淺析碳纖維在混凝土結構加固中的應用

蘇忠紅

【摘要】由于碳纖維材料有著良好的強度和穩(wěn)定性，因此在混凝土結構加固工程中得到了人們的廣泛應用。本文通過對碳纖維加固的原理和施工技術進行分析，討論了碳纖維材料在混凝土結構加固工程中的實際應用，以供相關人士參考。

【關鍵詞】碳纖維布；原理；施工技術

1、引言

目前鋼筋混凝土也將成為主要的建筑材料，被人們廣泛的應用到建筑工程施工當中。但是，在實際應用的過程中，鋼筋混凝土容易受到周圍環(huán)境的影響，而出現(xiàn)許多質(zhì)量問題，這不僅對鋼筋混凝土的耐久性造成了嚴重的影響，還縮短了建筑工程的使用壽命，為此混凝土結構的加固工作在建筑工程施工中有著十分重要的意義。如今隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們?yōu)榱颂岣咪摻罨炷恋膹姸群涂估芰?，就將碳纖維布應用到混凝土結構加固工程當中，從而有效的增強混凝土結構的工作性能。

2、碳纖維布加固原理

（1）碳纖維布的特點。碳纖維布在實際應用的過程中，它的特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，有著超強的抗拉強度和彈性模量，不容易受到外界環(huán)境因素的影響；第二，在對混凝土結構進行加固時，不需要任何模具的作用，就可以對混凝土結構的裂縫進行很好的處理，而且對混凝土結構的尺寸也不會造成太大的影響；第三，有著良好的耐腐蝕性和耐久性，從而大幅度的提高了建筑結構的使用壽命；第四，由于自身結構的重量較輕，對鋼筋混凝土結構的自重沒有太大的影響。（2）適用范圍。碳纖維布在實際應用的過程中，適應范圍比較廣，可以適用于任何結構形式的混凝土加固補強工程。（3）加固機理。由于碳纖維布是利用環(huán)氧樹脂制成的，有著極高的強度，因此我們就可以利用碳纖維布強度高這一特想，將其粘貼在鋼筋混凝土結構上，從而和混凝土結構緊密的結合在一起。

3、施工準備

將碳纖維布應用在混凝土加固工程前，為了保障工程的施工質(zhì)量，施工人員必須要做好相應的施工準備工作。

（1）對工程設計施工圖紙的相關內(nèi)容進行認真的閱讀，從而對其施工項目的內(nèi)容進行全面的掌握。（2）在施工前，施工人員要對工程施工現(xiàn)場的實際情況以及混凝土加固結構的狀況進行了解，擬定出切實可行的施工方案。（3）在對碳纖維材料以及相關的施工器具進行選擇時，一定要對其質(zhì)量進行嚴格的要求，使其工程施工的質(zhì)量符合工程設計的標準。

4、混凝土基底處理

在混凝土結構加固施工的過程中，對混凝土基地處理主要是從以下幾個方面表現(xiàn)出來的：

（1）裂縫處理。在對混凝土基底裂縫進行處理的時候，施工人員要對混凝土裂縫開裂的實際情況分析，從而對混凝土裂縫處理的方法進行選取。在一般情況下，如果其混凝土裂縫的寬度小于0.2mm，那么技術人員一般都是采用碳纖維材料表面涂抹封閉的方法來進行處理。（2）對混凝土結構表面殘缺的部位進行適當?shù)那闆r，保障混凝土結構的平整性。（3）來對對外露鋼筋的腐蝕程度進行檢查，從而采用相應的施工技術對其進行處理。（4）而在對混凝土結構中存在的殘缺部分進行處理時，施工人員可以采用環(huán)氧砂漿修補施工的方法，將其混凝土表面進行復原，使其混凝土表面結構的平整性達到工程施工的要求。

5、涂底層涂料

（1）把底層涂料的主劑和固化劑按規(guī)定比例稱量準確后放入容器內(nèi)，并用攪拌器攪拌約8∽10分鐘左右至A、B組份混合均勻為止。攪拌時最好沿同一方向攪拌，盡量避免混入空氣形成氣泡。每次配置量以小于3公斤為宜，現(xiàn)配現(xiàn)用。（2）用專用滾筒刷均勻地將底層涂料涂刷于混凝土表面，厚度不超過0.4mm，并不得漏刷或有流淌、氣泡，指觸干燥后，才能進行下一道工序的施工。（3）底層涂料指觸干燥或固化后，表面上的凸起部分（一般類似結露的露珠一樣）要用砂布或角磨機磨平。

6、用環(huán)氧膩子進行殘缺修補

（1）構件表面凹陷部位應用環(huán)氧膩子填平，并修復至表面平整、順滑。（2）內(nèi)角（段差、起拱等）要用環(huán)氧膩子填補，使之平順。膩子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙紋，應再用砂紙打磨平整。

7、粘貼碳纖維布

（1）按設計要求的尺寸用鋒利刀具裁剪碳纖維布，應整齊劃一，避免毛刺、缺角。宜在平整木板（如三合板）、紙板上裁剪。（2）樹脂的主劑和固化劑應按規(guī)定的比例稱量準確，裝入容器用攪拌器均勻攪拌。一次調(diào)和量應在可使用時間內(nèi)用完。（3）纖維順長方向片材的接頭必須搭接10cm以上。該部位應多涂樹脂，脫泡、樹脂操作按正常進行。在片材寬度方向不需要搭接。（4）貼布前用專用滾筒刷均勻地涂抹粘貼用環(huán)氧樹脂，使其均勻涂抹于混凝土粘貼部位和碳纖維布上，拐角部位適當多涂抹一些。按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布，拉緊對齊后粘貼，用刮板、滾筒沿同一方向反復滾壓，去除氣泡，直至膠料滲出，充分浸潤膠料碳纖維布。（5）纖維布施工30分鐘后，用滾筒刷均勻涂抹粘貼用環(huán)氧樹脂。如需多層粘貼則重復1～5步驟，并保證底層粘貼的碳纖維片上涂已指觸干燥，才能粘貼下一層。（6）最后一層碳纖維的上涂應涂刷均勻、周邊整齊。

8、養(yǎng)護

（1）碳纖維布施工后，應進行養(yǎng)護，保證養(yǎng)護期間的溫度不低于環(huán)氧樹脂的允許使用溫度。（2）養(yǎng)護期一般在1～2周內(nèi)。（3）對于有風吹、雨淋或有可能人為擾動的地方應進行遮擋封閉養(yǎng)護。

9、表面涂裝

對于有外觀裝飾要求的結構或構件，可在粘貼后的碳纖維表面噴沙抹灰后涂刷常規(guī)涂料。

10、施工主意事項

（1）氣溫在5℃以下、相對濕度RH>85%、混凝土表面含水率在8%以上、有結露的可能時，無有效措施不得施工，施工時應保證氣溫在5℃～35℃之間，相對濕度不大于85%的環(huán)境下施工。（2）由于碳纖維片為電的良導體，應使其遠離電源。（3）施工用各種樹脂遠離明火，并避免陽光直射。

11、檢驗與驗收

（1）在開始施工之前，應確認碳纖維布及配套樹脂類粘結材料的產(chǎn)品合格證，產(chǎn)品質(zhì)量出廠檢驗報告，進口材料要有商檢證，各項性能指標應符合有關規(guī)定的要求。（2）采用碳纖維布及配套樹脂類粘結材料對混凝土結構進行加固修復時，應嚴格按有關規(guī)定進行各工序隱蔽工程檢驗與驗收。如施工質(zhì)量不能滿足有關規(guī)定的要求時，應立即采取補救措施或返工。（3）碳纖維布實際粘貼面積應不少于設計量，位置偏差應不大于l0mm。（4）碳纖維布與混凝土之間的粘結質(zhì)量可用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維布表面的方法來檢查，總有效粘結面積不應低于95%.當碳纖維布的空鼓面積小于10，000mm2時，可采用針管注膠的方式進行補救.空鼓面積大于10，000mm2時，宜將空鼓處的碳纖維片材切除，重新搭接貼上等量的碳纖維布，搭接長度應不小于l00m。

12、結束語

目前，由于碳纖維材料有著極強的適應性，而且強度較高、施工簡便，因此已經(jīng)被人們剛發(fā)的應用在鋼筋混凝土構件的加固工程當中，這不僅有效的增強了混凝土結構的各方面性能，還對提高了混凝土結構的強度，使其工程施工的質(zhì)量滿足工程施工的要求。

參考文獻

[1]張鵬飛.碳纖維加固技術的應用[J].科技信息（學術版），2006（03）

[2]樸洪立.碳纖維結構加固技術的原理及在建筑結構中的應用[J].黑龍江科技信息，2007（06）