(nèi)防止雨淋或受潮，并注意保護(hù)，防止硬物碰傷施工表面。平均氣溫為20~25℃時，固化養(yǎng)護(hù)時間不得少于3天；平均氣溫為10℃時，固化養(yǎng)護(hù)時間不得少于7天。

八、檢驗(yàn)

1、碳纖維布的實(shí)際粘貼面積不應(yīng)少于設(shè)計(jì)面積，位置偏差不應(yīng)大于10mm。

2、碳纖維布與混凝土之間的粘接質(zhì)量，可用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維布表面的方法檢查，總有效粘接面積不應(yīng)低于95%。

3、當(dāng)碳纖維布的空鼓面積不大于2500px2時，可采用針管注膠的方法進(jìn)行修補(bǔ)。當(dāng)空鼓面積大于2500px2時，宜將空鼓部位的碳纖維布切除，重新搭接粘貼等量的碳纖維片材，搭接長度不應(yīng)小于100mm。必要時，可采用正拉試驗(yàn)對施工質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場抽樣檢驗(yàn)。

碳纖維布施工注意事項(xiàng)

1、加固部位基層混凝土抗壓強(qiáng)度不低于C15。

2、碳纖維布應(yīng)通長布置，如需搭接時應(yīng)沿纖維方向搭接，搭接不得少于100mm。

3、施工溫度以5℃~35℃為宜。

4、碳纖維布為導(dǎo)電材料，施工時應(yīng)盡量遠(yuǎn)離電氣設(shè)備及電源，或采取可靠的防護(hù)措施。

5、施工過程中應(yīng)避免碳纖維的彎折。

6、碳纖維片材及配套碳膠的原料應(yīng)密封儲存，遠(yuǎn)離火源，避免陽光直接照射。

7、施工場地必須保持良好的通風(fēng)。

8、現(xiàn)場施工人員應(yīng)佩戴必要的防護(hù)措施，如佩戴護(hù)目鏡、口罩和手套。

9、施工現(xiàn)場嚴(yán)禁吸煙。