郑州碳纤维加固公司

郑州碳纤维加固技术 

随着我国经济技术的不断发展，有相当多的混凝土结构由于设计方法、施工方法、运营情况的改变，较终导致结构面临着各种各样的质量问题，如强度不足、耐久性不强、安全性过低等，这就急需要对这些结构进行补强加固，以提高结构的耐久性。根据美国的调查研究，混凝土设施的维护、维修和加固已经成为了当今世界面临的紧迫课题。碳纤维复合材料作为一种新型的修复加固技术在我国得到了快速的发展，成为了加固领域的热点，这种技术是通过将碳纤维这种高性能纤维应用于工程, 利用树脂类材料把碳纤维粘贴于结构或构件表面, 形成复合材料体CFRP, 通过其与结构或构件的协同工作, 达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的。

一、 碳纤维布加固混凝土的机理

碳纤维作为一种复合型材料，其具有很强的抗拉强度，经过测试其抗拉强度是同等截面面积钢材的7-10倍，并且具有刚度轻、密度小等优点，其耐久性也好，可以抵抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏，采用碳纤维进行施工能够在简化施工步骤的前提下提高施工速度，同时保证了施工质量，具有很强的适用范围，当加固混凝土结构时，能够大幅度的提高其强度和承载力，当采用粘结材料与梁板混凝土有序缠绕粘贴后，可以实现构件变形的约束，增强构件局部的抗拉性能。

碳纤维在顺纤维方向具有很高的拉伸强度和疲劳强度，而抗压和抗剪强度相对较低，因此主要适用于混凝土结构构件受拉区域的加固，尤其适用于桥梁等承受动荷载的大中型结构的抗震加固和承载力加固，但因碳纤维布可以加工成圆形或U 型，从而也可以用于混凝土构件的抗压和抗剪加固；由于碳纤维布具有较高的比强度和比模量，可以改善构件的延性；对于使用空间较小的加固现场，使用碳纤维布进行结构加固是一种理想的方法，因为这样不会减少使用空间；对于同时需要提高耐久性的结构构件来说，应用碳纤维布进行加固也是一种有效的方法，因为碳纤维布既可以提高构件的承载力，又不易老化，耐腐蚀，起到了保护结构的作用。

二、碳纤维复合材料加固混凝土结构技术的主要优点

（1）高强、高效

碳纤维作为一种复合型材料，具有很高的抗拉强度，一般≥3000MPa，相当于一般钢材的7-10倍左右，并且其弹性模量也比较高，能够适应强度的变化；延伸率较小，密度在1.8g/cm2左右，可以充分利用其优异的力学性能来提高混凝土结构的承载力、延性、抗裂性，以达到高效、高强加固修复混凝土的目的。

（2）施工简便, 加固周期短

碳纤维不同于其他的钢筋材料，由于质量比较小，不需要大型的机械进行施工，这就节约了成本，并且不受施工空间的限制，对周围的环境影响也小，在某些情况下，能够保证施工；并且具有加固周期短，在施工中只需要将碳纤维布粘贴在结构的表面达到固化，就能满足要求。

（3）施工质量容易保证

碳纤维布加固构件的施工质量标准主要反映在碳纤维布粘贴的密实程度。由于碳纤维布是柔性的, 很容易粘贴在结构表面上, 使碳纤维布与混凝土表面粘贴密实, 一般情况下都可以保证碳纤维布的有效粘贴面积不小于95%, 很易满足碳纤维布加固施工的质量要求。

（4）强的防水和防腐蚀效果

碳纤维布粘贴固结在混凝土表面, 环氧树脂胶附着在结构表面, 防水效果好, 可防止钢筋锈蚀。碳纤维材料具有较佳的耐腐蚀性能, 不必担心建筑物经常遇到的各种酸、碱、盐对结构的腐蚀。

（5）适用面广

碳纤维具有很广的适用范围，如工业、民用建筑、水利工程等各种类型结构的不同受力状况等。不受结构形状的限制。

三、碳纤维布的增强技术及操作要求

在混凝土构件碳纤维增强过程中，应该做好各项工作，包括混凝土表面预处理、修补凹坑、涂底胶、涂腻子层、粘贴纤维布及增强层表面处理等步骤。

1、卸荷

加固前需要对结构外部约束都进行卸载，防止在加固过程中，约束突然失效，导致加固效果不能达到设计要求。

2、基底处理

首先应该对基底表面进行预处理，因为在混凝土浇筑完成后，可能会在表面出现剥落、蜂窝、空鼓、腐蚀等影响表面平整的现象，对于这些问题应该及时进行处理，利用硬毛刷沾洗涤剂，将混凝土表面所粘污物除去，用冷水冲洗，再进行喷砂或打磨除去1-2mm的表层，并用空气吹去表面的细粉粒。以15%(体积比)的稀盐酸涂于混凝土表面，20 min后将其冲洗干净，用pH试纸测其表面，若呈酸性，可用2%(体积比)的氨水中，然后清洗干净。再利用混凝土角磨机、砂纸等机具清除混凝土表面的浮浆、油污等杂质，构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部分，要用打磨机打磨平整。

3、涂底胶(FP胶)

按主剂∶固化剂=2∶1的比例将主剂与固化剂先后置于容器中，用弹簧秤计量，电动搅拌器均匀搅拌，根据现场实际气温决定用量并严格控制使用时间。一般情况下1 h内用完。用滚筒刷将底胶均匀涂刷于混凝土表面，待胶固化后(固化时间视现场气温而定,以指触干燥为准)再进行下一工序施工，一般固化时间为2d～3d。

4、找平

（1）混凝土表面凹陷部位应用FE胶填平,模板接头等出现高度差的部位应用FE胶填补,尽量减小高度差；（2）转角处也应用FE胶修补成光滑的圆弧,半径不小于10mm。

5、粘贴

（1）按设计要求的尺寸及层数裁剪碳纤维布，特殊要求，碳纤维布长度应在3m之内；（2）调配、搅拌粘贴材料FR胶(使用方法与底胶FP相同)，然后均匀涂抹于待粘贴的部位，在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些；（3）粘贴碳纤维布，在确定所粘贴部位无误后剥去离型纸，用特制滚子反复沿纤维方向滚压，去除气泡，并使FR胶充分浸透碳纤维布。多层粘贴应重复上述步骤，待碳纤维布表面指触干燥后方可进行下一层的粘贴；（4）在较后一层碳纤维布的表面均匀涂抹FR胶；（5）碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm，碳纤维端部固定用横向碳纤维或粘钢固定。

6、保护

当粘贴好碳纤维布以后，应该对表面做好养护工作，可以在表面涂抹防火涂料等方法进行保护。

7、加固施工要点

（1）在加固前，需要对构件上的约束进行卸载，这项工作是较容易被忽视的环节，应为在实际施工中，混凝土构件在负荷外包CFRP时，外包的CFRP相对于混凝土表面存在一定的滞后，当CFRP还没有粘贴完成时，就出现了构件断裂的事故，这种效应将降低CFRP的补强效果，不能发挥碳纤维布的高强抗拉性能。

（2）在钢筋混凝土结构进行加固时，其弯角的半径不得小于20mm，以减小应力集中现象，但是在实际施工中，常常出现裂缝的地

四、结束语

碳纤维布具有自重轻、强度高、抗疲劳、耐腐蚀、耐久、耐水、抗撕裂性佳、能与基材紧密连接、协调性优越等明显优势,且施工便捷,施工质量易于保证,在后期使用过程中也不需要定期维护,因而该技术的加固效果及综合经济效果好;用碳纤维布加固钢筋混凝土梁后,其受弯、受剪承载力有明显提高;碳纤维布的加固性能对加固效果影响很大,为保证抗弯、抗剪加固效果及充分发挥碳纤维布加固后的补强强度,必须做好碳纤维布的锚固工作;碳纤维布用于结构加固时的施工特别重要,必须确保施工质量,否则加固效果将大打折扣。