碳纖維及芳綸纖維在橋梁加固中的推廣應(yīng)用

林冬梅(黑龍江嘉昌路橋建筑有限公司)

碳纖維及芳綸纖維在橋梁加固中的推廣應(yīng)用

林冬梅
(黑龍江嘉昌路橋建筑有限公司)

摘要:隨著社會的發(fā)展以及城市化進(jìn)程的加快，城市的交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)稱為城市化進(jìn)程推進(jìn)的主要阻力之一，由于道路建設(shè)總里程數(shù)與國民的需要不成比例，使得近幾年橋梁與道路的建設(shè)正在飛速進(jìn)行。在橋梁的建設(shè)過程中，將其很好的固定可以有效的增加其使用年限?，F(xiàn)根據(jù)自身多年的工作經(jīng)驗(yàn)對碳纖維纖維材料性能，補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用及施工工藝進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

關(guān)鍵詞:碳纖維;碳纖維補(bǔ)強(qiáng)技術(shù);發(fā)展;固定

中圖分類號:U445. 1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:??: C

文章編號:??:1008－3383(2015)02－0165－01

收稿日期:2014－10－29

1　碳纖維片的主要性能

(1)碳纖維片具有良好的機(jī)械性能。在一般情況下高強(qiáng)度的碳纖維片可以大幅度增加鋼筋屈服荷載，從而有效的降低了鋼筋內(nèi)部的消力，在工程中使用高模量的纖維片可以減少纖維片的使用量。

(2)碳纖維片材質(zhì)具有良好的耐久性。經(jīng)過進(jìn)行相關(guān)的工程試驗(yàn)，得知碳纖維片的強(qiáng)度在半個世紀(jì)內(nèi)均不會發(fā)生明顯的變化，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。同時對環(huán)氧樹脂粘接料進(jìn)行抗核輻射試驗(yàn)，最終試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)環(huán)氧樹脂粘接料可以承受核輻射達(dá)20年之久，對經(jīng)過核輻射試驗(yàn)的環(huán)氧樹脂粘接料進(jìn)行紅外線分光法檢測，得出環(huán)氧樹脂內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整無損傷。

2　在進(jìn)行橋梁碳纖維加固施工過程中的使用

(1)碳纖維在加固過程中的具體使用?？箯澙a(bǔ)強(qiáng)。根據(jù)橋梁的設(shè)計(jì)指標(biāo)在懸臂板梁支座的靠上部位，順著受力的方向進(jìn)行纖維片的粘貼，依據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況確定粘貼碳纖維片的層數(shù)，如果在施工需要較強(qiáng)的加固補(bǔ)強(qiáng)效果，則應(yīng)在施工中使用高彈性模量的碳纖維片。碳纖維片補(bǔ)強(qiáng)加固的主要原理是碳纖維的彈性模量大于鋼筋的彈性模量，所以在受力時延伸比鋼筋小可以有效的分擔(dān)鋼筋的受力。

(2)中心受壓補(bǔ)強(qiáng)。為提高建筑建構(gòu)中心位置的抗壓能力，可以使用碳纖維對建筑結(jié)構(gòu)的中部進(jìn)行環(huán)抱處理，從而使混凝土的約束得到增強(qiáng)。

(3)偏心受壓構(gòu)件。為增強(qiáng)構(gòu)件的強(qiáng)度，使用碳纖維片對構(gòu)件受彎拉的側(cè)面按照柱縱向的方位進(jìn)行粘補(bǔ)。

3　碳纖維片補(bǔ)強(qiáng)的施工順序

(1)首先要對混凝土構(gòu)件的表面進(jìn)行相應(yīng)的處理。在處理的過程中主要處理以下幾個方面: (1)將混凝土表面疏松、脆裂的部分進(jìn)行完全清除，要求做到混凝土表面堅(jiān)實(shí)，將鋼筋露出; (2)在清理露出鋼筋銹塊時，要對有銹的部位進(jìn)行除銹處理，隨后進(jìn)行防銹處理; (3)如果混凝土表面的裂縫在0．02 cm以內(nèi)，使用環(huán)氧樹脂涂抹進(jìn)行封閉處理，如果混凝土表面的寬度大于0．02 cm，就要使用關(guān)環(huán)氧樹脂的方法進(jìn)行處理; (4)如果混凝土表面出現(xiàn)殘缺現(xiàn)象則使用等級高于原有混凝土的砂漿等進(jìn)行修補(bǔ)，同時要徹底清除混凝圖表面的劣化層、浮漿等，要確保被修補(bǔ)部分的絕對干凈。

(2)除底層界面劑。在已經(jīng)處理合格的干凈混凝土表面涂抹環(huán)氧樹脂底層物料，這樣可以確保底層環(huán)氧樹脂滲入到混凝土中，使其粘結(jié)力得到顯著的增加。

(3)對構(gòu)件表面的殘缺部分進(jìn)行修補(bǔ)。在底層涂刷環(huán)氧樹脂底層物質(zhì)，這樣可以使底層環(huán)氧樹脂物料滲入進(jìn)混凝土中，以使得粘結(jié)力增加。

(4)對修補(bǔ)部位的養(yǎng)護(hù)。在對需要修補(bǔ)加固的部位進(jìn)行碳纖維片粘貼后，要根據(jù)當(dāng)時天氣的狀況以及溫度情況，對修補(bǔ)部位進(jìn)行一段時間的養(yǎng)護(hù)，一般為7～14 d。

(5)對修補(bǔ)部位進(jìn)行相應(yīng)的涂刷。在修補(bǔ)作業(yè)完成后，需要在碳纖維片的表面進(jìn)行相應(yīng)功能顏色的涂刷，從而增強(qiáng)修補(bǔ)加固效果。

4　芳綸纖維加固施工工藝流程

(1)將施工中所能用到的材料運(yùn)送到施工地點(diǎn)。在進(jìn)行芳綸纖維加固施工的過程中一般會用到以下材料:芳綸纖維、浸漬樹脂以及底膠等。

(2)由于芳綸纖維具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、優(yōu)秀的抗沖擊表現(xiàn)、較強(qiáng)的抗腐蝕性、不導(dǎo)電等特性，使其在加固修補(bǔ)中有著重要的應(yīng)用。在施工的過程中所用到的材料是由芳綸纖維按同一方向排列編織程的芳綸纖維布。

(3)使用浸漬樹脂對芳綸纖維進(jìn)行浸透。經(jīng)過浸透后的芳綸纖維會組合成板狀的整體，并且具有高強(qiáng)度，將其粘貼在混凝土的表面。在正常的情況下用浸透芳綸纖維的樹脂屬于環(huán)氧樹脂大類中的一種，是由在常溫裂化主劑與硬化劑所組成的混合物。在一般的情況下放在具有良好通風(fēng)條件、無光照、無水干凈的地方進(jìn)行保存。

5　芳綸纖維布的粘貼作業(yè)

(1)打墨線:按照粘貼芳綸纖維布的具體要求，在墩柱的表面劃出芳綸纖維粘貼的標(biāo)準(zhǔn)線。

(2)對混凝土表面進(jìn)行檢測。在進(jìn)行檢測的過程中主要查看底膠的表面是否有水分以及灰塵的存在，若存在要及時進(jìn)行清除。通過指觸的方法對底膠含有的有機(jī)溶劑進(jìn)行干燥性檢測，如果發(fā)現(xiàn)有機(jī)溶劑不干燥，要通過升溫的辦法使底膠快速硬化。

(3)對浸漬樹脂進(jìn)行攪拌。按照相應(yīng)的攪拌比例將浸漬樹脂的主劑以及硬化劑置于拌和的容器中，由人工按同一方向進(jìn)行均勻拌和，在拌和均勻后，樹脂中會有很多氣泡出現(xiàn)，應(yīng)該等到氣泡減少到合適的時候再進(jìn)行應(yīng)用。

(4)將底層的浸漬樹脂涂抹到相應(yīng)的位置。按照相關(guān)的樹脂使用標(biāo)準(zhǔn)將浸漬樹脂均勻的刷在需要的混凝土表面。

(5)進(jìn)行芳綸纖維布的粘貼作業(yè)。按照相關(guān)的圖紙對芳綸纖維布進(jìn)行粘貼，在粘貼的過程中應(yīng)注意觀察是否有氣泡以及其他的殘留物，并用工具對芳綸纖維布進(jìn)行滾壓，以保證其與混凝土貼合緊密。

(6)進(jìn)行涂刷外層浸漬樹脂。當(dāng)芳綸纖維被底層樹脂浸透以后，在其外面還要刷一層樹脂，要沿著芳綸纖維布的編織方向進(jìn)行均勻的刷涂，在刷涂的同時要對氣泡進(jìn)行完全的清除，最終讓芳綸纖維布與里外樹脂結(jié)合為一個整體。

(7)對已經(jīng)處理過的部分進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

6　結(jié)語

隨著我國道路交通網(wǎng)絡(luò)的逐漸成型，早期建成的公路已經(jīng)逐步進(jìn)入維護(hù)改建的階段，并且有很多正在使用中的主要橋梁需要進(jìn)行修補(bǔ)擴(kuò)建，從而滿足社會發(fā)展，車輛增加的客觀條件。碳纖維因其特點(diǎn)突出，施工難度不高、并且堅(jiān)固耐用受到各施工隊(duì)伍的廣泛認(rèn)可。為了使碳纖維在今后的道路建設(shè)修補(bǔ)方面發(fā)揮出更大的優(yōu)勢，我們只有在施工的過程中不斷積累經(jīng)驗(yàn)不斷的進(jìn)行探索，才能使碳纖維更好的服務(wù)于我們的生活。